空氣供給系統(tǒng)主要元件的構(gòu)造與維修溫傳感器演示文稿

空氣供給系統(tǒng)主要元件的構(gòu)造與維修溫度傳感器演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有95頁\編輯于星期四（優(yōu)選）空氣供給系統(tǒng)主要元件的構(gòu)造與維修溫度傳感器現(xiàn)在是2頁\一共有95頁\編輯于星期四第二章第4節(jié)溫度傳感器本章內(nèi)容：溫度測量概述熱電偶傳感器金屬熱電阻傳感器半導(dǎo)體熱敏電阻現(xiàn)在是3頁\一共有95頁\編輯于星期四溫度測量概述溫度測量基本概念

溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)部大量分子無規(guī)則運動的劇烈程度。溫度越高，表示物體內(nèi)部分子熱運動越劇烈?，F(xiàn)在是4頁\一共有95頁\編輯于星期四

溫標(biāo)

溫度數(shù)值的表示方法稱為溫標(biāo)。目前國際上規(guī)定的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)（絕對溫標(biāo)）等?，F(xiàn)在是5頁\一共有95頁\編輯于星期四華氏溫標(biāo)：冰的熔點為32F，水的沸點為212F。符號為，單位F。幾種溫標(biāo)的對比攝氏溫標(biāo)：冰的熔點定為0℃，水的沸點100℃。符號為t，單位為℃?，F(xiàn)在是6頁\一共有95頁\編輯于星期四熱力學(xué)溫標(biāo)（K）

熱力學(xué)溫標(biāo)：又稱開氏溫標(biāo)，規(guī)定分子運動停止時的溫度為絕對零度，水的三相點的溫度為273.16度。它的符號是T，單位是開爾文（K）。威廉·湯姆遜·開爾文勛爵像現(xiàn)在是7頁\一共有95頁\編輯于星期四測量方法接觸式非接觸式工作原理膨脹式電阻式熱電式輻射式

溫度傳感器按照用途可分為基準溫度計和工業(yè)溫度計；按輸出方式分，有自發(fā)電型、非電測型等。

溫度測量分類現(xiàn)在是8頁\一共有95頁\編輯于星期四示溫涂料裝滿熱水后圖案變色現(xiàn)在是9頁\一共有95頁\編輯于星期四

CPU散熱風(fēng)扇低溫時為藍色溫度升高后變?yōu)榧t色現(xiàn)在是10頁\一共有95頁\編輯于星期四不需要電源，耐用但感溫部件體積較大氣體的體積與熱力學(xué)溫度成正比現(xiàn)在是11頁\一共有95頁\編輯于星期四紅外溫度計現(xiàn)在是12頁\一共有95頁\編輯于星期四任務(wù)一熱電偶傳感器熱電偶測溫原理熱電偶材料、分類及結(jié)構(gòu)熱電偶冷端補償熱電偶應(yīng)用現(xiàn)在是13頁\一共有95頁\編輯于星期四熱電偶傳感器特點

1.結(jié)構(gòu)簡單、制造使用方便，電極不受大小和形狀限制，可按照需要選擇；

2.測溫范圍廣，下限可達-260℃，上限可達1800℃以上；

3.熱慣性小，準確度高，各溫區(qū)中誤差均符合計量委員會標(biāo)準?，F(xiàn)在是14頁\一共有95頁\編輯于星期四一、熱電偶測溫原理指南針1821年，德國物理學(xué)家賽貝克

指南針偏轉(zhuǎn)說明回路中有電動勢產(chǎn)生，并有電流在回路中流動；電流的強弱與兩個接點的溫差有關(guān)?，F(xiàn)在是15頁\一共有95頁\編輯于星期四

