第3章第5节温度检测及仪表PPT文件格式下载.ppt
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应用液体膨胀测量温度常用的有应用液体膨胀测量温度常用的有水银玻璃温度计水银玻璃温度计,其结构,其结构简单,使用方便,但结构脆弱易损坏。
简单,使用方便,但结构脆弱易损坏。
n固体膨胀式固体膨胀式(双金属温度计双金属温度计):
应用固体受热膨胀测量温度的方法一般是利用两片线膨胀应用固体受热膨胀测量温度的方法一般是利用两片线膨胀系数不同的系数不同的金属片金属片叠焊在一起,构成双金属温度计。
叠焊在一起,构成双金属温度计。
双金属片5双金属温度信号器1双金属片;
2调节螺钉;
3绝缘子;
4信号灯双金属温度计双金属温度计2.2.2.2.应用压力随温度变化的原理测温应用压力随温度变化的原理测温应用压力随温度变化的原理测温应用压力随温度变化的原理测温3.3.3.3.应用应用应用应用热电热电热电热电效应测温效应测温效应测温效应测温4.4.4.4.应用应用应用应用热阻热阻热阻热阻效应测温效应测温效应测温效应测温5.5.5.5.应用热辐射原理测温应用热辐射原理测温应用热辐射原理测温应用热辐射原理测温6二、二、热电偶温度计热电偶温度计1.热电偶热电偶7热电偶温度计热电偶温度计热电偶温度计热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。
热电偶温度计测温系统示意图1热电偶;
2导线;
3测量仪表热电偶温度计热电偶温度计热电偶温度计热电偶温度计由三部分组成:
热电偶;
测量仪表;
连接热电偶和测量仪表的导线。
热电偶示意图8
(1)
(1)
(1)
(1)热电现象及测温原理热电现象及测温原理热电现象及测温原理热电现象及测温原理热电现象接触电势形成的过程左图闭合回路中总的热电势左图闭合回路中总的热电势或或热电偶原理注意注意由于热电极的材料不同由于热电极的材料不同,所产生的接触热电势亦不所产生的接触热电势亦不同同,因此不同热电极材料制成的热电偶在相同温度下产因此不同热电极材料制成的热电偶在相同温度下产生的热电势是不同的。
生的热电势是不同的。
热电偶一般都是在自由端温度为热电偶一般都是在自由端温度为00时进行分度的时进行分度的,因此因此,若自由端温度不为若自由端温度不为00而为而为tt00时时,则热电势与温度则热电势与温度之间的关系可用下式进行计算。
之间的关系可用下式进行计算。
EAB(t,t0)=EAB(t,0)-EAB(t0,0)9举例举例例1今用一只镍铬-镍硅热电偶,测量小氮肥厂中转化炉的温度,已知热电偶工作端温度为800,自由端(冷端)温度为30,求热电偶产生的热电势E(800,30)。
(温度温度是已知的是已知的)解:
由附录三可以查得E(800,0)=33.277(mV)E(30,0)=1.203(mV)将上述数据代入式(5-3),即得E(800,30)=E(800,0)-E(30,0)=32.074(mV)1012注意注意由由于于热热电电偶偶所所产产生生的的热热电电势势与与温温度度的的关关系系都都是是非非线线性性的的(当当然然各各种种热热电电偶偶的的非非线线性性程程度度不不同同),),因因此此在在自自由由端端温温度度不不为为零零时时,将将所所测测热热电电势势对对应应的的温温度度值值加加上上自自由端温度由端温度,并不等于实际的被测温度。
并不等于实际的被测温度。
13
(2)
(2)
(2)
(2)插入第三种导线的问题插入第三种导线的问题插入第三种导线的问题插入第三种导线的问题利用热电偶测量温度时,必须要用某些仪表来测量热电势利用热电偶测量温度时,必须要用某些仪表来测量热电势的数值,见下图。
的数值,见下图。
