溫檢測(cè)接觸式測(cè)溫詳解演示文稿

溫度檢測(cè)接觸式測(cè)溫詳解演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)優(yōu)選溫度檢測(cè)接觸式測(cè)溫當(dāng)前第2頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)第一節(jié)測(cè)溫方法及溫標(biāo)一、溫度測(cè)量的基本概念

溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)部大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫度越高，表示物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。模擬圖：在一個(gè)密閉的空間里，氣體分子在高溫時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度比低溫時(shí)快！低溫高溫當(dāng)前第3頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)二、溫標(biāo)

溫標(biāo)——衡量溫度的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)尺度。溫度的數(shù)值表示方法稱為溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)的起點(diǎn)（即零點(diǎn)）以及溫度的單位。各類溫度計(jì)的刻度均由溫標(biāo)確定。

當(dāng)前第4頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)幾種溫標(biāo)的對(duì)比正常體溫為37C，相當(dāng)于華氏溫度多少度？當(dāng)前第5頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)熱力學(xué)溫標(biāo)（K）

熱力學(xué)溫標(biāo)是建立在熱力學(xué)第二定律基礎(chǔ)上的最科學(xué)的溫標(biāo)，是由開(kāi)爾文（Kelvin）根據(jù)熱力學(xué)定律提出來(lái)的，因此又稱開(kāi)氏溫標(biāo)。它的符號(hào)是T，單位是開(kāi)爾文（K）。威廉·湯姆遜·開(kāi)爾文勛爵像當(dāng)前第6頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)三、溫度測(cè)量及傳感器分類

溫度傳感器按照測(cè)量方法可分為接觸式和非接觸式；按工作原理又可分為膨脹式、電阻式、熱電式、輻射式等等；按輸出方式分，有自發(fā)電型、非電測(cè)型等。

當(dāng)前第7頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)幾種溫度測(cè)量方法

示溫涂料（變色涂料）裝滿熱水后圖案變得清晰可辨當(dāng)前第8頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用CPU散熱風(fēng)扇低溫時(shí)顯示藍(lán)色溫度升高后變?yōu)榧t色當(dāng)前第9頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)紅外溫度計(jì)當(dāng)前第10頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)第二節(jié)接觸式測(cè)溫接觸式傳感器熱電阻:溫度變化—電阻變化金屬材料:熱電阻半導(dǎo)體材料:熱敏電阻中溫低溫?zé)犭娕?溫度變化—熱電動(dòng)勢(shì)變化常用于高溫領(lǐng)域當(dāng)前第11頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)1主要優(yōu)點(diǎn)

1、它屬于自發(fā)電型傳感器：測(cè)量時(shí)可以不需外加電源，可直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)圈式儀表；2、測(cè)溫范圍廣：下限可達(dá)-270C，上限可達(dá)1800C以上；是目前接觸式測(cè)溫中應(yīng)用最廣泛的熱電式傳感器。3、各溫區(qū)中的熱電勢(shì)均符合國(guó)際計(jì)量委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。一、熱電偶測(cè)溫（接觸式、熱電式）當(dāng)前第12頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)熱電偶工作原理演示

結(jié)論：當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不相同時(shí)，回路中將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)!!熱電極A2工作原理

熱電極B熱電勢(shì)AB當(dāng)前第13頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)從實(shí)驗(yàn)到理論：熱電效應(yīng)

1821年，德國(guó)物理學(xué)家賽貝克用兩種不同金屬組成閉合回路，并用酒精燈加熱其中一個(gè)接觸點(diǎn)（稱為結(jié)點(diǎn)），發(fā)現(xiàn)放在回路中的指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)（說(shuō)明什么？），如果用兩盞酒精燈對(duì)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)同時(shí)加熱，指南針的偏轉(zhuǎn)角反而減?。ㄓ终f(shuō)明什么？）。顯然，指南針的偏轉(zhuǎn)說(shuō)明回路中有電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生并有電流在回路中流動(dòng)，電流的強(qiáng)弱與兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫差有關(guān)。

當(dāng)前第14頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)結(jié)論----若熱電偶兩電極材料相同,那么即使兩端溫度不同，閉合回路的總熱電勢(shì)仍為零。若熱電偶兩電極材料不同,而兩端溫度相同,閉合回路中也不會(huì)產(chǎn)生總熱電勢(shì)。所以,熱電偶的工作條件是:電極由不同材料組成,且兩接觸端溫度不一樣。4熱電勢(shì)的大小僅與熱電極材料和兩端溫度有關(guān)。當(dāng)前第15頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)普通裝配型熱電偶的外形安裝螺紋安裝法蘭工業(yè)熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖1－接線盒；2－保險(xiǎn)套管3―絕緣套管4―熱電偶絲1234當(dāng)前第16頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)熱電偶的分度表

熱電偶的線性較差，多數(shù)情況下采用查表法。直接從熱電偶的分度表查溫度與熱電勢(shì)的關(guān)系時(shí)的約束條件是：自由端（冷端）溫度必須為0C。

當(dāng)前第17頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)K熱電偶的分度表比較查出的3個(gè)熱電勢(shì)，可以看出熱電勢(shì)是否線性？當(dāng)前第18頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)

八種國(guó)際通用熱電偶：B:鉑銠30—鉑銠6R:鉑銠13—鉑S:鉑銠10—鉑K:鎳鉻—鎳硅N:鎳鉻硅—鎳硅E:鎳鉻—銅鎳J:鐵—銅鎳T:銅—銅鎳

用于制造鉑熱電偶的各種鉑熱電偶絲當(dāng)前第19頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)幾種常用熱電偶的測(cè)溫范圍及熱電勢(shì)

分度號(hào)