由兩種不同材料的導(dǎo)體組成的閉合回路，由于回路中兩個接點溫度的不同，使回路中產(chǎn)生了電動勢，簡稱熱電勢（ThermoelectricForce），這種現(xiàn)象稱之為熱電效應(yīng)。熱端（熱接點）T冷端（冷接點）T0熱電勢：EAB(T,T0)熱電效應(yīng)現(xiàn)在是16頁\一共有95頁\編輯于星期四接觸電動勢

兩種不同的金屬互相接觸時，由于不同金屬內(nèi)自由電子的密度不同，在兩金屬A和B的接觸點處會發(fā)生自由電子的擴散現(xiàn)象。自由電子從密度大的金屬A擴散到密度小的金屬B，使A失去電子帶正電，B得到電子帶負電，從而產(chǎn)生熱電勢自由電子＋ABeAB（

T）T現(xiàn)在是17頁\一共有95頁\編輯于星期四

在單一導(dǎo)體中，熱端自由電子的熱運動動能大，冷端相對較小，在電子相互擴散中，熱端電子較多地通過A擴散到冷端。熱端失去電子帶正電，冷端得到電子而帶負電，從而形成一個靜電場，該電場反過來會阻礙電子的繼續(xù)擴散，直到二者達到動態(tài)平衡，此時，在導(dǎo)體的兩端必然會形成一個電位差，這個電位差稱為溫差電勢。溫差電勢AT0TBσ—湯姆遜系數(shù)，表示單一導(dǎo)體兩端溫度差為1℃時所產(chǎn)生的溫差電勢，其大小取決于材料性質(zhì)和兩端溫度現(xiàn)在是18頁\一共有95頁\編輯于星期四溫差電勢接觸電勢逆時針方向：熱電勢的組成AT0TB現(xiàn)在是19頁\一共有95頁\編輯于星期四分度表現(xiàn)在是20頁\一共有95頁\編輯于星期四結(jié)論

1、熱電偶必須要由兩種不同材料才能構(gòu)成，如果熱電偶兩極材料相同，即使兩端溫度不同，但總輸出熱電動勢仍為零；

2、如果熱電偶兩結(jié)點溫度相同，則回路總的熱電動勢必然等于零。兩結(jié)點溫差越大，熱電動勢越大。

3、熱電動勢大小只與材料和結(jié)點溫度有關(guān)，而熱電偶的內(nèi)阻與其長短、粗細、形狀有關(guān)。熱電偶越細內(nèi)阻越大?，F(xiàn)在是21頁\一共有95頁\編輯于星期四回顧思考：1.正常人體溫約為37℃，則此時華氏溫度約為（），熱力學(xué)溫度約為（）。2.什么是熱電效應(yīng)？3.熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢由哪幾部分組成？大小與什么有關(guān)？4.用鎳鉻-鎳硅

熱電偶測量某一水池內(nèi)水的溫度，測出的熱電動勢為2.43mV。再用溫度計測出環(huán)境溫度為30℃（且恒定），求池水的真實溫度。

現(xiàn)在是22頁\一共有95頁\編輯于星期四CTT0T0TT0TNTNAB

熱電偶回路總的熱電勢，不會因為在其電路中的任意部分接入第三種兩端溫度相同的材料而有所改變。

熱電偶基本定理1.中間導(dǎo)體定理現(xiàn)在是23頁\一共有95頁\編輯于星期四BATNTBAT0TN+=BAT0TTN熱電偶基本定理2.中間溫度定理現(xiàn)在是24頁\一共有95頁\編輯于星期四熱電偶定理

鎳鉻—鎳硅熱電偶，工作時其自由端溫度為30℃,測得熱電勢為30.43mV,求被測介質(zhì)的實際溫度。思考題：現(xiàn)在是25頁\一共有95頁\編輯于星期四熱電偶基本定律3.參考電極定律熱電極A、B與參考電極C組成的熱電偶在結(jié)點溫度為（T,）時的熱電動勢分別為、，在相同溫度下，由A、B兩種熱電極配對后的熱電動勢可按照下面公式計算：現(xiàn)在是26頁\一共有95頁\編輯于星期四二、熱電偶材料、分類及結(jié)構(gòu)熱電偶材料

