電氣測量技術(shù) 課件項(xiàng)目8 其他電氣測量

配套課件電氣測量技術(shù)電工儀表與測量的基本知識目錄Contents項(xiàng)目1電流與電壓的測量項(xiàng)目2電阻的測量項(xiàng)目3電功率的測量項(xiàng)目4電能的測量項(xiàng)目5頻率和相位的測量項(xiàng)目6信號波形的測量項(xiàng)目7

其他電氣測量項(xiàng)目8項(xiàng)目8

其他電氣測量項(xiàng)目目標(biāo)項(xiàng)目8其他電氣測量

項(xiàng)目目標(biāo)1）了解電容、電感、轉(zhuǎn)速和溫度的測量方法。2）了解常見的光電式傳感器的基本原理。3）了解熱電阻溫度傳感器的組成及原理。4）能運(yùn)用交流電橋電路進(jìn)行電氣測量。5）能掌握離心式轉(zhuǎn)速表和光電式數(shù)字轉(zhuǎn)速表的組成及使用方法。6）能運(yùn)用熱電偶傳感器進(jìn)行電氣測量。7）樹立民族自信心，具有工程思維和創(chuàng)新精神。8）具備“技能成才、強(qiáng)國有我”意識，激發(fā)科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。項(xiàng)目導(dǎo)入

項(xiàng)目導(dǎo)入其他電氣測量指利用傳感技術(shù)和電磁方法對電量以外的各種量進(jìn)行的測量。其測量范圍寬，測量速度快，適用頻率范圍寬，測量準(zhǔn)確度高，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測量，便于應(yīng)用微機(jī)系統(tǒng)對信號進(jìn)行各種運(yùn)算和處理，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)巡回檢測、控制、智能化測量等，本項(xiàng)目就來介紹一下電容、電感、轉(zhuǎn)速等的測量。項(xiàng)目8其他電氣測量項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目8其他電氣測量

學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.11.了解交流電橋的結(jié)構(gòu)和工作原理；2.熟練掌握交流電橋電路的特點(diǎn)和調(diào)節(jié)平衡的方法；3.能使用交流電橋測量電容及其損耗因數(shù)。

任務(wù)目標(biāo)學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.1交流電橋是一種比較式儀器，在電測技術(shù)中占有重要地位。它主要用于電容及其介質(zhì)損耗的測量、自感及其線圈品質(zhì)因數(shù)和互感等電參數(shù)的精密測量，也可用于非電量變換為相應(yīng)電量參數(shù)的精密測量。

圖8-1-1是交流電橋的原理線路。1.交流電橋?qū)W習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量圖8-1-1交流電橋的原理線路學(xué)習(xí)任務(wù)8.1交流電橋與直流電橋原理相似。在交流電橋中，4個橋臂一般是由交流電路元件如電阻、電感、電容組成的，電橋的電源通常是正弦交流電源，交流平衡指示儀的種類很多，適用于不同頻率范圍。頻率為200Hz以下時可采用諧振式檢流計(jì)，音頻范圍內(nèi)可采用耳機(jī)作為平衡指示器，音頻或更高的頻率時也可采用電子指零儀器，也有用電子示波器或交流毫伏表作為平衡指示器的。交流平衡指示器指零時，交流電橋達(dá)到平衡。學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.1下面在正弦穩(wěn)態(tài)的條件下討論交流電橋的基本原理。在交流電橋中，4個橋臂由阻抗元件組成，在電橋的一條對角線cd上接入交流平衡指示器，另一對角線ab上接入交流電源。接通電源，調(diào)節(jié)電橋參數(shù)，使交流指零儀中無電流通過時（即I0=0），cd兩點(diǎn)的電位相等，電橋達(dá)到平衡，這時有Uac=Uad，Ucb=Udb，即兩式相除有：2.交流電橋的平衡條件學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.1當(dāng)電橋平衡時，I0=0，由此可得：I1=I2，I3=I4所以上式就是交流電橋的平衡條件，它說明：當(dāng)交流電橋達(dá)到平衡時，相對橋臂的阻抗的乘積相等。由圖8-1-1可知，若第一橋臂由被測阻抗Zx構(gòu)成，則：

