过程检测传感器

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1、 过程控制检测设备过程控制检测设备温度检测设备温度检测设备 液位检测设备液位检测设备 压力与流量检测设备压力与流量检测设备过程变量位移、电量标准信号检测检测元件元件变变送器送器 检测变送环节工作原理检测变送环节工作原理标标准信准信号号420mA15V010mA20100kPa 1.1. 温度检测设备温度检测设备 温度标志着物质内部温度标志着物质内部大量分子无规则运动的大量分子无规则运动的剧烈程度。温度越高，剧烈程度。温度越高，表示物体内部分子热运表示物体内部分子热运动越剧烈。动越剧烈。 模拟图：模拟图：在一个密闭的空间里，气体分在一个密闭的空间里，气体分子在高温时的运动速度比低温时快！子在高温

2、时的运动速度比低温时快！低温低温高温高温 温度测量基本概念温度测量基本概念 介绍几种温度测量方法介绍几种温度测量方法体积热膨胀式体积热膨胀式 不需要电源，耐用；但感不需要电源，耐用；但感温部件体积较大。温部件体积较大。 气体的体积与热力学温度成正比气体的体积与热力学温度成正比 测温热电阻测温热电阻测温热电阻可分为测温热电阻可分为金属金属和和半导体半导体两大类。两大类。一、金属热电阻一、金属热电阻 温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻率变

3、大，电阻值增加，我们称其为正温度上表现出电阻率变大，电阻值增加，我们称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。 取一只取一只 100W/220V 灯泡，用万用表测量其电阻值，可以灯泡，用万用表测量其电阻值，可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电阻值发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电阻值应为应为484 。易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻金属热电阻材料的主要技术性能 金属热电阻外形 铂热电阻分度表铂热电阻分度表热电阻测量转换电路热电阻测量转换电路电桥电桥什么是电桥？ 不平衡电桥由四个电阻不平衡电桥由四个电阻R1、

4、R2、R3、R4组成一个四边形的回路，每一边称组成一个四边形的回路，每一边称作电桥的作电桥的“桥臂桥臂”。有。有4个结点。在个结点。在a、c结点之间接入电源结点之间接入电源Ui，而另一对结点，而另一对结点(b、d)之间的电压差作为输出电压端之间的电压差作为输出电压端Uo 。b、d的对地电压相等时称作的对地电压相等时称作“电桥平衡电桥平衡”；反之，称作反之，称作“电桥不平衡电桥不平衡”。 电桥平衡的条件是：上下桥臂的左右位置电阻比例电桥平衡的条件是：上下桥臂的左右位置电阻比例相等。相等。电桥测量转换电路3i124o1234() 4RURRRURRRR单臂电桥单臂半桥的单臂半桥的灵敏度最低。灵敏度

5、最低。 441i11ioKURRUU双臂电桥四臂电桥例题 Pt100热电阻的阻值热电阻的阻值R与温度与温度T之间的关系可表示之间的关系可表示为为 R=100(1+0.00385T), 电桥电路的供电电压是电桥电路的供电电压是12V，R1=R2=R3=R4=100，求当温度为，求当温度为50摄氏度时电桥输摄氏度时电桥输出电压出电压U0。温度变送器选型代码外观及安装方式接线图三线制接法三线制接法 测温热电偶测温热电偶先看一个实验热电偶工作原理演示 结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。 从实验到理论 18211821年，德国物理学家年，

6、德国物理学家赛贝克赛贝克用两种不同金属组成用两种不同金属组成闭闭合回路合回路，并用酒精灯加热其中一个接触点（称为结点），并用酒精灯加热其中一个接触点（称为结点），发现放在回路中的发现放在回路中的指南针发生偏转指南针发生偏转（说明什么？）（说明什么？），如果，如果用两盏酒精灯对两个结点用两盏酒精灯对两个结点同时加热，指南针的偏转角反而同时加热，指南针的偏转角反而减小减小（又说明什么？）（又说明什么？）。 显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电流在回路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。流在回路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。 热电

