温流量液位测量.pptx

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1、测温方式 测温仪表 测温范围 主要特点 接触式 膨胀式 玻璃液体 100600 结构简单、使用方便、测量准确、价格低廉；测量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能远传 双金属 80600 结构紧凑、可靠；测量精度低、量程和使用范围有限 热电效应 热电偶 2001800 测温范围广、测量精度高、便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛；需自由瑞温度补偿，在低温段测量精度较低 热阻效应 铂电阻 200600 测量精度高，便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛；不能测高温 铜电阻 50150 半导体热敏电阻 50150 灵敏度高、体积小、结构简单、使用方便；互换性较差，测量范围有一定限

2、制 非接触式 非接触式 辐射式 03500 不破坏温度场，测温范围大，响应块，可测运动物体的温度；易受外界环境的影响，标定较困难 1 1 1 1 温度检测方法和分类温度检测方法和分类温度检测方法和分类温度检测方法和分类第1页/共88页2 2 2 2 热电偶及其测温原理热电偶及其测温原理热电偶及其测温原理热电偶及其测温原理vv热电效应和热电偶热电效应和热电偶热电效应和热电偶热电效应和热电偶 vv热电偶中间导体定律热电偶中间导体定律热电偶中间导体定律热电偶中间导体定律 与与与与 热电势的检测热电势的检测热电势的检测热电势的检测 vv热电偶的等值替代定律热电偶的等值替代定律热电偶的等值替代定律热电偶

3、的等值替代定律 和和和和 补偿导线补偿导线补偿导线补偿导线 vv标准化热电偶和分度表标准化热电偶和分度表标准化热电偶和分度表标准化热电偶和分度表 vv热电偶热电偶热电偶热电偶冷端温度冷端温度冷端温度冷端温度的处理的处理的处理的处理 vv热电偶的结构型式热电偶的结构型式热电偶的结构型式热电偶的结构型式 第2页/共88页热电效应和热电偶热电效应和热电偶热电效应和热电偶热电效应和热电偶 热热电电效效应应（热热电电偶偶测测温温的的基基本本原原理理）：任任何何两两种种不不同同的的导导体体或或半半导导体体组组成成的的闭闭合合回回路路，如如果果将将它它们们的的两两个个接接点点分分别别置置于于温温度度各各为为

4、 t 及及 t0 的的热热源源中中，则则在在该该回回路路内内就会产生热电势。就会产生热电势。ABBA图3-37 热电偶示意图A BeAB(t0)eAB(t)eA(t,t0)eB(t,t0)图3-38 热电现象 t t 端称为端称为工作端工作端(假定该端置于热源中假定该端置于热源中)，又称测量端或热端，又称测量端或热端 t t0 0端称为端称为自由瑞自由瑞，又称参考端或冷端，又称参考端或冷端这两种不同导体或半导体的组合称为这两种不同导体或半导体的组合称为热电偶热电偶每根单独的导体或半导体称为每根单独的导体或半导体称为热电极热电极 第3页/共88页A BeAB(t0)eAB(t)eA(t,t0)e

5、B(t,t0)闭合回路中所产生的热电势由闭合回路中所产生的热电势由闭合回路中所产生的热电势由闭合回路中所产生的热电势由接触电势接触电势接触电势接触电势和和和和温差电势温差电势温差电势温差电势两部分组成两部分组成两部分组成两部分组成：下下下下标标标标A A表表表表示示示示正正正正电电电电极极极极，B B表表表表示示示示负负负负电电电电极极极极，由由由由于于于于温温温温差差差差电电电电势势势势比比比比接接接接触触触触电电电电势势势势小很多，常常把它忽略不计，这样热电偶的电势可表示为：小很多，常常把它忽略不计，这样热电偶的电势可表示为：小很多，常常把它忽略不计，这样热电偶的电势可表示为：小很多，常常

6、把它忽略不计，这样热电偶的电势可表示为：注意注意：如果下标次序改为：如果下标次序改为e eBABA，则热电势，则热电势e e e e前面的符号也应相应改变，即前面的符号也应相应改变，即式式式式(i)(i)就就就就是是是是热热热热电电电电偶偶偶偶测测测测温温温温的的的的基基基基本本本本公公公公式式式式。当当当当冷冷冷冷端端端端温温温温度度度度t t0 0一一一一定定定定时时时时，对对对对于于于于确确确确定定定定的的的的热热热热电电电电偶偶偶偶来来来来说说说说，e eABAB(t(t0 0)为为为为常常常常数数数数，因因因因此此此此，其其其其总总总总热热热热电电电电势势势势E EABAB(t,t(

