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过程自动检测与控制技术知识_chapt2_自动检测技术知识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
业热电阻
工业热电偶
定品度
第一节、温度检测与仪表
喪热电偶
温包温
度计
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
1、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
EcT KT
ln
公式中:
E
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)
nA: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。
当电子扩散平衡之后,所形成的电位差叫做温差电势,温
差电势与温度的关系为
F(7,口
d/
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
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
也
热电偶测温原理
4、热电偶接线与冷端温度补偿
1)热电偶接线
构成热电偶的材料常常是一些贵重金属。
实际测量中检测点与仪表之间可能有很长的距
离,不可能都使用贵重金属将热电偶连接到远
距离处的仪表上,不可避免的在热电偶回路中
出现第三种贱金属,此时回路总热电势与温度
的关系将如何变化。
热电偶测温原理
种金属构成的热电偶回路图
其回路总热电势为
如果该回路在同一温度下,根据能量守恒可知其回路总电势为零,既
代如上式则有
热电偶测温原理
2)冷端补偿
E(T. To)
-7桥路冷端温度补偿的原理图