當(dāng)其他橋臂的參數(shù)已知時，就可決定被測阻抗Zx的值。學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.1

（1）萬用電橋測量元件參數(shù)的原理同時具備測量R，L，C功能的電橋，通稱為萬用電橋。QS18A型萬用電橋是一種攜帶方便，使用簡便的音頻交流電橋。它主要由橋體、交流電源（即1kHz晶體管振蕩器）、晶體管檢流計(jì)三部分組成。通過切換開關(guān)，可分別構(gòu)成測量電阻的交流單臂電橋（惠斯登電橋）、測量電容的串聯(lián)電容比較電橋（維恩電橋）測量電感的電容、電感比較電橋（麥克斯韋電橋）。3.QS18A型萬用電表學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量圖8-1-2維恩電橋?qū)W習(xí)任務(wù)8.11）電容測量。電容測量時電橋接成維恩電橋，如圖8-1-2（a）所示，當(dāng)電橋平衡時學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量式中D—電容的損耗因數(shù)。2）電感測量。電感測量時電橋接成麥克斯韋電橋，如圖8-1-2（b）所示，當(dāng)電橋平衡時式中Q—電感品質(zhì)因數(shù)。學(xué)習(xí)任務(wù)8.1（2）QS18A型萬用電橋的主要技術(shù)性能1）測量電容。①測量范圍：●1.0～11pF，基本誤差±2%±0.5pF；●100pF～110μF，基本誤差±1%±Δ；●100～1100μF，基本誤差±2%±Δ。（Δ表示滑線盤最小分格的1/2，Q值小于1的電感基本誤差不予考慮）。②損耗范圍：D值0～0.1；0～10。③電源：內(nèi)部電源，其頻率為1kHz。學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.12）測量電感。①測量范圍：●1.0～11μH，基本誤差±5%±0.5μH；●10～110μH，基本誤差±2%±ΔμH；●100μH～1.1H，基本誤差為±1%±Δ；●1～11H，基本誤差為±2%±Δ；●10～110H，基本誤差±5%±Δ。②損耗范圍：Q值0～10。③電源：內(nèi)部電源，其頻率為1kHz。學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.1（3）QS18A型萬用電橋的使用QS18A型萬用電橋的面板圖如圖8-1-3所示。學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量圖8-1-3QS18A型萬用電橋的面板圖學(xué)習(xí)任務(wù)8.11）各旋鈕的操作方法①被測端口：用來連接被測元件。在連接被測元件時，最好直接連接在端口上，若無法實(shí)現(xiàn)，可通過測量導(dǎo)線連接，導(dǎo)線應(yīng)盡量短，在測量較小量值的元件時，應(yīng)扣除導(dǎo)線的電阻。在實(shí)際使用中若需考慮高低電位時（如測電解電容時），可按“被測端口“1”為高電位，“2”為低電位”的原則進(jìn)行連接，一般情況下可不必考慮。②“外接”插孔。當(dāng)測量有極性的電容和帶鐵芯的電感時，若需外加直流電源電阻時，可通過此插孔連接；當(dāng)使用外部音頻振蕩信號時，可通過導(dǎo)線連接到此插孔（此時應(yīng)將撥動開關(guān)3撥向“外”的位置）。③撥動開關(guān)。當(dāng)使用機(jī)內(nèi)1kHz振蕩信號作為電橋電源時，將開關(guān)撥向“內(nèi)1kHz”位置；當(dāng)使用外接插孔施加外部音頻信號時，應(yīng)將此開關(guān)撥向“外”位置。學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.1④量程選擇開關(guān)。選擇測量范圍，各擋的示值是指該擋在滿度時電橋讀數(shù)的最大值。⑤損耗選擇開關(guān)：用來擴(kuò)展損耗平衡的讀數(shù)范圍。在一般情況下，測量空心電感線圈時，置于“Q×1”位置；測量高Q值電感線圈和測量一般電容器（小損耗）時，置于“D×0.01”位置，測量帶鐵芯的電感線圈和測量損耗較大的電容時，置于“D×1”位置。⑥指示電表：用來指示電橋平衡。在調(diào)節(jié)電橋平衡時，應(yīng)一邊操作有關(guān)的旋鈕，一邊觀測指針的動向，應(yīng)使其向“0”的方向偏轉(zhuǎn)，直到指針最接近零點(diǎn)位置。⑦接地端：與電橋的機(jī)殼相連。學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.1⑧靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕：用來控制電橋放大器的增益。在開始粗調(diào)電橋平衡時，要降低靈敏度使電表指示小于滿刻度，在調(diào)節(jié)過程中逐步增大靈敏度，進(jìn)行電橋平衡調(diào)節(jié)。⑨讀數(shù)盤：調(diào)節(jié)兩個讀數(shù)盤可使電橋平衡。