7、t,t0 0)就就就就与与与与温温温温度度度度t t成成成成单单单单值值值值函函函函数数数数对对对对应应应应关关关关系系系系，和和和和热热热热电电电电偶偶偶偶的的的的长长长长短短短短、直直直直径径径径无无无无关。只要测量出热电势大小，就能判断被测温度的高低，这就是热电偶的温度测量原理。关。只要测量出热电势大小，就能判断被测温度的高低，这就是热电偶的温度测量原理。关。只要测量出热电势大小，就能判断被测温度的高低，这就是热电偶的温度测量原理。关。只要测量出热电势大小，就能判断被测温度的高低，这就是热电偶的温度测量原理。重要结论：重要结论：1.1.1.1.如如果果组组成成热热电电偶偶的的两两种种电电

8、极极材材料料相相同同，则则无无论论热热电电偶偶冷冷、热热两两端端的的温温度度如如何何，闭闭合合回回路中的总热电势为零；路中的总热电势为零；2.2.2.2.如如果果热热电电偶偶冷冷、热热两两端端的的温温度度相相同同，则则无无论论两两电电极极材材料料如如何何，闭闭合合回回路路中中的的总总热热电电势势也为零也为零 3.3.3.3.热热电电偶偶产产生生的的热热电电势势除除了了冷冷、热热两两端端的的温温度度有有关关之之外外，还还与与电电极极材材料料有有关关，也也就就是是说说由不同电极材料制成的热电偶在相同的温度下产生的热电势是不同的。由不同电极材料制成的热电偶在相同的温度下产生的热电势是不同的。第4页/

9、共88页中间导体定律和热电势的测量中间导体定律和热电势的测量中间导体定律和热电势的测量中间导体定律和热电势的测量热电偶的输出信号是毫伏信号，毫伏信号的大小不仅与冷、热两端的温度有关，还和热电偶的电极材料有关，理论上任何两种不同导体都可以组成热电偶，都会产生热电势。但如何来检测热电偶产生的毫伏信号呢？因为要测量毫伏信号，必须在热电偶回路中串接毫伏信号的检测仪表，那串接的检测仪表是否会产生额外的热电势，对热电偶回路产生影响呢？答：不会产生影响的。答：不会产生影响的。tt0ABCC毫伏计第5页/共88页如果断开冷端，接入第三种导体C C，并保持A A和C C、B B和C C接触处的温度均为t t0

10、0，则回路中的总热电势等于各接点处的接触电势之和:中间导体定律中间导体定律中间导体定律中间导体定律tABCt0t0ABtt0当t tt t0 0时，有于是可得 同理还可以证明，在热电偶中接入第四种、第五种导体以后，只要接入导体的两端温度相同，接入的导体对原热电偶回路中的热电势均没有影响。根据这一性质，可以在热电偶回路中接入各种仪表和连接导线，只要保证两个接点的温度相同就可以对热电势进行测量而不影响热电偶的输出。tt0ABCC毫伏计第6页/共88页中间导体定律中间导体定律中间导体定律中间导体定律例：求热电偶回路的电势。已知：e eABAB(240)=9.747mV(240)=9.747mV，e

11、eABAB(50)=2.023mV(50)=2.023mV，e eACAC(50)=3.048mV(50)=3.048mV，e eACAC（l0l0）=0.591mV=0.591mV。解一：E=eE=eABAB(240)+e(240)+eBCBC(50)+e(50)+eCACA(10)(10)，而 e eABAB(50)+e(50)+eBCBC(50)+e(50)+eCACA(50)=0(50)=0 E=e E=eABAB(240)+e(240)+eCACA(10)-e(10)-eABAB(50)-e(50)-eCACA(50)=10.181 mV(50)=10.181 mV解二：利用中间导体

12、定律 E=eE=eABAB(240)+e(240)+eBABA(50)+e(50)+eACAC(50)+e(50)+eCACA(10)(10)=e =eABAB(240)+e(240)+eCACA(10)-e(10)-eABAB(50)-e(50)-eCACA(50)=10.181 mV(50)=10.181 mV。第7页/共88页等值替代定律和补偿导线等值替代定律和补偿导线等值替代定律和补偿导线等值替代定律和补偿导线如果热电偶ABAB在某一温度范围内所产生的热电势与热电偶CDCD在同一温度范围内所产生的热电势相等，即 ，则这两支热电偶在该温度范围内是可以相互替换的，这就是所谓的热电偶等值替代

13、定律。t0tAAABBBDCtt0tctc例例 如左图，设 ，证明该回路的总热电势为 第8页/共88页某热电偶，热端温度为某热电偶，热端温度为t t，冷端温度为，冷端温度为t tc c，显然冷端温度难以实现恒定，怎么办？，显然冷端温度难以实现恒定，怎么办？DC补偿导线冷端的延伸ttcAB热电偶被测设备被测设备生产现场生产现场t0毫伏计恒温环境恒温环境AB可以把热电偶做得很长，一直到控制室。可以把热电偶做得很长，一直到控制室。把冷端温度延伸到控制室，变为把冷端温度延伸到控制室，变为t t0 0，恒定，恒定t t0 0比较容易比较容易此时，测得的热电势为此时，测得的热电势为但热电偶一般为（较）贵重