名稱

測(cè)量溫度范圍

1000C熱電勢(shì)/mVB鉑銠30－鉑銠650～1820C4.834R鉑銠13—鉑-50～1768C10.506S鉑銠10—鉑-50～1768C9.587K鎳鉻－鎳鉻(鋁)-270～1370C41.276E鎳鉻－銅鎳(康銅)－270～800C——?當(dāng)前第20頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)幾種常用熱電偶的熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系曲線分析

哪幾種熱電偶的測(cè)溫上限較高？結(jié)論：哪幾種熱電偶的線性較差？哪一種熱電偶的靈敏度較高？哪一種熱電偶的靈敏度較低？為什么所有的曲線均過(guò)原點(diǎn)（零度點(diǎn)）？當(dāng)前第21頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)4熱電偶基本定律1、均質(zhì)導(dǎo)體定則均質(zhì)導(dǎo)體構(gòu)成的閉合回路,不可能產(chǎn)生熱電效應(yīng)，構(gòu)不成熱電偶。

熱電偶的電極均勻性越好，則其質(zhì)量越好。當(dāng)前第22頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)2、中間導(dǎo)體定律導(dǎo)體A、B組成的熱電偶中插入第三種導(dǎo)體C，只要導(dǎo)體C兩端溫度相同，則對(duì)熱點(diǎn)偶總熱電勢(shì)無(wú)影響。

意義：可用測(cè)量?jī)x表直接測(cè)量熱電勢(shì)當(dāng)前第23頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)意義：為制定分度表奠定了理論基礎(chǔ)3、中間溫度定律ABABTToTnTn熱電偶AB在接點(diǎn)溫度為T和To的熱電勢(shì)EAB(T,To)應(yīng)當(dāng)?shù)扔谒诮狱c(diǎn)溫度T、Tn和Tn、To的熱電勢(shì)的代數(shù)和,即

EAB(T,To)=EAB(T,Tn)+EAB(Tn,To)當(dāng)前第24頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)5熱電偶的冷端處理

必要性：1、用熱電偶的分度表查毫伏數(shù)-溫度時(shí)，必須滿足t0=0C的條件。在實(shí)際測(cè)溫中，冷端溫度常隨環(huán)境溫度而變化，這樣t0不但不是0C，而且也不恒定，因此將產(chǎn)生誤差。2、一般情況下，冷端溫度均高于0C，熱電勢(shì)總是偏小。應(yīng)想辦法消除或補(bǔ)償熱電偶的冷端損失。當(dāng)前第25頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)采用相對(duì)廉價(jià)的補(bǔ)償導(dǎo)線，可延長(zhǎng)熱電偶的冷端，使之遠(yuǎn)離高溫區(qū)；可節(jié)約大量貴金屬；易彎曲，便于敷設(shè)。

型號(hào)配用熱電偶正-負(fù)導(dǎo)線外皮顏色正-負(fù)SC鉑銠10-鉑紅-綠KC鎳鉻-鎳硅紅-藍(lán)WC5/26鎢錸5-鎢錸26

紅-橙

補(bǔ)償導(dǎo)線在0～100C范圍內(nèi)的熱電勢(shì)與配套的熱電偶的熱電勢(shì)相等，所以不影響測(cè)量精度。A補(bǔ)償導(dǎo)線法當(dāng)前第26頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)補(bǔ)償導(dǎo)線外形A’B’屏蔽層保護(hù)層當(dāng)前第27頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)B冷端溫度測(cè)量計(jì)算法計(jì)算修正

當(dāng)熱電偶的冷端溫度t00C時(shí)，由于熱端與冷端的溫差隨冷端的變化而變化，所以測(cè)得的熱電勢(shì)EAB（t，t0）與冷端為0C時(shí)所測(cè)得的熱電勢(shì)EAB（t，0C）不等?？梢岳孟率接?jì)算并修正測(cè)量誤差：

EAB（t，0C）=EAB（t，t0）+EAB（t0，0C）當(dāng)前第28頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)C冷端恒溫法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，由于冰融化較快，所以一般只適用于實(shí)驗(yàn)室中。工業(yè)應(yīng)用中，一般把冷端放在電加熱的恒溫器中，使其維持在某一恒定的溫度。當(dāng)前第29頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)冰浴法

在冰瓶中，冰水混合物的溫度能較長(zhǎng)時(shí)間地保持在0C不變。當(dāng)前第30頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)

XT-WBC熱電偶冷端補(bǔ)償器電橋補(bǔ)償法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的不平衡電壓來(lái)自動(dòng)補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化值，可購(gòu)買與被補(bǔ)償熱電偶對(duì)應(yīng)型號(hào)的補(bǔ)償電橋。

D電橋補(bǔ)償法當(dāng)前第31頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)二、熱電阻測(cè)溫（接觸式、電阻式）溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動(dòng)加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)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(shì)相同。當(dāng)前第32頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)

取一只100W/220V燈泡，用萬(wàn)用表測(cè)量其電阻值，可以發(fā)現(xiàn)其冷態(tài)阻值只有幾十歐姆，而計(jì)算得到的額定熱態(tài)電阻值應(yīng)為484。

當(dāng)前第33頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)★熱電阻材料特點(diǎn)（1）高溫度系數(shù)、高電阻率（2）較寬測(cè)量范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)（3）良好的輸出特性（4）良好工藝性易提純、復(fù)現(xiàn)性好的金屬材料才可用于制作熱電阻當(dāng)前第34頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)小型鉑熱電阻

當(dāng)前第35頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)汽車用水溫傳感器及水溫表

銅熱電阻當(dāng)前第36頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)三線制測(cè)量電橋四線制接法當(dāng)前第37頁(yè)\共有40頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)三、熱敏電阻熱敏電阻的溫度特性04080120160200106104102100溫度℃電阻CTRNTCPTC負(fù)溫度