第一位讀數(shù)盤（左邊）為步進(jìn)開關(guān)，步級為0.1，即量程開關(guān)指示值的1/10，第二、三位讀數(shù)盤（右邊）為連續(xù)可調(diào)的滑線電位器。⑩損耗微調(diào)旋鈕：可微調(diào)平衡時的損耗，一般情況下應(yīng)在“0”位置。?損耗平衡調(diào)節(jié)旋鈕：可指示被測元件（指電容、電感）的損耗讀數(shù)，該讀數(shù)盤上的指示值再乘以損耗倍率開關(guān)的指示值，即為損耗值。?測量選擇開關(guān)。若測量電容時應(yīng)置于“C”的位置，測量電感時應(yīng)置于“L”的位置，測量10Ω以下的小電阻時應(yīng)置于“R≤10”的位置，測量10Ω以上的電阻時，應(yīng)置于“R＞10”的位置。測試完畢后，應(yīng)置于“關(guān)”的位置，即切斷電源。學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.12）使用方法①電容的測量：估計(jì)被測電容的大小，旋動“量程”開關(guān)置于合適位置，使量程值大于被測電容容量；將“測量選擇”開關(guān)置于“C”，損耗倍率置于“D×0.01”（測一般電容）或“D×1”（測電解電容），反復(fù)調(diào)節(jié)“讀數(shù)”及“損耗平衡”旋鈕，使電表指零。當(dāng)電橋平衡時，被測量Cx、Dx分別為Cx=“量程”開關(guān)指示ד讀數(shù)”指示值Dx=“損耗倍率”指示值ד損耗平衡”指示值②電感的測量：估計(jì)被測電感量的大小，將“量程”開關(guān)置于合適位置，“測量選擇”開關(guān)置于“L”，損耗倍率開關(guān)置于合適位置（測空心電感線圈置于“Q×l”，測高Q值濾波電感線圈置于“D×0.01”，此時Q=1/D，測鐵芯電感線圈置于“D×l”）；反復(fù)調(diào)節(jié)“讀數(shù)”及“損耗平衡”旋鈕，使電橋平衡。電橋平衡時被測量Lx、Qx分別為Lx=“量程”開關(guān)指示值ד讀數(shù)”指示值Qx=“損耗倍率”指示值ד損耗平衡”指示值學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.1用交流電橋測量電感的大小及其Q值；用交流電橋測量電容及其損耗因數(shù)。（1）安全準(zhǔn)備1）在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)前，應(yīng)仔細(xì)閱讀電工安全操作規(guī)程，按照規(guī)程要求進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。2）穿戴好防護(hù)用品，做好安全防護(hù)工作。3）仔細(xì)閱讀QS18A型萬用電橋說明書，按說明書要求操作。（2）實(shí)訓(xùn)設(shè)備準(zhǔn)備（見表8-1-1）4.用交流電橋測量電容、電感學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.1（3）測量步驟1）將被測元件接到“被測”端鈕上，撥動開關(guān)3至“內(nèi)1kHz”位置，如果用外部電源，則將外部電源接到“外接”插孔1上，撥動開關(guān)至“外”的位置。2）根據(jù)被測量，將測量選擇開關(guān)旋至“C”、“L”、“R>10”、“R≤10”處。3）估計(jì)被測參量的大小，選擇量程開關(guān)的位置。4）按表8-1-2中的不同情況，選擇開關(guān)的位置（電阻測量除外）。學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.15）根據(jù)電橋平衡情況，調(diào)節(jié)靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕8，使指示電表讀數(shù)由小逐步增大。6）反復(fù)調(diào)節(jié)電橋的讀數(shù)盤9和損耗平衡調(diào)節(jié)旋鈕11，并在調(diào)節(jié)過程中逐步提高指示電表的靈敏度直至電橋平衡，被測電感和電容或電阻等于量程開關(guān)指示值乘以電橋讀數(shù)值，被測品質(zhì)因數(shù)或損耗因數(shù)等于損耗倍率指示值乘以損耗平衡盤的示值。①電容的測量。用QS18A型萬用電橋分別測量標(biāo)稱值為47pF，510pF，220pF/l0V的電容，并將測量結(jié)果填入表8-1-3中。②電感的測量。用QS18A型萬用電橋分別測量標(biāo)稱值為15μH，120μH的電感。學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.1②電感的測量。用QS18A型萬用電橋分別測量標(biāo)稱值為15μH，120μH的電感，并將測量結(jié)果填入表8-1-4中。學(xué)習(xí)任務(wù)8.1電容和電感的測量項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目8其他電氣測量