14、的金属，采用如图所示的延伸方式将需要大量的贵金属材料，不妥。但热电偶一般为（较）贵重的金属，采用如图所示的延伸方式将需要大量的贵金属材料，不妥。如如果果选选用用一一组组较较廉廉价价的的材材料料（C C、D D），且且CDCD在在一一定定温温度度范范围围内内所所产产生生的的热热电电势势与与热热电电偶偶ABAB在在同同一一温度范围内所产生的热电势相等，就可以用温度范围内所产生的热电势相等，就可以用CDCD来替代来替代ABAB的延伸段。的延伸段。CDCD即为热电偶ABAB的补偿导线，通常CDCD采用比热电偶电极材料更廉价的两种金属材料做成，一般在0 0100100范围内要求补偿导线要与被补偿的热电偶

15、具有几乎完全相同的热电性质。在选择和使用补偿导线时，要和热电偶的型号相匹配，注意极性不能接错，热电偶与补偿导线连接处的温度一般不能高于100100。第9页/共88页标准化热电偶和分度号标准化热电偶和分度号标准化热电偶和分度号标准化热电偶和分度号从理论上分析，似乎任何两种不同的导体都可以组成热电偶，用来测量温度。但实际情况并非如此，为了保证在工业现场应用可靠，并具有足够的精度，热电偶的电极材料在被测温度范围内应满足：热电性质稳定、物理化学性能稳定、热电势随温度的变化率要大、热电势与温度尽可能成线性对应关系、具有足够的机械强度、复制性和互换性好等要求，目前在国际上被公认的热电偶材料只有几种。附录中

16、列出了几种常用的标准热电偶分度表。根据标准规定，热电偶的分度表是以t t0 000为基准进行分度的。当t t00时，所有型号热电偶产生的热电势为0mV0mV；当t0ttttt0 0 0 0，热热电电偶偶输输出出的的热热电电势势减减小小，但但电电桥桥中中R R R RCuCuCuCu随温度的上升而增大，于是电桥两端会产生一个不平衡电压随温度的上升而增大，于是电桥两端会产生一个不平衡电压Uab(tUab(tUab(tUab(t 0 0 0 0)此时回路中输出的热电势为此时回路中输出的热电势为:经过设计，可使电桥的不平衡电压等于因冷端温度变化引起的热电势变化，即经过设计，可使电桥的不平衡电压等于因冷

17、端温度变化引起的热电势变化，即于是实现了冷端温度的自动补偿。于是实现了冷端温度的自动补偿。实际的补偿电桥一般是按实际的补偿电桥一般是按t t t t0 0 0 020202020设计的，即设计的，即t t t t0 0 0 020202020时，补偿电桥平衡无电压输出。时，补偿电桥平衡无电压输出。第14页/共88页第15页/共88页热电偶的结构形式热电偶的结构形式热电偶的结构形式热电偶的结构形式热电偶广泛应用于各种条件下的温度测量，尤其适用于500500以上较高温度的测量，普通型热电偶和铠装型热电偶是实际应用最广泛的两种结构。接线盒保护套管绝缘管热电偶安装法兰引线口普通型热电偶普通型热电偶普通

18、型热电偶普通型热电偶普通型热电偶主要由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒等主要部分组成。贵重金属热电极的直径一般为0.30.30.65mm0.65mm，普通金属热电极的直径一般为0.50.53.2mm3.2mm；热电极的长度由安装条件和插入深入而定，一般为3503502000mm2000mm。绝缘管用于防止两根电极短路保护套管用于保护热电极不受化学腐蚀和机械损伤材料的选择因工作条件而定材料的选择因工作条件而定材料的选择因工作条件而定材料的选择因工作条件而定普通型热电偶主要有法兰式和螺纹式两种安装方式第16页/共88页铠装型热电偶铠装型热电偶铠装型热电偶铠装型热电偶热电极 绝缘材料 金属套管热电极

19、绝缘材料铠装型热电偶断面结构铠装型热电偶是由热电极、绝缘材料和金属套管三者经过拉伸加工成型的金属套管一般为铜、不锈钢、镍基高温合金等保护套管和热电极之间填充绝缘材料粉末，常用的绝缘材料有氧化镁、氧化铝等。铠装型热电偶可以做得很细，一般为2 28mm8mm，在使用中可以随测量需要任意弯曲。铠装热电偶具有动态响应快、机械强度高、抗震性好、可弯曲等优点，可安装在结构较复杂的装置上，应用十分广泛。第17页/共88页3 3 3 3 热电阻及其测温原理热电阻及其测温原理热电阻及其测温原理热电阻及其测温原理vv热电阻的测温原理热电阻的测温原理热电阻的测温原理热电阻的测温原理vv工业上常用的金属热电阻工业上常

