过程装备控制技术及应用教案 三章过程检测技术 7页共21页 冷端温度恒定在0℃条件下进行的。若冷端温度l0≠0℃时,输入电势为E(,0),而 E(t,l0)≠E(t0),因此示值不能正确反映被测温度,需要加以修正。 在现场采取机械零位调整法,即预先把仪表的机械零件调整到冷端温度L处,相当于预 加了一个电势E(t00),综合起来,仪表的输入电势 E(,t0)+E(00)=E(0) 另一种是计算修正法。假设冷端温度≠0℃,被测温度为t,示值温度为1。那么显示 出来的输入热电势应为E(,0),而是及产生的热电势是E(b)显而易见,输入热电势应 为热电偶实际产生的热电势,即E(,0)=E(,4),由此可得计算修正法的公式: E(0)=E(,)+E(n,0)=EG0)+E(10) 通过示值和冷端温度t查分度表求得E(,0)和E(n0),代入上式可求出E(O),在 依据分度表求出被测温度to。 冷端温度补偿电桥法 该方法是利用不平衡电桥产生的电压作为补偿电压,以抵消因冷端温度变化引起的热电 势的变化。 电桥的桥臂R=R2=R3=19为锰铜丝电阻,它们的阻值几乎不随温度变化。R。是由 铜丝制成的补偿电阻,阻值随温度变化。R,是由铜丝制成的补偿电阻,阻值大小因热电偶 不同而不同。电桥直流电源E=4V,U为输出的补偿电势。 选择R。=19,使电桥在20℃达到平衡,此时Ua=0。当冷端温度升高时,R。也随 之增大,因而Ub也增大,热电势Ex在逐渐减小。如果△Uab=△E2,则UAB=Ub+E,不 会随冷端温度变化而变化 (5)热电偶的结构形式 热电偶的结构可分为普通热电偶、铠装热电偶和特殊热电偶。结合教材讲解普通热电偶 结构 344热电阻测温仪表 通常金属导体或半导体电阻都随温度的变化而变化,当温度每升高1℃,大多数金属导 体电阻将升高0.4%~0.6%,而半导体电阻将减小2%~6%。热电阻就是通过测量阻值的变化 而间接测量温度 热电阻测温仪在中低温范围内测量精度髙、灵敏度高、性能稳定,输出信号较强,同时 还便于远距离测量,因此得到广泛应用。 (1)测温原理 金属热电阻与温度的关系: R=R[+4(t-6)+B(-4)+Cv-4)+ R,R分别表示温度为0,【时的阻值:A、B、C均为常数,只与热电阻材料性质有 常用温度系数和电阻比来表征热电阻的电阻温度特性 = 称α为下的温度系数,α越大,测温灵敏度也就越高。 电阻比R0R是指在100℃C和0℃下的电阻值的比值,R00/R越大,a也就越大 纯金属的电阻温度特性最好,测温灵敏度最高,因此测温电阻一般应采用纯金属制作。 半导体热电阻又称为热敏电阻,与金属热电阻不同之处在于阻值随温度升高而减小,与 金属热电阻相比,优点是电阻温度系数高、测温灵敏、电阻率高、体积小。但它互换性差、 复现性差、阻值与温度的关系不太稳定。过程装备控制技术及应用教案 第三章 过程检测技术 第 7 页 共 21 页 冷端温度恒定在 0℃条件下进行的。若冷端温度 t 0  0 ℃时，输入电势为 ( ) 0 E t,t ，而 ( , ) ( ,0) 0 E t t  E t ，因此示值不能正确反映被测温度，需要加以修正。 在现场采取机械零位调整法，即预先把仪表的机械零件调整到冷端温度 0 t 处，相当于预 加了一个电势 ( ,0) 0 E t ，综合起来，仪表的输入电势： ( , ) ( ,0) ( ,0) 0 0 E t t + E t = E t 另一种是计算修正法。假设冷端温度 t 0  0 ℃，被测温度为 t，示值温度为 ' 0 t 。那么显示 出来的输入热电势应为 ( ,0) ' E t ，而是及产生的热电势是 ( ) 0 E t,t 。显而易见，输入热电势应 为热电偶实际产生的热电势，即 ( ) ( ) 0 ' E t ,0 = E t,t ，由此可得计算修正法的公式： ( ,0) ( , ) ( ,0) ( ,0) ( ,0) 0 ' 0 0 E t = E t t + E t = E t + E t 通过示值 ' t 和冷端温度 0 t 查分度表求得 ( ,0) ' E t 和 ( ,0) 0 E t ，代入上式可求出 E(t,0) ，在 依据分度表求出被测温度 0 t 。 冷端温度补偿电桥法 该方法是利用不平衡电桥产生的电压作为补偿电压，以抵消因冷端温度变化引起的热电 势的变化。 电桥的桥臂 R1 = R2 = R3 =1 Ω为锰铜丝电阻，它们的阻值几乎不随温度变化。 RCu 是由 铜丝制成的补偿电阻，阻值随温度变化。 Rs 是由铜丝制成的补偿电阻，阻值大小因热电偶 不同而不同。电桥直流电源 E=4V，Uab 为输出的补偿电势。 选择 RCu =1 Ω，使电桥在 20℃达到平衡，此时 Uab = 0 。当冷端温度升高时， RCu 也随 之增大，因而 Uab 也增大，热电势 Ex 在逐渐减小。如果 Uab = Ex ，则 UAB =Uab + Ex 不 会随冷端温度变化而变化。 （5）热电偶的结构形式 热电偶的结构可分为普通热电偶、铠装热电偶和特殊热电偶。结合教材讲解普通热电偶 结构。 3.4.4 热电阻测温仪表 通常金属导体或半导体电阻都随温度的变化而变化，当温度每升高 1℃，大多数金属导 体电阻将升高 0.4%~0.6%，而半导体电阻将减小 2%~6%。热电阻就是通过测量阻值的变化 而间接测量温度。 热电阻测温仪在中低温范围内测量精度高、灵敏度高、性能稳定，输出信号较强，同时 还便于远距离测量，因此得到广泛应用。 （1）测温原理 金属热电阻与温度的关系： [1 ( ) ( ) ( ) ] 3 0 2 Rt = Rt0 + A t −t 0 + B t −t 0 +C t −t + 0 Rt ， Rt 分别表示温度为 0 t ，t 时的阻值；A、B、C 均为常数，只与热电阻材料性质有 关。 常用温度系数和电阻比来表征热电阻的电阻温度特性： 0 0 1 t dt t t dR R =  =  称  为 0 t 下的温度系数，  越大，测温灵敏度也就越高。 电阻比 100 0 R / R 是指在 100℃和 0℃下的电阻值的比值， 100 0 R / R 越大，  也就越大。 纯金属的电阻温度特性最好，测温灵敏度最高，因此测温电阻一般应采用纯金属制作。 半导体热电阻又称为热敏电阻，与金属热电阻不同之处在于阻值随温度升高而减小，与 金属热电阻相比，优点是电阻温度系数高、测温灵敏、电阻率高、体积小。但它互换性差、 复现性差、阻值与温度的关系不太稳定