总的热电势(5-4)能量守恒原理(5-5)(5-6)将式(5-5)5代入式(5-4)热电偶测温系统连接图说明:
说明:
在热电偶回路中接入第三种金属导线对原热电偶在热电偶回路中接入第三种金属导线对原热电偶所产生的热电势数值并无影响。
不过必须保证引入线两所产生的热电势数值并无影响。
不过必须保证引入线两端的温度相同。
端的温度相同。
14开路热电偶的应用1516(3)(3)常用热电偶的种类常用热电偶的种类工业工业工业工业上对上对上对上对热电热电热电热电极材极材极材极材料的料的料的料的要求要求要求要求在测温范围内其热电性质要稳定在测温范围内其热电性质要稳定,不随时间变化不随时间变化;
在测温范围内要有足够物理、化学稳定性在测温范围内要有足够物理、化学稳定性,不易不易被氧化或腐蚀被氧化或腐蚀;
电阻温度系数要小电阻温度系数要小,电导率要高电导率要高,组成热电偶后产组成热电偶后产生的热电势要大生的热电势要大,其值与温度成线性关系或有简单其值与温度成线性关系或有简单的函数关系的函数关系;
复现性要好复现性要好,这样便于成批生产这样便于成批生产,而且在应用上也而且在应用上也可保证良好的互换性可保证良好的互换性;
材料组织均匀、要有韧性材料组织均匀、要有韧性,便于加工成丝。
便于加工成丝。
17热电偶名称热电偶名称代号代号分度号分度号热电极材料热电极材料测温范围测温范围/新新旧旧正热电极正热电极负热电极负热电极长期使用长期使用短期使用短期使用铂铑铂铑3030-铂铑铂铑66铂铑铂铑1010-铂铂镍铬镍铬-镍硅镍硅镍铬镍铬-铜镍铜镍铁铁-铜镍铜镍铜铜-铜镍铜镍WRRWRRWRPWRPWRNWRNWREWREWRFWRFWRCWRCBBSSKKEEJJTTLL-2LL-2LB-3LB-3EU-2EU-2-CKCK铂铑铂铑3030合金合金铂铑铂铑1010合金合金镍铬合金镍铬合金镍铬合金镍铬合金铁铁铜铜铂铑铂铑66合金合金纯铂纯铂镍硅合金镍硅合金铜镍合金铜镍合金铜镍合金铜镍合金铜镍合金铜镍合金30030016001600-20-2013001300-50-5010001000-40-40800800-40-40700700-400-400300300180018001600160012001200900900750750350350常用热电偶常用热电偶常用热电偶常用热电偶18(4)(4)热电偶的构造及结构形式热电偶的构造及结构形式热电偶的结构热电极热电极绝缘管绝缘管保护套管保护套管接线盒接线盒192.2.补偿导线补偿导线采用一种专用导线,将热电偶的冷端延伸出来,这采用一种专用导线,将热电偶的冷端延伸出来,这既能保证热电偶冷端温度保持不变,又经济。
既能保证热电偶冷端温度保持不变,又经济。
它也是由两种不同性质的金属材料制成,在一定温度范围内(0100)与所连接的热电偶具有相同的热电特性,其材料又是廉价金属。
见左图。
补偿导线接线图假设将镍铬记为A、镍硅记为B、铜记为C、铜镍记为D,并考虑到引入铜导线对回路的总热电势没有影响(因其两端温度均为t0),则上图所示回路的总热电势为(5-7)如果假定各接点温度全为t1,代入式(5-7),则有(5-8)(5-9)或由于t1一般是在100以下,在此温度范围内,根据补偿导线的性质,有(5-10)20将此式代入式(5-9)(5-11)将式(5-11)代入式(5-7),便有(5-12)因为故(5-13)21在使用热电偶补偿导线时,要注意型号相配。
在使用热电偶补偿导线时,要注意型号相配。
热电偶名称热电偶名称补偿导线补偿导线工作端为工作端为100,冷端为,冷端为00时的标准热电势时的标准热电势mVmV正极正极负极负极铂铑铂铑10-铂铂镍铬镍铬-镍硅镍硅镍铬镍铬-铜镍铜
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- 温度 检测 仪表