學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.21.掌握轉(zhuǎn)速表的結(jié)構(gòu)及簡單工作原理；2.熟練掌握轉(zhuǎn)速表的使用方法；3.了解轉(zhuǎn)速表使用的注意事項(xiàng)。

任務(wù)目標(biāo)學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速表是專門用來測量各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速的儀表，按照工作原理和工作方式不同，可以分為離心式轉(zhuǎn)速表、光電式轉(zhuǎn)速表、磁性轉(zhuǎn)速表、電動式轉(zhuǎn)速表、磁電式轉(zhuǎn)速表、閃光式轉(zhuǎn)速表和電子式轉(zhuǎn)速表等幾種。

（1）離心式轉(zhuǎn)速表離心式轉(zhuǎn)速表的基本結(jié)構(gòu)如圖8-2-1所示，主要由離心器、變速器和指示器三部分組成。重錘利用連桿與活動套環(huán)及固定套環(huán)連接，固定套環(huán)裝在離心器軸上，離心器通過變速器（齒輪傳動機(jī)構(gòu)）從輸入軸獲得轉(zhuǎn)速，另外還有傳動扇形齒輪、游絲、指針等裝置。為使轉(zhuǎn)速表與被測軸能夠可靠接觸，轉(zhuǎn)速表都配有不同的探頭，使用時可根據(jù)被測對象選擇合適的探頭安裝在轉(zhuǎn)速表輸入軸上。1.轉(zhuǎn)速表的結(jié)構(gòu)及簡單工作原理學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.2學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量圖8-2-1離心式轉(zhuǎn)速表基本結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)8.2當(dāng)離心器旋轉(zhuǎn)時，重錘隨著旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力通過連桿使活動套環(huán)向上移動，并壓縮彈簧。當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時，活動套環(huán)向上的作用力與彈簧的反作用力相平衡，套環(huán)將停在相應(yīng)位置。同時，活動套環(huán)的移動通過傳動機(jī)構(gòu)的扇形齒輪傳遞給指針，在表盤上指示出被測轉(zhuǎn)速值，這就是其工作原理。轉(zhuǎn)速表指針的偏轉(zhuǎn)與被測軸旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。離心力

