仪表管理中心温度仪表的测量原理及现场检修陈炜??温度检测的基本知识温度:反映了物体冷热的程度,与自然界中的各种 物理和化学过程相联系。温度最本质的性质:当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生导热换热,换热结束后两物体处于热平衡状态,则它们 具有相同的温度。测量方法:接触式测温和非接触式测温接触式测温温度敏感元件与被测对象接触,经过换热后两者温度相等。(1) 膨胀式温度计(2)热电阻温度计(3)热电偶温度计(4)其他原理的温度计特点:直观、可靠,测量仪表也比较简单非接触测 温温度敏感元件不与被测对象接触,而是通过辐射能量进行热交换,由辐射能的大小来推算被测物体的温度。(1)辐射式温度计(2) 光纤式温度计:特点:不与被测物体接触,不破坏原有的温度场。精度一般不高。摄氏温标---------是把标准大气压下纯水的冰 融点定为0度,纯水的沸点定为100度的一种温标。在0度和100度之间分成100等分,每一分为一摄氏度,符号为℃。华氏温标- --------规定在大气压下,纯水的冰融点为32度,纯水的沸点为212度,中间划分为180等分,每一分为一华氏度,符号为℉。 热力学温标---------又称开尔文温标,单位为开尔文(K)。应用热电效应测温测量原理两种不同的金属A 和B构成闭合回路当两个接触端T﹥T0时,回路中会产生热电势热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定补偿导线问 题引出热电偶冷端暴露于空间,受环境温度影响热电极长度有限,冷端受到被测温度变化的影响解决方法把热电偶的冷端延伸到远 离被测对象且温度比较稳定的地方造成浪费选用一种具有和所连接的热电偶相同的热电性能,其材料又是廉价金属导线其一实现了冷端迁移; 其二是降低了成本。使用补偿导线的正确方法不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同连接补偿导线时要注意区分正负极,使其分别与 热电偶的正负极一一对应补偿导线连接端的工作温度不能超出(0~100℃),否则会给测量带来误差。冷端温度补偿热电偶的分度 表所表征的是冷端温度为0℃时的热电势-温度关系,与热电偶配套使用的显示仪表就是根据这一关系进行刻度的。解决方法 0℃恒温法冷端温度修正法仪表机械零点调整法补偿电桥法冷端温度修正法设:冷端 温度恒为t0(t0≠0)被测温度为t修正公式被测温度t的热电势测量得出的热电势冷端热电势E (t,t0)=E(t,t0)+E(t0,0)仪表机械零点调整法将显示仪表的机械零点调至t0处,相当于在输入热电偶热电势之 前就给显示仪表输入了电势E(t0,0)应用热电阻测温 正:温度阻值温度系数负:温度阻值↑↑↑ ↓具有正温度系数的金属,其阻值随着温度的升高而增大,利用这一原理,可以通过测量电阻值反过来知道温度值。常用热电阻 金属类型和型号考虑灵敏度高、重复性好、稳定性好等特点,制成热电阻应用最多的是铜(Cu)、铂(Pt)常用分度号:Cu50 Cu100Pt10Pt100字母代表电阻体的材质数字代表在0摄氏度时电阻体的电阻值℃01 234567890100.00100.39100.78101.17101.56101.95102. 34102.73103.13103.5110103.90104.29104.68105.07105.46105 .85106.24106.63107.02107.4020107.79108.81108.57108.9610 9.35109.73110.12110.51110.90111.2830111.67112.06112.451 12.83113.22113.61113.99114.38114.77115.15100138.50138.88 139.26139.64140.02140.39140.77141.15141.53141.91温度每隔1℃阻值 相差0.39Ω;温度每隔10℃阻值相差3.9Ω;温度每隔20℃阻值相差7.79Ω。Pt100分度表的部分内容0-100摄 氏度内,温度的变化与电阻值基本成线性热电阻测量原理平衡电桥若R1×R3=R2×R4,则电桥平衡,输出电压为零。改变四个臂中的 一个臂的电阻值,会有与此变化电阻值相对应的输出电压值。热电阻常采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起 的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻,其连接导线(从热电阻到中控室)也成为桥臂电阻的 一部分,这一部分电阻是未知的且随环境温度变化,造成测量误差。采用三线制,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到热电阻所在的桥 臂及与其相邻的桥臂上,这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。工业上一般都采用三线制接法。三线制热电阻接法控制室现场把两根连接导线分别加到两个相邻的桥臂上。根据电桥电路的特点,相邻两臂加入等量的电阻值,信号相互抵消。减少了线电阻引起的测量误差。 |
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