20、用的金属热电阻工业上常用的金属热电阻工业上常用的金属热电阻 vv热电阻的信号连接方式热电阻的信号连接方式热电阻的信号连接方式热电阻的信号连接方式 vv热电阻的结构型式热电阻的结构型式热电阻的结构型式热电阻的结构型式第18页/共88页热电阻的测温原理热电阻的测温原理热电阻的测温原理热电阻的测温原理在在工工业业应应用用中中，热热电电偶偶一一般般适适用用于于测测量量500500以以上上的的较较高高温温度度。对对于于500500以以下下的的中中、低低温温度度，热热电电偶偶输输出出的的热热电电势势很很小小，这这对对二二次次仪仪表表的的放放大大器器、抗抗干干扰扰措措施施等等的的要要求求就就很很高高，否否则

21、则难难以以实实现现精精确确测测量量；而而且且，在在较较低低的的温温度度区区域域，冷冷端端温温度度的的变变化化所所引引起起的的相相对对误误差差也非常突出。所以测量中、低温度，一般使用热电阻温度测量仪表较为合适。也非常突出。所以测量中、低温度，一般使用热电阻温度测量仪表较为合适。热热热热电电电电阻阻阻阻是是是是基基基基于于于于电电电电阻阻阻阻的的的的热热热热效效效效应应应应进进进进行行行行温温温温度度度度测测测测量量量量的的的的，即即即即电电电电阻阻阻阻体体体体的的的的阻阻阻阻值值值值随随随随温温温温度度度度的的的的变变变变化化化化而而而而变变变变化化化化的的的的特特特特性。因此，只要测出感温热电

22、阻的阻值变化，就可以测量出被测温度。性。因此，只要测出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出被测温度。性。因此，只要测出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出被测温度。性。因此，只要测出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出被测温度。目前，主要有目前，主要有目前，主要有目前，主要有金属热电阻金属热电阻金属热电阻金属热电阻和和和和半导体热敏电阻半导体热敏电阻半导体热敏电阻半导体热敏电阻两类。两类。两类。两类。金属热电阻金属热电阻金属热电阻金属热电阻：金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示：式中，为温度t t时对应的电阻值 为温度t t0 0(通常t t0 00 0)时对应的电阻值 为温度系数

23、。第19页/共88页半导体热敏电阻半导体热敏电阻半导体热敏电阻半导体热敏电阻：半导体热敏电阻的阻值和温度的关系为：式中，为温度t t时对应的电阻值 A A、B B是取决于半导体材料和结构的常数 金属热电阻金属热电阻金属热电阻金属热电阻和和和和半导体热敏电阻半导体热敏电阻半导体热敏电阻半导体热敏电阻的比较的比较的比较的比较：热热敏敏电电阻阻的的温温度度系系数数更更大大，常常温温下下的的电电阻阻值值更更高高（通通常常在在数数千千欧欧以以上上），但但互互换换性性较较差差，非非线线性性严严重重，测测温温范范围围只只有有5050300300左左右右，大大量用于家电和汽车用温度检测和控制。量用于家电和汽车

24、用温度检测和控制。金金属属热热电电阻阻一一般般适适用用于于测测量量200200500500范范围围内内的的温温度度测测量量，其其特特点点测量准确、稳定性好、性能可靠，在过程控制领域中的应用极其广泛。测量准确、稳定性好、性能可靠，在过程控制领域中的应用极其广泛。第20页/共88页工业上常用的金属热电阻工业上常用的金属热电阻工业上常用的金属热电阻工业上常用的金属热电阻 从从从从电电电电阻阻阻阻随随随随温温温温度度度度的的的的变变变变化化化化来来来来看看看看，大大大大部部部部分分分分金金金金属属属属导导导导体体体体都都都都有有有有这这这这种种种种性性性性质质质质，但但但但并并并并不不不不是是是是都都

25、都都能能能能用用用用作作作作测测测测温温温温热热热热电电电电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：阻，作为热电阻的金属材料一般要求：阻，作为热电阻的金属材料一般要求：阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽尽尽尽可可可可能能能能大大大大而而而而且且且且稳稳稳稳定定定定的的的的温温温温度度度度系系系系数数数数、电电电电阻阻阻阻率率率率要要要要大大大大、在在在在使使使使用用用用的的的的温温温温度度度度范范范范围围围围内内内内具具具具有有有有稳稳稳稳定定定定的的的的化化化化学学学学和和和和物物物物理理理理性性性性能能能能、材材材材料料料料的的的的复复复复制制制制性性性性好好好好、电电电电阻阻阻阻值值值值随随