式中m—重錘質(zhì)量；R—重錘重心到轉(zhuǎn)軸心的距離；ω—重錘旋轉(zhuǎn)的角速度。學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.2離心力與旋轉(zhuǎn)角速度的平方成正比，因而離心式轉(zhuǎn)速表的刻度盤是不等分度的。為減小表盤分度的不均勻性，可恰當(dāng)選取轉(zhuǎn)速表的各種參量及測量范圍，充分利用其線性部分，提高讀數(shù)的精度。便攜式轉(zhuǎn)速表通常利用變速器來改變轉(zhuǎn)速表的量程。

（2）光電式轉(zhuǎn)速表光電式轉(zhuǎn)速表主要依靠光電傳感器來進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量。光電傳感器是一種將光信號的變化轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。其工作原理是依據(jù)光電效應(yīng)原理，首先將被測的非電量（如轉(zhuǎn)速）轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后通過光電器件將相應(yīng)的光信號轉(zhuǎn)換成電量后再進(jìn)行測量。光電式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、非接觸、反應(yīng)快、精度高、不容易受電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，在自動控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。其缺點(diǎn)是易受外界光源干擾，對光信號的檢測處理比較困難，不能用于高溫環(huán)境等。光電式轉(zhuǎn)速表的結(jié)構(gòu)如圖8-2-2所示。學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.2學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量圖8-2-2光電式轉(zhuǎn)速表的結(jié)構(gòu)

學(xué)習(xí)任務(wù)8.2

（3）磁性轉(zhuǎn)速表磁性轉(zhuǎn)速表是以旋轉(zhuǎn)磁場為原理來測量電動轉(zhuǎn)速的一類轉(zhuǎn)速表。磁性轉(zhuǎn)速表在測量轉(zhuǎn)速時，會根據(jù)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力大小，與游絲力進(jìn)行平衡，以指示轉(zhuǎn)速值。磁性轉(zhuǎn)速表的結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，多用于摩托車和汽車等設(shè)備的轉(zhuǎn)速測量。

（4）電動式轉(zhuǎn)速表電動式轉(zhuǎn)速表是測量方式，是將小型交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與被測軸轉(zhuǎn)速保持一致，而磁性轉(zhuǎn)速頭又和小型交流電動機(jī)同軸轉(zhuǎn)動，這樣磁性轉(zhuǎn)速頭所指示的轉(zhuǎn)速就是被測軸的轉(zhuǎn)速。電動式轉(zhuǎn)速表適用于異地安裝，有良好的抗震性，多用于柴油機(jī)和船舶等設(shè)備的轉(zhuǎn)速測量。學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.2

（5）磁電式轉(zhuǎn)速表磁電式轉(zhuǎn)速表是利用磁阻元件完成轉(zhuǎn)速測量的一種轉(zhuǎn)速表。磁電式轉(zhuǎn)速表的工作原理，是磁阻的阻抗值隨磁場強(qiáng)弱而變化，當(dāng)被測軸的齒輪接近磁電式轉(zhuǎn)速表時，齒輪的齒頂與齒谷會令磁場變化，這樣磁電式轉(zhuǎn)速表就能通過對電阻變化的測量來反應(yīng)被測軸的轉(zhuǎn)速。

（6）閃光式轉(zhuǎn)速表閃光式轉(zhuǎn)速表是利用視覺暫留原理而設(shè)計(jì)的一種轉(zhuǎn)速表。閃光式轉(zhuǎn)速表的功能比普通轉(zhuǎn)速表更為豐富，除了能測量往復(fù)速度以外，還能用于往復(fù)運(yùn)動物體的靜像觀測，是機(jī)械設(shè)備運(yùn)動、工作狀態(tài)觀測的必備儀表之一。學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.2（1）離心式轉(zhuǎn)速表離心式轉(zhuǎn)速表的實(shí)物圖如圖8-2-3所示。操作方法如下：

1）轉(zhuǎn)速表在使用前應(yīng)加潤滑油（鐘表油），加潤滑油時可從外殼和調(diào)速盤上的油孔注入。

2）合理選擇調(diào)速盤的擋位，不能用低速擋去測量高轉(zhuǎn)速。若無法確定被測轉(zhuǎn)速的大致范圍，可先用高速擋測量一個大概數(shù)值，然后再用相應(yīng)擋進(jìn)行測量。

