5.2管道温度的检测（课件）-《传感器及检测技术》同步教学（江苏凤凰教育出版社）

项目五 温度检测 项目五 温度检测 目 录 1 任务一 轧钢炉的温度检测 2 任务二 管道温度的检测 3 任务三 电冰箱温度检测 4 任务四 空调器的温度检测 5 任务五 非接触式体温检测 项目五 温度检测 学习目标 能认识各种温度传感器，了解温度传感器的分类和特性。 能了解热电偶的工作原理。 能掌握热电偶的冷端补偿方法。 会使用热电偶分度表。 了解热电阻、热敏电阻和集成温度传感器的特点、工作原理和测量电路。 了解红外辐射的基本知识和特性。 能理解各种温度传感器的应用电路。 任务二 管道温度的检测 任务提出 在工业生产中，各种反应釜、液体和气体管道都要进行温度的检测与控制，它们的温度范围一般在0～500℃之间，因此可选择热电阻传感器。 任务二 管道温度的检测 相关知识 热电阻是利用金属导体的电阻值随温度升高而增大这一特性来测量温度的。热电阻主要用于工业测温，它具有灵敏度高，稳定性、互换性好，精度高的特点。但它需要外加电源，测量温度不能太高，主要用于中、低温度（-200～650℃）范围的温度测量。热电阻与热电偶相比，在相同的温度下输出信号较大，易于测量；热电阻的变化一般要经过电桥转换成电压输出。为了避免或减少导线电阻对测温的影响，工业热电阻一般采用三线制接法。 任务二 管道温度的检测 一、热电阻的外形、 结构及性能 （一）热电阻的外形 热电阻的外形如图5-16所示。 任务二 管道温度的检测 一、热电阻的外形、 结构及性能 （二）热电阻的结构形式 热电阻一般由测温元件（电阻体或电阻丝）、保护管和接线盒三部分组成，如图5-17所示。 任务二 管道温度的检测 一、热电阻的外形、 结构及性能 （三）热电阻的主要技术性能 1.热电阻材料的性能要求 ①电阻值的变化与温度的变化线性要好。 ②电阻温度系数α要大且保持常数。α越大，灵敏度越高，纯金属的α比合金要高，所以一般采用纯金属作为热电阻。 ③电阻率ρ要大。ρ越大，在相同灵敏度下，热电阻体积越小，热惯性越小，反应速度越快。 ④在测温范围内，材料的物理、化学性能稳定。 ⑤材料价格便宜，容易加工。 任务二 管道温度的检测 一、热电阻的外形、 结构及性能 （三）热电阻的主要技术性能 2.常用热电阻的主要性能 常用热电阻的主要性能如表5-2所示。 任务二 管道温度的检测 二、 热电阻的工作原理 大多数金属在温度升高时，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力增大，表现为电阻值增大。当温度升高1℃时，电阻值增加0．4％～0．6％，热电阻就是利用金属材料的电阻值随温度升高而增大的这一特性来测量温度的。测温时，先将温度的变化转换为电阻值的变化，由于阻值变化很小，因此要通过后续的测量电桥再转换成电压信号送至显示仪表显示或记录被测温度。 任务二 管道温度的检测 任务实施 根据管道的测温范围及使用要求，结合热电阻的相关知识，可选用普通铂热电阻作为测温传感器。 一、合理选择热电阻的类型 任务二 管道温度的检测 二、正确使用热电阻 由实验可知，金属热电阻的阻值与温度的变化是一种非线性关系。因此要每隔一度测出对应阻值，在规定测温范围内，将温度与阻值的对应值以表格形式列出，即热电阻分度表，见附录2所示。测温时，可根据热电阻的阻值，再查表得到温度值。 （一）热电阻分度表 任务二 管道温度的检测 二、正确使用热电阻 热电阻测温是将温度的变化转换为电阻值的变化，由于电阻值的变化范围很小，一般采用电桥电路来测量微弱的阻值变化。 （二）电桥测量电路 任务二 管道温度的检测 二、正确使用热电阻 实际应用中，热电阻安装在生产环境中，感受被测介质的温度变化，而测量电阻的电桥通常作为信号处理器或显示仪表的输入单元，随相应的仪表安装在控制室。热电阻作为电桥的一个桥臂，其连接导线也就成为桥臂电阻的一部分，并随环境温度的变化而变化。由于热电阻很小，连接导线阻值的变化给测量带来了较大的误差，因此工业上常采用三线制连接法测量热电阻，如图5-18所示。 （三）三线制连接法 任务二 管道温度的检测 二、正确使用热电阻 （三）三线制连接法 任务二 管道温度的检测 其他案例 对于输油泵站进出口温度测量，热电、热力、蒸汽温度监测，机电设备轴瓦温度监测，食品酿造、发酵温度测量，石油炼制化工合成等测温场合，温度范围一般在0～500℃以内，可选用如图5-19所示的数字温度计。 　 热电阻数字温度计 任务二 管道温度的检测 其他案例 该数字温度计的测温器件为热电阻Pt100，它的主要技术参数如下：　 ①　测量范围：-50～500℃ ②　精度：±0．5%F·