熱電極：組成熱電偶的兩根熱偶絲。要求：

1.制成熱電偶的熱電動勢應(yīng)較大；熱電動勢與被測溫度之間應(yīng)盡量成線性關(guān)系；

2.化學(xué)穩(wěn)定性好，不易氧化和腐蝕；

3.復(fù)現(xiàn)性好，響應(yīng)速度快?，F(xiàn)在是27頁\一共有95頁\編輯于星期四

國際電工委員會（IEC）認證的性能較好的標(biāo)準化熱電偶有8種，國際上稱之為“字母標(biāo)志熱電偶”。現(xiàn)在是28頁\一共有95頁\編輯于星期四接線盒引出線套管固定螺紋（出廠時用塑料包裹）熱電偶工作端（熱端）不銹鋼保護管熱電偶的種類和結(jié)構(gòu)普通熱電偶結(jié)構(gòu)普通裝配型熱電偶的結(jié)構(gòu)放大圖現(xiàn)在是29頁\一共有95頁\編輯于星期四普通裝配型熱電偶的外形安裝螺紋安裝法蘭現(xiàn)在是30頁\一共有95頁\編輯于星期四鎧裝型熱電偶外形法蘭鎧裝型熱電偶可長達上百米薄壁金屬保護套管（鎧體）

BA絕緣材料鎧裝型熱電偶橫截面現(xiàn)在是31頁\一共有95頁\編輯于星期四鎧裝型熱電偶

制造工藝：把熱電極材料與高溫絕緣材料預(yù)置在金屬保護管中、運用同比例壓縮延伸工藝、將這三者合為一體，制成各種直徑、規(guī)格的鎧裝偶體，再截取適當(dāng)長度、將工作端焊接密封、配置接線盒即成為柔軟、細長的鎧裝熱電偶。

特點：內(nèi)部的熱電偶絲與外界空氣隔絕，有著良好的抗高溫氧化、抗低溫水蒸氣冷凝、抗機械外力沖擊的特性。鎧裝熱電偶可以制作得很細，能解決微小、狹窄場合的測溫問題，且具有抗震、可彎曲、超長等優(yōu)點。

現(xiàn)在是32頁\一共有95頁\編輯于星期四隔爆型熱電偶

結(jié)構(gòu)特點：接線盒在設(shè)計時采用防爆的特殊結(jié)構(gòu)，是經(jīng)過壓鑄而成的，有一定的厚度、隔爆空間，機構(gòu)強度較高；采用螺紋隔爆接合面，并采用密封圈進行密封，因此，當(dāng)接線盒內(nèi)一旦放弧時，不會與外界環(huán)境的危險氣體傳爆，能達到預(yù)期的防爆、隔爆效果。

使用場合：工業(yè)用的隔爆型熱電偶多用于化學(xué)工業(yè)自控系統(tǒng)中（由于在化工生產(chǎn)廠、生產(chǎn)現(xiàn)場常伴有各種易燃、易爆等化學(xué)氣體或蒸汽，如果用普通熱電偶則非常不安全、很容易引起環(huán)境氣體爆炸）?，F(xiàn)在是33頁\一共有95頁\編輯于星期四隔爆型熱電偶外形厚壁保護管壓鑄的接線盒電纜線現(xiàn)在是34頁\一共有95頁\編輯于星期四