3）轉(zhuǎn)速表軸上的探頭與被測轉(zhuǎn)軸接觸時，應(yīng)使兩軸心對準(zhǔn)，動作要緩慢，以兩軸接觸時不產(chǎn)生相對滑動為準(zhǔn)。同時盡量使兩軸保持在一條直線上。

4）轉(zhuǎn)速表上調(diào)速盤的位置不同，則讀數(shù)的倍數(shù)不同。因此測得的轉(zhuǎn)速應(yīng)為分度盤內(nèi)圈數(shù)值再乘以調(diào)速倍數(shù)。2.轉(zhuǎn)速表的使用方法學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.2學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量圖8-2-3離心式轉(zhuǎn)速表圖8-2-4光電式轉(zhuǎn)速表學(xué)習(xí)任務(wù)8.2

（2）光電式轉(zhuǎn)速表光電式轉(zhuǎn)速表的實(shí)物如圖8-2-4所示。操作方法如下。

1）在測速之前，先在電動機(jī)主軸或被測物體上貼一塊反射標(biāo)記，將轉(zhuǎn)速表的可見光點(diǎn)對準(zhǔn)反射標(biāo)記。

2）啟動電動機(jī)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，開始測量。

3）將轉(zhuǎn)速表的發(fā)光口對準(zhǔn)電動機(jī)主軸或被測物體，按下測試開關(guān)，即可進(jìn)行測量，這時轉(zhuǎn)速表會顯示出當(dāng)前被測物體的速度值，單位為r/min。

4）按下記憶鍵，可將當(dāng)前顯示數(shù)值保存起來。學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.2用轉(zhuǎn)速表測量數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速，并判斷主軸轉(zhuǎn)速是否工作在正常狀態(tài)。具體實(shí)施步驟如下。

（1）安全準(zhǔn)備

1）在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)前，應(yīng)仔細(xì)閱讀電工安全操作規(guī)程，按照規(guī)程要求進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。

2）穿戴好防護(hù)用品，做好安全防護(hù)工作。

（2）實(shí)訓(xùn)設(shè)備準(zhǔn)備（見表8-2-1）3.用轉(zhuǎn)速表測量數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.2

（3）測量步驟

1）開動數(shù)控車床，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，用離心式轉(zhuǎn)速表測量數(shù)控車床主軸的轉(zhuǎn)速，讀出離心測速表上的指針顯示值并記入表8-2-2。

2）換成用光電式轉(zhuǎn)速表測量數(shù)控車床主軸的轉(zhuǎn)速，讀出離心式轉(zhuǎn)速表上的指針顯示值并記入表8-2-2。

3）改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速重復(fù)測量10次。將10組數(shù)據(jù)全部測試完成后，觀察兩種轉(zhuǎn)速表測試值與實(shí)際值的誤差大小。學(xué)習(xí)任務(wù)8.2轉(zhuǎn)速的測量項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目8其他電氣測量

學(xué)習(xí)任務(wù)8.3溫度的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.31.掌握常用溫度傳感器的結(jié)構(gòu)及簡單工作原理；2.掌握溫度傳感器的使用方法；3.了解溫度傳感器使用的注意事項(xiàng)。