7、偶两结点所产生的总的热电偶两结点所产生的总的热电势热电势等于热端热电势与冷端热电势等于热端热电势与冷端热电势之之差差，是两个结点的，是两个结点的温差温差t 的函数：的函数： EAB（T，T0）=eAB （ T ）- eAB （ T0 ）热电势的微观解释 自由自由电子电子ABeAB（ T T ）T T几种常用热电偶的测温范围及热电势 分度号分度号 名称名称 测量温度范围测量温度范围 1000 C热电势热电势/ mVB铂铑铂铑3030铂铑铂铑6 6501820 C C4.8344.834R铂铑铂铑1313铂铂-501768 C C10.50610.506S铂铑铂铑1010铂铂-501768 C C

8、9.5879.587K镍铬镍铬镍铬镍铬 (铝铝) -2701370 C C41.27641.276E镍铬铜镍镍铬铜镍 (康康 铜铜)270800 C C?热电偶的外形热电偶的冷端延长 采用相对廉价的补偿导线，可延长热电偶的冷端，使之采用相对廉价的补偿导线，可延长热电偶的冷端，使之远离高温区；可节约大量贵金属；易弯曲，便于敷设。远离高温区；可节约大量贵金属；易弯曲，便于敷设。 AB热电偶的冷端温度补偿必要性：必要性： 1、用热电偶的分度表查毫伏数、用热电偶的分度表查毫伏数-温度时，温度时，必须满足必须满足t0=0 C的条件的条件。在实际测温中，冷端温度常随环境温。在实际测温中，冷端温度常随环境温

9、度而变化，这样度而变化，这样t0不但不但不是不是0 C，而且也不恒定，而且也不恒定， 因此因此将产生误差将产生误差。 2、 一般情况下，冷端温度均高于一般情况下，冷端温度均高于0 C，热电势总是热电势总是偏小偏小。应想办法。应想办法消除或补偿消除或补偿热电偶的热电偶的冷端损失冷端损失 。冷端温度补偿的方法冷端温度补偿的方法一、一、冷端恒温法冷端恒温法： 将热电偶的冷端置于装有冰水混合物的恒温容器中，使冷端的温度保将热电偶的冷端置于装有冰水混合物的恒温容器中，使冷端的温度保持在持在0 C不变。此法也称不变。此法也称冰浴法冰浴法，它消除了，它消除了t0不等于不等于0 C而引入的误差，由而引入的误差

10、，由于冰融化较快，所以一般只适用于于冰融化较快，所以一般只适用于实验室实验室中。中。 在冰瓶中，冰水混在冰瓶中，冰水混合物的温度能较长时间合物的温度能较长时间地保持在地保持在0 0 C C不变。不变。冰浴法接线图 二、二、计算修正法计算修正法： 当热电偶的冷端温度当热电偶的冷端温度t0 0 C时，由于热端与冷端的温差随冷端的变化时，由于热端与冷端的温差随冷端的变化而变化，所以测得的热电势而变化，所以测得的热电势EAB（t，t0）与冷端为）与冷端为0 C时所测得的热电势时所测得的热电势EAB（t，0 C）不等。若冷端温度高于）不等。若冷端温度高于0 C，则，则EAB（t，t0）20kHz） 蝙蝠

11、能发出和听见超声波。蝙蝠能发出和听见超声波。4.超声波常见应用举例 超声波被聚焦后，具有较好的方向性，在遇到两种介质的分界面时，能产生明显的反射和折射现象，这一现象类似于光波。 胎儿的胎儿的 B超影像超影像超声波在医学检查中的应用超声波清洗器超声波清洗器 当强的声波信号作用于液体时，则当强的声波信号作用于液体时，则会对液体产生一定的正压，即液体体积会对液体产生一定的正压，即液体体积被压缩减小，液体中形成的被压缩减小，液体中形成的微小气泡被微小气泡被压碎压碎。 每个每个气泡的破裂会产生能量极大气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产生几百度的高的冲击波，相当于瞬间产生几百度的高温和高达上千