由兩種薄膜熱電極材料,用真空蒸鍍、化學(xué)凃?qū)拥绒k法蒸鍍到絕緣基板上面制成的一種特殊熱電偶。

其熱接點可以做得很小(可薄到0.01~0.1μm)，具有熱容量小,反應(yīng)速度快等的特點,熱相應(yīng)時間達到微秒級，適用于微小面積上的表面溫度以及快速變化的動態(tài)溫度測量。薄膜熱電偶現(xiàn)在是35頁\一共有95頁\編輯于星期四小形K型熱電偶其他熱電偶外形現(xiàn)在是36頁\一共有95頁\編輯于星期四思考題：1.測CPU散熱片的溫度應(yīng)選用（）型熱電偶。2.測量鍋爐煙道中煙氣溫度應(yīng)選用（）型熱電偶。3.測100m深巖石鉆孔中溫度應(yīng)選用（）型熱電偶?，F(xiàn)在是37頁\一共有95頁\編輯于星期四熱電偶測量電路1.測量某點溫度的基本電路現(xiàn)在是38頁\一共有95頁\編輯于星期四

將兩個同型號的熱電偶配用相同的補償導(dǎo)線，其接線應(yīng)使兩熱電勢反向串聯(lián)

ET=E1-E22.測量兩點之間的溫度差現(xiàn)在是39頁\一共有95頁\編輯于星期四

用幾個同型號的熱電偶依次將正負相連，A′、B′是與被測量熱電偶熱電性質(zhì)相同的補償導(dǎo)線。

輸出電勢大，可感應(yīng)較小的信號。只要一個熱電偶斷路，總的熱電勢消失，或熱電偶短路，將會引起儀表值的下降。ET=E1+E2+E3回路總的熱電勢為：3.測量溫度之和現(xiàn)在是40頁\一共有95頁\編輯于星期四

用幾個同型號的熱電偶(工作在線性段)并聯(lián)在一起，在每一個熱電偶線路中分別串聯(lián)均衡電阻R，且儀表輸入阻抗很大ET=(E1+E2+E3)/34.測量設(shè)備中的平均溫度

回路中總的熱電勢等于熱電偶輸出電勢之和的平均值現(xiàn)在是41頁\一共有95頁\編輯于星期四ABTB’A’TNTNRLT0T0Cu三、熱電偶冷端延長冷端延長方法現(xiàn)在是42頁\一共有95頁\編輯于星期四使用補償導(dǎo)線的優(yōu)點：1.將冷端溫度波動區(qū)延長到溫度相對穩(wěn)定區(qū)，是指示儀表示值變得穩(wěn)定起來。

2.補償導(dǎo)線比使用相同長度的熱電極便宜很多。

3.補償導(dǎo)線多用銅及合金制作，所以單位長度直流電阻比直接使用很長的熱電極小得多，可以減小測量誤差。

4.補償導(dǎo)線通常使用塑料做絕緣層，易彎曲，便于敷設(shè)?，F(xiàn)在是43頁\一共有95頁\編輯于星期四補償導(dǎo)線外形

A’B’屏蔽層保護層現(xiàn)在是44頁\一共有95頁\編輯于星期四注意問題

1、兩根補償導(dǎo)線與熱電偶兩個電極接點溫度必須相同；

2、各補償導(dǎo)線只能與相應(yīng)型號熱電偶相配

補償導(dǎo)線在0-100℃范圍內(nèi)，熱電勢與配套的熱電偶熱電勢相等，所以不影響測量精度?，F(xiàn)在是45頁\一共有95頁\編輯于星期四3、必須在規(guī)定范圍內(nèi)使用。4、極性切勿接反?，F(xiàn)在是46頁\一共有95頁\編輯于星期四

將熱電偶的冷端置于裝有冰水混合物的恒溫容器中，使冷端的溫度保持在0C不變。此法也稱冰浴法，它消除了t0不等于0C而引入的誤差。

在冰瓶中，冰水混合物的溫度能較長時間地保持在0C不變。四、熱電偶冷端溫度補償1、冷端恒溫法現(xiàn)在是47頁\一共有95頁\編輯于星期四冰浴法接線圖

1—被測流體管道

2—熱電偶

3—接線盒

4—補償導(dǎo)線

5—銅質(zhì)導(dǎo)線

6—毫伏表

7—冰瓶

8—冰水混合物

9—試管

10—新的冷端

現(xiàn)在是48頁\一共有95頁\編輯于星期四2.儀表機械零點調(diào)整法現(xiàn)在是49頁\一共有95頁\編輯于星期四T0AB’A’T0R5R2R3RhRpabcdmVB