26、随随温温温温度度度度变变变变化化化化要要要要有有有有单单单单值值值值函函函函数数数数关关关关系系系系（最最最最好好好好呈呈呈呈线线线线性性性性关关关关系）。系）。系）。系）。我国最常用的铂热电阻有我国最常用的铂热电阻有R R R R0 0 0 010101010、R R R R0 0 0 0100100100100和和R R R R0 0 0 01000100010001000等几种，等几种，它们的分度号分别为它们的分度号分别为Pt10Pt10Pt10Pt10、Pt100 Pt100 Pt100 Pt100 和和 Pt1000Pt1000Pt1000Pt1000；铜热电阻有铜热电阻有R R R

27、 R0 0 0 050505050和和R R R R0 0 0 0100100100100两种，两种，分度号分别为分度号分别为Cu50Cu50Cu50Cu50和和 Cu100Cu100Cu100Cu100其中其中 Pt100 Pt100 Pt100 Pt100 和和 Cu50 Cu50 Cu50 Cu50 的应用更为广泛的应用更为广泛 第21页/共88页热电阻的信号连接方式热电阻的信号连接方式热电阻的信号连接方式热电阻的信号连接方式 热热热热电电电电阻阻阻阻是是是是把把把把温温温温度度度度变变变变化化化化转转转转换换换换为为为为电电电电阻阻阻阻值值值值变变变变化化化化的的的的一一一一次次次次元

28、元元元件件件件，通通通通常常常常需需需需要要要要把把把把电电电电阻阻阻阻信信信信号号号号通通通通过过过过引引引引线线线线传传传传递递递递到计算机控制装置或者其它二次仪表上。常用的引线方式有三种：到计算机控制装置或者其它二次仪表上。常用的引线方式有三种：到计算机控制装置或者其它二次仪表上。常用的引线方式有三种：到计算机控制装置或者其它二次仪表上。常用的引线方式有三种：ER1R2R3二线制：二线制：二线制：二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号。这种引线方式最简单在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号。这种引线方式最简单但由于连接导线必然存在引线电阻但由于连接导线必然存在引线电阻r

29、 r r r，r r r r的大小与导线的材质和长度等因素有关的大小与导线的材质和长度等因素有关很明显，图中的很明显，图中的因此，这种引线方式只适用于测量精度要求较低的场合。因此，这种引线方式只适用于测量精度要求较低的场合。第22页/共88页ER1R2R3三线制：三线制：三线制：三线制：在热电阻根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制在热电阻根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制 这这种种方方式式通通常常与与电电桥桥配配套套使使用用，可可以以较较好好地地消消除除引引线线电电阻阻的的影影响响，是是工工业业过过程程中最常用的引线方式。中最常用的引线方式。IIA

30、 AB BC C事事事事实实实实上上上上电电电电桥桥桥桥上上上上R R1 1R R2 2RRt t、R R3 3，经经经经过过过过设设设设计计计计可可可可以以以以使使使使两两两两个个个个桥臂上的电流相等，均为桥臂上的电流相等，均为桥臂上的电流相等，均为桥臂上的电流相等，均为I I，且，且，且，且I I几乎不受几乎不受几乎不受几乎不受R Rt t的影响的影响的影响的影响三线制的连接，每根线上同样也存在导线电阻三线制的连接，每根线上同样也存在导线电阻三线制的连接，每根线上同样也存在导线电阻三线制的连接，每根线上同样也存在导线电阻r r此时，此时，此时，此时，U Ui iU UACAC？可以起到调零

31、的作用可以起到调零的作用可以起到调零的作用可以起到调零的作用四四四四线线线线制制制制：在在热热电电阻阻根根部部两两端端各各连连接接两两根根导导线线的的方方式式称称为为四四线线制制，其其中中两两根根引引线线为为热热电电阻阻提提供供恒恒定定电电流流I I I Is s s s，把把R R R Rt t t t转转换换为为电电压压信信号号U U U Ui i i i，再再通通过过另另两两根根引引线线把把U U U Ui i i i引引至至二二次次仪仪表表。可可见见这这种种引引线线方方式式可可以以完完全全消消除除引引线线电电阻阻的影响，主要用于高精度的温度检测。的影响，主要用于高精度的温度检测。第23