任務(wù)目標(biāo)學(xué)習(xí)任務(wù)8.3溫度的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.3溫度是用來表征物體受熱程度的物理量。在生產(chǎn)、科研和日常生活中，溫度測量都占有十分重要的地位。測量溫度的方法，通常按感溫元件是否與被測物接觸而分為接觸式測量和非接觸式測量兩大類。接觸式測量使用的溫度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定、可靠，以及測量精度高等優(yōu)點(diǎn)，如膨脹式溫度計(jì)、熱電阻傳感器等。非接觸式測量使用的溫度傳感器具有測量溫度高，不干擾被測物溫度等優(yōu)點(diǎn)，但測量精度不高，如紅外高溫傳感器、光纖高溫傳感器等。1.熱電阻溫度傳感器學(xué)習(xí)任務(wù)8.3溫度的測量（1）熱電阻溫度傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理熱電阻溫度傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進(jìn)行測溫的一種傳感器溫度計(jì)。熱電阻溫度傳感器分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩大類。熱電阻廣泛用于測量-200℃～+850℃范圍內(nèi)的溫度，少數(shù)情況下，低溫可測-272℃，高溫可測1000℃。學(xué)習(xí)任務(wù)8.3學(xué)習(xí)任務(wù)8.3溫度的測量圖8-3-1熱電阻溫度傳感器結(jié)構(gòu)及原理學(xué)習(xí)任務(wù)8.3熱電阻傳感器由熱電阻、連接導(dǎo)線及顯示儀表組成，熱電阻也可以與溫度變送器連接，將溫度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出。用于制造熱電阻的材料應(yīng)具有盡可能大和穩(wěn)定的電阻溫度系數(shù)和電阻率，輸出最好呈線性，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，復(fù)線性好等。目前最常用的熱電阻有鉑熱電阻和銅熱電阻。

（2）熱電阻溫度傳感器的使用方法熱電阻作為把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計(jì)算機(jī)控制裝置或者其他一次儀表上。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對測量結(jié)果會有較大的影響。熱電阻溫度傳感器實(shí)物如圖8-3-2所示。學(xué)習(xí)任務(wù)8.3溫度的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.3

（3）CENTER-375型熱電阻溫度傳感器

CENTER-375型熱電阻溫度傳感器如圖8-3-3所示，由精密鉑電阻溫度傳感器和數(shù)字基本表組成，測量溫度范圍為-100℃～1000℃，精度為0.01℃。探針與手持操作器采用自動鎖定的推拉式連接器，連接方便。測量時將鉑電阻探針插入被測物體即可測量溫度。讀數(shù)可選擇°C/°F模式，且具有數(shù)據(jù)保持功能。學(xué)習(xí)任務(wù)8.3溫度的測量圖8-3-2熱電阻溫度傳感器圖8-3-3CENTER-375型熱電阻溫度傳感器學(xué)習(xí)任務(wù)8.3學(xué)習(xí)任務(wù)8.3溫度的測量2.熱電偶溫度傳感器

（1）熱電偶溫度傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖8-3-4所示，當(dāng)A，B兩種不同材料的導(dǎo)體組成一個閉合電路時，若兩接點(diǎn)T、T0的溫度不同，則在該電路中會產(chǎn)生電動勢并形成電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，該電動勢稱為熱電動勢。圖中的兩個接點(diǎn)，一個稱測量端T，或稱熱端；另一個稱參考端T0，也稱冷端。熱電偶就是利用上述的熱電效應(yīng)來測量溫度的。熱電偶測溫系統(tǒng)示意圖如圖8-3-5所示。圖8-3-4熱電偶工作原理圖8-3-5熱電偶測溫系統(tǒng)示意圖學(xué)習(xí)任務(wù)8.3理論上講，任何兩種不同材料都能制成熱電偶，實(shí)際生產(chǎn)過程中為了準(zhǔn)確、可靠地進(jìn)行溫度測量，必須對材料進(jìn)行選擇。目前常用的熱電偶材料主要有鎳鉻-銅鎳（分度號E）、鉑鍺10-鉑（分度號S）、鉑銠30-鉑銠6（分度號B）和鎳鉻-鎳硅（分度號K）四種。通常寫在前面的材料為正極，寫在后面的材料為負(fù)極。熱電偶的熱電動勢與溫度的關(guān)系表，稱為分度表。通過查分度表，可以由熱電偶的熱電動勢得到相應(yīng)的溫度值。學(xué)習(xí)任務(wù)8.3溫度的測量