利用不平衡電橋產(chǎn)生的不平衡電壓來自動補償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。

3、電橋補償法現(xiàn)在是50頁\一共有95頁\編輯于星期四XT-WBC熱電偶冷端補償器現(xiàn)在是51頁\一共有95頁\編輯于星期四燃氣熱水器防熄火、防缺氧原理五、熱電偶應(yīng)用現(xiàn)在是52頁\一共有95頁\編輯于星期四回顧思考：1.什么是補償導(dǎo)線？熱電偶測溫為什么要采用補償導(dǎo)線？使用要注意什么問題？2.熱電偶溫度補償有幾種方法？3.在實驗室測量金屬的熔點時，冷端溫度補償可用（）減小測量溫差；而在車間，用帶微機的數(shù)字式測溫儀表測量爐膛的溫度時，應(yīng)采用（）較為妥當(dāng)?，F(xiàn)在是53頁\一共有95頁\編輯于星期四

取一只100W/220V燈泡，用萬用表測量其電阻值，可以發(fā)現(xiàn)其冷態(tài)阻值只有幾十歐姆，額定熱態(tài)電阻值應(yīng)為多少？現(xiàn)在是54頁\一共有95頁\編輯于星期四金屬熱電阻傳感器現(xiàn)在是55頁\一共有95頁\編輯于星期四熱電阻效應(yīng)

隨著溫度的增高，金屬材料的電阻率ρ會隨著發(fā)生變化，這個電阻率變化的比例我們用一個系數(shù)來表示，稱為材料的電阻溫度系數(shù)αt，這種現(xiàn)象我們就稱為熱電阻效應(yīng)。

溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過金屬導(dǎo)體時的阻礙增大，宏觀上表現(xiàn)出電阻率變大，電阻值增加，我們稱其為正溫度系數(shù)，即電阻值與溫度的變化趨勢相同。一、工作原理現(xiàn)在是56頁\一共有95頁\編輯于星期四二、熱電阻材料特點及性能

1.熱電阻材料特點

1）大電阻、溫度系數(shù)高；

2）大電阻率；

3）小熱容量；

4）穩(wěn)定物理、化學(xué)性能，復(fù)現(xiàn)性要好；

5）電阻與溫度關(guān)系必須有線性或接近線性；

6）易于提純，良好的工藝性?，F(xiàn)在是57頁\一共有95頁\編輯于星期四現(xiàn)在是58頁\一共有95頁\編輯于星期四2.鉑電阻性能穩(wěn)定、重復(fù)性好、精度高工業(yè)鉑電阻測溫范圍為：-200℃--850℃鉑電阻阻值與溫度之間關(guān)系為：在-200℃~0℃：在0~850℃：工業(yè)用鉑熱電阻和兩種。現(xiàn)在是59頁\一共有95頁\編輯于星期四鉑電阻分度表現(xiàn)在是60頁\一共有95頁\編輯于星期四3.銅電阻測溫范圍為：-50~150℃銅電阻阻值與溫度之間關(guān)系近似為：目前國標(biāo)規(guī)定的銅熱電阻和兩種?，F(xiàn)在是61頁\一共有95頁\編輯于星期四850現(xiàn)在是62頁\一共有95頁\編輯于星期四三、熱電阻傳感器的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是63頁\一共有95頁\編輯于星期四

薄膜型及普通型鉑熱電阻現(xiàn)在是64頁\一共有95頁\編輯于星期四小型鉑熱電阻

現(xiàn)在是65頁\一共有95頁\編輯于星期四防爆型鉑熱電阻

現(xiàn)在是66頁\一共有95頁\編輯于星期四汽車用水溫傳感器及水溫表

銅熱電阻現(xiàn)在是67頁\一共有95頁\編輯于星期四四、熱電偶傳感器和熱電阻傳感器的區(qū)別工作原理熱電阻工作原理基于熱阻效應(yīng)熱電偶工作原理基于熱電效應(yīng)測溫范圍