32、页/共88页4 4 4 4 温度变送器简介温度变送器简介温度变送器简介温度变送器简介 vvDDZIIIDDZIII型温度变送器型温度变送器型温度变送器型温度变送器 vv一体化温度变送器一体化温度变送器一体化温度变送器一体化温度变送器vv智能式温度变送器智能式温度变送器智能式温度变送器智能式温度变送器 第24页/共88页DDZDDZIIIIII型温度变送器型温度变送器型温度变送器型温度变送器 分为热电偶温度变送器和热电阻温度变送器两种分为热电偶温度变送器和热电阻温度变送器两种分为热电偶温度变送器和热电阻温度变送器两种分为热电偶温度变送器和热电阻温度变送器两种热电偶温度变送器：把热电偶温度变送器：

33、把热电偶温度变送器：把热电偶温度变送器：把mVmVmVmV信号转换为标准电流输出信号转换为标准电流输出信号转换为标准电流输出信号转换为标准电流输出热电阻温度变送器：把热电阻温度变送器：把热电阻温度变送器：把热电阻温度变送器：把信号转换为标准电流输出信号转换为标准电流输出信号转换为标准电流输出信号转换为标准电流输出最终要求：变送器输出电流最终要求：变送器输出电流最终要求：变送器输出电流最终要求：变送器输出电流I I I Io o o o应与被测温度应与被测温度应与被测温度应与被测温度t t t t成线性对应关系成线性对应关系成线性对应关系成线性对应关系热电偶温度变送器应主要要解决：冷端温度补偿和

34、线性化处理两个内容热电偶温度变送器应主要要解决：冷端温度补偿和线性化处理两个内容热电偶温度变送器应主要要解决：冷端温度补偿和线性化处理两个内容热电偶温度变送器应主要要解决：冷端温度补偿和线性化处理两个内容热热电电偶偶温温度度变变送送器器输输入入热热电电势势毫毫伏伏信信号号，输输入入回回路路即即是是冷冷端端温温度度自自动动补补偿偿桥桥路路，其其产产生生的的补补偿偿电电势势与与热热电电势势相相加加后后作作为为测测量量电电势势，因因此此补补偿偿电电桥桥上上的的参参数数与与热热电电偶分度号有关，偶分度号有关，热电偶温度变送器使用时要注意分度号的匹配热电偶温度变送器使用时要注意分度号的匹配。线性化处理电

35、路线性化处理电路热电阻温度变送器应主要要解决：克服引线电阻的影响和线性化处理两个内容热电阻温度变送器应主要要解决：克服引线电阻的影响和线性化处理两个内容热电阻温度变送器应主要要解决：克服引线电阻的影响和线性化处理两个内容热电阻温度变送器应主要要解决：克服引线电阻的影响和线性化处理两个内容采用三线制输入方式。采用三线制输入方式。线性化处理电路线性化处理电路第25页/共88页一体化温度变送器一体化温度变送器一体化温度变送器一体化温度变送器 分为一体化热电偶温度变送器和一体化热电阻温度变送器两种分为一体化热电偶温度变送器和一体化热电阻温度变送器两种分为一体化热电偶温度变送器和一体化热电阻温度变送器两

36、种分为一体化热电偶温度变送器和一体化热电阻温度变送器两种热电偶温度变送器：把热电偶温度变送器：把热电偶温度变送器：把热电偶温度变送器：把mVmVmVmV信号转换为标准电流输出信号转换为标准电流输出信号转换为标准电流输出信号转换为标准电流输出热电阻温度变送器：把热电阻温度变送器：把热电阻温度变送器：把热电阻温度变送器：把信号转换为标准电流输出信号转换为标准电流输出信号转换为标准电流输出信号转换为标准电流输出所所所所谓谓谓谓一一一一体体体体化化化化温温温温度度度度变变变变送送送送器器器器，是是是是指指指指将将将将变变变变送送送送器器器器模模模模块块块块安安安安装装装装在在在在测测测测温温温温元元元

37、元件件件件接接接接线线线线盒盒盒盒或或或或专专专专用用用用接接接接线线线线盒盒盒盒内内内内,变变变变送送送送器器器器模模模模块和测温元件形成一个整体，可直接安装在被测设备上，输出为统一标准信号块和测温元件形成一个整体，可直接安装在被测设备上，输出为统一标准信号块和测温元件形成一个整体，可直接安装在被测设备上，输出为统一标准信号块和测温元件形成一个整体，可直接安装在被测设备上，输出为统一标准信号4 4 4 420mA20mA20mA20mA。这种变送器具有体积小、重量轻、现场安装方便等优点，因而在工业生产中得到广泛应用。这种变送器具有体积小、重量轻、现场安装方便等优点，因而在工业生产中得到广泛应

