过程自动检测与控制技术 chapt2 自动检测技术.ppt

过程自动检测与控制技术_chapt2_自动检测技术生产过程
获得系统信息
(检测)
外部干预信息
系统内作用信息
系统提供信息
第二章自动检测技术
所谓检测,就是通过技术手段将某参数的变化转换为另
种物理量的变化,该物理量的变化能够方便进行处理、进行观
察。对被测变量实行实时、在线测量,即不需要人为干预,自
动地进行连绵不断的测量叫做自动检测
测量通常是将参数的变化转换为电能量的变化,例如转换
为电流、电压、电阻、电容、电感、频率等。由于这些电能量
的表现形式不一样,有些不便于进行直接处理或直接观察。为
此,自动化领域中规定了一些标准的统一信号形式,例如
4~20mADC、0~10mADC、1~5VDC。如果测量装置能将被
测参数转换为标准信号则称该装置为变送器,如果仅仅是将被
测变量转换成一种非标准信号,则称该装置为传感器。
第一节、温度检测与仪表
业热粗得
第一节、温度检测与仪表
温包温
度计
工业常用测温传感器类型
测温方式传感器类型
测温范围(℃)
度(%)特点
接触式
00~600
~1
结构简单、耐用,但感温体较大
双金属
50-500
00-600
200~600
1000-2800
-、适应性强,结构简单,应用广
偶「铂铑一铂
1600
~
泛。须注意冷端温度补偿
其他
200-1200
热电铂
200-600
-,精度及灵敏度均较好
150~300
~
感温体较大,须注意环境温度的影响
50-150
~
热敏电阻
50~300
03~,响应快,灵敏度高,线性差
环境温度影响明显
非接触式辐射温度计
100~3500
1非接触测温,不干扰被测温度场,辐射
光高温计
200~3200
率影响小,应用简单,不能用于低温测
量
热电探测器
200~2000
非接触测温,不干扰被测温度场,响应
热敏电阻探测器
50-3200
快,测量范围大,适于测量温度分布
易手外界干扰,定标困难
光子探测器
0~3500
第一节、温度检测与仪表
热电偶测温原理
热电偶丝支架
引线
-1工业热电偶结构图
-3接触电势形成原理图
热电偶测温原理
、接触电势
属A电子密度比金属B电子密度高,由于存在密度差,电子就从金属A
向金属B扩散。由于金属A失去了电子,在连接面上金属A一侧就会呈现正
电势;金属B获得了一些电子,在连接面金属B一侧就会呈现负电势。
这个电位差与两种金属材料有关系,还和连接面处的温度有关系,其关
系为
KT
E(
In
公式中
EAB:金属A、B接触面处的热电势
T:接触面处的绝对温度
K:波尔兹曼常数(k=×10-23JK)
电子电荷量(e=×10-19c)
金属A、B的自由电子密度
热电偶测温原理
2、温差电势
温度的不同金属中电子能量也不同。如果一个金属导体两
端温度不同,温度高一端电子能量高,温度低一端电子能量低
高温端的电子就会向低温端扩散,高温端失去电子之后就会带
正电,低温端获得电子则带负电。
电子扩散平衡之后,所形成的电位差叫做温差电势,温
差电势与温度的关系为
E(T, T)=odT
公式中
T:高温点绝对温度;
To:低温点绝对温度;
σ:温差系数,与材料形式和温度有关
热电偶测温原理
3、总热电势
两种不同金属回路热电势
-5不同金属回路热电势形成原理图
回路总热电势EAB(T,T0)等于:
EAB(T, To)= EAB(T)-EAT, To)-EAB(TO)+ EB(T, To)
=EAB(T)-EAR(T)+[-EA(T, To)+EB(T, To)I
(T-T)In"-(oa-OB)dr
由公式可知,相同金属处在不同温度下,既A=B,其总回路总热电势EAB(T
为零:不同金属处在相同温度下,既T=T0,其总回路总热电势EAB(T,T0)也为零。
、热电偶测温原理
常用热电偶特点
热电偶名称及正极负极|测温范围℃特点
分度号
材料材料
铂铑10铂
0~1300
铂铑10-铂(s)
准确度最高,稳定性最好,测温温区
(1600)宽,使用寿命长等优点
镍铬镍硅-200-1300线性度好,热电势较大,灵敏度高,
镍铬—镍硅
(镍铝
稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强
(镍铝)(K)
镍铬一铜镍(E)镍铬铜镍|-200-900热电动势大,灵敏度高,宜制成热电
堆,可测量微小的温度变化。
不