（2）熱電偶溫度傳感器使用的注意事項(xiàng)熱電偶溫度傳感器的實(shí)物如圖8-3-6所示，在使用測量溫度時，主要有四方面的因素影響測量的精度。

圖8-3-6熱電偶溫度傳感器學(xué)習(xí)任務(wù)8.3

1）插入深度熱電偶測溫點(diǎn)的選擇是最重要的。測溫點(diǎn)的位置，對于生產(chǎn)工藝過程而言，一定要具有典型性、代表性，否則將失去測量與控制的意義。

熱電偶插入被測場所時，沿著傳感器的長度方向?qū)a(chǎn)生熱流。當(dāng)環(huán)境溫度低時就會有熱損失。致使熱電偶溫度傳感器與被測對象的溫度不一致而產(chǎn)生測溫誤差。總之，由熱傳導(dǎo)而引起的誤差，與插入深度有關(guān)。而插入深度又與保護(hù)管材質(zhì)有關(guān)。金屬保護(hù)管因其導(dǎo)熱性能好，其插入深度應(yīng)該深一些，陶瓷材料絕熱性能好，可插入淺一些。對于工程測溫，其插入深度還與測量對象是靜止或流動等狀態(tài)有關(guān)，如流動的液體或高速氣流溫度的測量，將不受上述限制，插入深度可以淺一些，具體數(shù)值應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定。

2）響應(yīng)時間接觸法測溫的基本原理是測溫元件要與被測對象達(dá)到熱平衡。因此，在測溫時需要保持一定時間，才能使兩者達(dá)到熱平衡。而保持時間的長短，與測溫元件的熱響應(yīng)時間有關(guān)。而熱響應(yīng)時間主要取決于傳感器的結(jié)構(gòu)及測量條件，差別極大。學(xué)習(xí)任務(wù)8.3溫度的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.3對于氣體介質(zhì)，尤其是靜止氣體，至少應(yīng)保持30min以上才能達(dá)到平衡；對于液體而言，最快也要在5min以上。對于溫度不斷變化的被測場所，尤其是瞬間變化過程，全過程僅1s，則要求傳感器的響應(yīng)時間在毫秒級。因此，普通的溫度傳感器不僅跟不上被測對象的溫度變化速度而出現(xiàn)滯后，還會因達(dá)不到熱平衡而產(chǎn)生測量誤差，最好選擇響應(yīng)快的傳感器。對熱電偶而言，除保護(hù)管影響外，熱電偶的測量端直徑也是其主要因素，即熱電偶絲越細(xì)，測量端直徑越小，其熱響應(yīng)時間越短。

3）熱阻抗增加在高溫下使用的熱電偶溫度傳感器，如果被測介質(zhì)為氣態(tài)，那么保護(hù)管表面沉積的灰塵等將燒熔在表面上，使保護(hù)管的熱阻抗增大；如果被測介質(zhì)是熔體，在使用過程中將有爐渣沉積，不僅增加了熱電偶的響應(yīng)時間，而且還使指示溫度偏低。因此，除了定期檢定外，為了減少誤差，經(jīng)常抽檢也是必要的。例如，進(jìn)口銅熔煉爐，不僅安裝有連續(xù)測溫?zé)犭娕紲囟葌鞲衅?，還配備消耗型熱電偶測溫裝置，用于及時校準(zhǔn)連續(xù)測溫用熱電偶的準(zhǔn)確度。學(xué)習(xí)任務(wù)8.3溫度的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.3

4）熱輻射插入爐內(nèi)用于測溫的熱電偶溫度傳感器，將被高溫物體發(fā)出的熱輻射加熱。假定爐內(nèi)氣體是透明的，而且，熱電偶與爐壁的溫差較大時，將因能量交換而產(chǎn)生測溫誤差。一般情況下，為了減少熱輻射誤差，應(yīng)增大熱傳導(dǎo)，并使?fàn)t壁溫度盡可能接近熱電偶的溫度。另外，熱電偶安裝位置應(yīng)盡可能避開從固體發(fā)出的熱輻射，使其不能輻射到熱電偶表面；熱電偶最好帶有熱輻射遮蔽套。

學(xué)習(xí)任務(wù)8.3溫度的測量學(xué)習(xí)任務(wù)8.3（