38、用。这种变送器具有体积小、重量轻、现场安装方便等优点，因而在工业生产中得到广泛应用。这种变送器具有体积小、重量轻、现场安装方便等优点，因而在工业生产中得到广泛应用。由由由由于于于于一一一一体体体体化化化化温温温温度度度度变变变变送送送送器器器器直直直直接接接接安安安安装装装装在在在在现现现现场场场场，但但但但由由由由于于于于变变变变送送送送器器器器模模模模块块块块内内内内部部部部的的的的集集集集成成成成电电电电路路路路一一一一般般般般情情情情况况况况下下下下工工工工作作作作温温温温度度度度在在在在 20202020+80+80+80+80范范范范围围围围内内内内，超超超超过过过过这这这这一一一

39、一范范范范围围围围，电电电电子子子子器器器器件件件件的的的的性性性性能能能能会会会会发发发发生生生生变变变变化化化化，变变变变送送送送器器器器将将将将不不不不能能能能正正正正常常常常工工工工作作作作，因此在使用中应特别，因此在使用中应特别，因此在使用中应特别，因此在使用中应特别注意变送器模块所处的环境温度注意变送器模块所处的环境温度注意变送器模块所处的环境温度注意变送器模块所处的环境温度。一一体体化化温温度度变变送送器器品品种种较较多多，其其变变送送器器模模块块大大多多数数以以一一片片专专用用变变送送器器芯芯片片为为主主，外外接接少少量量元元器器件件构构成成，常常用用的的变变送送器器芯芯片片有

40、有AD693AD693AD693AD693、XTR101XTR101XTR101XTR101、XTR103XTR103XTR103XTR103、IXR100IXR100IXR100IXR100等等。下下面面以以AD693AD693AD693AD693构构成成的的一一体体化化温度变送器为例进行介绍。温度变送器为例进行介绍。第26页/共88页一体化热电偶温度变送器一体化热电偶温度变送器一体化热电偶温度变送器一体化热电偶温度变送器I1I2VT1第27页/共88页一体化热电偶温度变送器简图一体化热电偶温度变送器简图一体化热电偶温度变送器简图一体化热电偶温度变送器简图AD693AD693AD693AD6

41、93的的输输入入信信号号U U U Ui i i i为为热热电电偶偶所所产产生生的的热热电电势势EtEtEtEt与与电电桥桥的输出信号的输出信号U U U UBDBDBDBD之代数和之代数和 如如果果设设AD693AD693AD693AD693的的转转换换系系数数为为K K K K，可可得得变变送送器器输输出出与与输输入入之之间的关系为间的关系为 结论：结论：变送器的输出电流变送器的输出电流I I I I0 0 0 0 与热电偶的热电势与热电偶的热电势E E E Et t t t成正比关系。成正比关系。R R R RCuCuCuCu阻阻值值随随温温度度而而变变，合合理理选选择择R R R RC

42、uCuCuCu的的数数值值可可使使R R R RCuCuCuCu随随温温度度变变化化而而引引起起的的I I I I1 1 1 1R R R RCuCuCuCu变变化化量量近近似等于热电偶因冷端温度变化所引起的热电势似等于热电偶因冷端温度变化所引起的热电势E E E Et t t t的变化值，两者互相抵消。的变化值，两者互相抵消。W W W W1 1 1 1的作用是调零，的作用是调零，W W W W2 2 2 2的作用是调满（量程）的作用是调满（量程）第28页/共88页一体化热电阻温度变送器一体化热电阻温度变送器一体化热电阻温度变送器一体化热电阻温度变送器I2I1VT1AD693AD693构构构

43、构成成成成的的的的热热热热电电电电阻阻阻阻温温温温度度度度变变变变送送送送器器器器采采采采用用用用三三三三线线线线制制制制接接接接法法法法，与与与与热热热热电电电电偶偶偶偶温温温温度度度度变变变变送送送送器器器器的的的的电电电电路路路路大大大大致致致致相相相相仿仿仿仿，只只只只是是是是原原原原来来来来热热热热电电电电偶偶偶偶冷冷冷冷端端端端温温温温度度度度补补补补偿偿偿偿电电电电阻阻阻阻R RCuCu现现现现用用用用热热热热电电电电阻阻阻阻R Rt t代代代代替替替替。AD693AD693的的的的输输输输入入入入信信信信号号号号U Ui i为为为为电电电电桥桥桥桥的的的的输输输输出出出出信信信

44、信号号号号U UBDBD，即，即，即，即 同样可求得热电阻温度变送器的同样可求得热电阻温度变送器的输出与输入之间的关系输出与输入之间的关系为为 第29页/共88页智能式温度变送器智能式温度变送器智能式温度变送器智能式温度变送器 智能式温度变送器有采用智能式温度变送器有采用HARTHARTHARTHART协议通信方式，也有采用现场总线通信方式。协议通信方式，也有采用现场总线通信方式。下面以下面以SMARTSMARTSMARTSMART公司的公司的TT302TT302TT302TT302温度变送器温度变送器为例进行介绍。为例进行介绍。TT302TT302TT302TT302温度变送器是一种符合温度