熱電阻測溫范圍鉑：-200~850℃銅：-50~150℃熱電偶測溫范圍廣：-260~1800℃特性

相同溫度下，熱電阻測溫輸出信號大，容易測量。熱電阻感溫部件尺寸較大，反映較慢?，F(xiàn)在是68頁\一共有95頁\編輯于星期四回顧思考：1.根據(jù)熱電阻性質(zhì)不同，熱電阻傳感器可分為哪兩大類？2.熱電阻測量轉(zhuǎn)換電路采用三線制是為了什么？3.Pt25和Pt100分別是什么意思？現(xiàn)在是69頁\一共有95頁\編輯于星期四五、熱電阻測溫電路熱電阻與儀表式放大器接線有三種方式：

兩線制、三線制和四線制熱電阻內(nèi)部導(dǎo)線（引出線）形式：現(xiàn)在是70頁\一共有95頁\編輯于星期四三線制接法現(xiàn)在是71頁\一共有95頁\編輯于星期四現(xiàn)在是72頁\一共有95頁\編輯于星期四恒流源四線制現(xiàn)在是73頁\一共有95頁\編輯于星期四六、熱電阻的應(yīng)用熱電阻式流量計電路原理圖現(xiàn)在是74頁\一共有95頁\編輯于星期四半導(dǎo)體熱敏電阻現(xiàn)在是75頁\一共有95頁\編輯于星期四一、熱敏電阻分類及結(jié)構(gòu)分類1.按特性分類正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC-PositiveTemperatureCoefficientThermistor）負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC-NogativeTemperatureCoefficicentThermistor）臨界溫度熱敏電阻（CTR-CriticalTemperatureResistor）現(xiàn)在是76頁\一共有95頁\編輯于星期四2.按工作溫度范圍低溫?zé)崦綦娮瑁汗ぷ鳒囟鹊陀?55℃常溫?zé)崦綦娮瑁汗ぷ鳒囟葹?55℃~+315℃高溫?zé)崦綦娮瑁汗ぷ鳒囟雀哂?315℃3.按材料

分為陶瓷熱敏電阻、單晶熱敏電阻、非晶熱敏電阻、塑料熱敏電阻及金剛石熱敏電阻等?，F(xiàn)在是77頁\一共有95頁\編輯于星期四熱敏探頭、引線和殼體

MF12型TC熱敏電阻聚脂塑料封裝熱敏電阻熱敏電阻結(jié)構(gòu)形式現(xiàn)在是78頁\一共有95頁\編輯于星期四其他形式的熱敏電阻

MF58型熱敏電阻

玻璃封裝NTC熱敏電阻現(xiàn)在是79頁\一共有95頁\編輯于星期四帶安裝孔的熱敏電阻現(xiàn)在是80頁\一共有95頁\編輯于星期四貼片式NTC熱敏電阻其他形式的熱敏電阻

現(xiàn)在是81頁\一共有95頁\編輯于星期四

MF58型（珠形）高精度負溫度系數(shù)熱敏電阻MF5A-3型熱敏電阻現(xiàn)在是82頁\一共有95頁\編輯于星期四現(xiàn)在是83頁\一共有95頁\編輯于星期四現(xiàn)在是84頁\一共有95頁\編輯于星期四現(xiàn)在是85頁\一共有95頁\編輯于星期四二、熱敏電阻的溫度特性12345現(xiàn)在是86頁\一共有95頁\編輯于星期四結(jié)論：熱敏電阻溫度系數(shù)值遠大于金屬熱電阻，所以靈敏度很高；同溫度情況下，熱敏電阻阻值遠遠大于金屬熱電阻。所以