45、变送器是一种符合FFFFFFFF通信协议的现场总线智能仪表通信协议的现场总线智能仪表，它可以与各种热电阻或热电偶配合使用测量温度，它可以与各种热电阻或热电偶配合使用测量温度，具具有有量量程程范范围围宽宽、精精度度高高、环环境境温温度度和和振振动动影影响响小小、抗抗干干扰扰能能力力强强、重重量量轻轻以及安装维护方便等优点。以及安装维护方便等优点。第30页/共88页输入板包括多路转换器、信号调理电路、AD转换器和隔离部分，其作用是将输入信号转换为二进制的数字信号，传送给CPU，并实现输入板与主电路板的隔离。用于热电偶的冷端温度补偿 核心核心采样、计算(控制)、输出 产生并输出满足FF标准的数字信号

46、 显示 第31页/共88页双金属温度计双金属温度计双金属温度计双金属温度计 5 5 5 5 其他其他其他其他温度计温度计温度计温度计 第32页/共88页双金属温度计双金属温度计第33页/共88页辐射测温是一种非接触测温，主要是利用光辐射来测量物体温度。任何物体受热后都有一部分的热能转变为辐射能，温度越高，则发射到周围空间的能量就越多辐射测温仪表主要由光学系统、检测元件、转换电路和信号处理电路等部分组成，光学系统包括瞄准系统、透镜和滤光片等，把物体的辐射能通过透镜聚焦到检测元件上，再通过转换电路和信号处理电路将信号转换、放大、辐射率修正和标度变换等，输出被测温度相应的信号。辐射测温的常用方法有亮

47、度法、全辐射法、比色法和多色法等。辐射测温仪表有全辐射高温计、光学高温计、光电高温计、比色高温计红外探测器、红外测温仪、红外热像仪等物理基础：热辐射、黑体、辐射基本定律（普朗克定律、玻耳斯曼定律)辐射式温度传感器辐射式温度传感器辐射式温度传感器辐射式温度传感器 （P54P54P54P54）第34页/共88页第35页/共88页光纤式温度传感器光纤式温度传感器光纤式温度传感器光纤式温度传感器 第36页/共88页第37页/共88页光纤结构光纤结构第38页/共88页第39页/共88页光在光纤中的传输第40页/共88页第41页/共88页光在光纤中的传输光在光纤中的传输第42页/共88页光纤传感器的分类光

48、纤传感器的分类第43页/共88页第44页/共88页半导体吸收式光纤温度传感器第45页/共88页第46页/共88页6 6 温度检测仪表的选用温度检测仪表的选用温度检测仪表的选用温度检测仪表的选用 工业上常见的温度检测仪表主要有工业上常见的温度检测仪表主要有:双金属温度计双金属温度计热电偶热电偶热电阻热电阻辐射式温度计等辐射式温度计等就地指示就地指示精度不高精度不高在线检测在线检测适用于测量适用于测量5005005005001800180018001800范围的中高温度范围的中高温度适用于测量适用于测量500500500500以下的中低温度以下的中低温度一般用于一般用于20002000200020

49、00以上的高温测量以上的高温测量选项使用热电阻、热电偶时还应该根据相应的要求确定合适的分度号。选项使用热电阻、热电偶时还应该根据相应的要求确定合适的分度号。第47页/共88页温度检测仪表的安装温度检测仪表的安装温度检测仪表的安装温度检测仪表的安装 一般来说，温度检测仪表的安装需要遵循以下原则：一般来说，温度检测仪表的安装需要遵循以下原则：检测元件的安装应确保测量的准确性，选择有代表性的安装位置。检测元件的安装应确保测量的准确性，选择有代表性的安装位置。检测元件应该有足够的插入深度检测元件应该有足够的插入深度检测元件应该有足够的插入深度检测元件应该有足够的插入深度不应该把检测元件插入介质的死角，

50、以确保能进行充分的热交换；不应该把检测元件插入介质的死角，以确保能进行充分的热交换；不应该把检测元件插入介质的死角，以确保能进行充分的热交换；不应该把检测元件插入介质的死角，以确保能进行充分的热交换；测量管道中的介质温度时，检测元件工作端应位于管道中心流速最大之处测量管道中的介质温度时，检测元件工作端应位于管道中心流速最大之处测量管道中的介质温度时，检测元件工作端应位于管道中心流速最大之处测量管道中的介质温度时，检测元件工作端应位于管道中心流速最大之处检测元件应该迎着流体流动方向安装，非不得已时，切勿与被测介质顺流安装，否则容易产生测量误差；检测元件应该迎着流体流动方向安装，非不得已时，切勿与