电子温度计的组装与调试.ppt

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1、项目1 电子秤的制作 温度检测,黄冈职业技术学院,传感器应用,项目目标,掌握热电偶传感器、热电阻传感器、红外线传感器的结构及工作特性,掌握利用热电偶传感器制作温度测量仪的基本原理及方法,培养耐心细致严谨扎实的工作作风及团结协作的合作精神,项目内容,红外线辐射温度计,热电偶温度计,温度检测产品简介,一、热电偶工作原理,知识点1 热电偶传感器测量温度,一、热电偶工作原理,1热电效应将两种不同的导体或半导体两端相接组成闭合回路，回路中就会产生一个热电动势，这种现象称为热电效应。,知识点1 热电偶传感器测量温度,一、热电偶工作原理,2热电偶特点：热电偶必须采用两种不同材料作为电极，否则无论导体截面如何

2、、温度分布如何，回路中的总热电动势恒为零。若热电偶两接点温度相同，尽管采用了两种不同的金属，回路总电动势恒为零。热电偶回路总热电动势的大小只与材料和接点温度有关，与热电偶的尺寸、形状无关。,知识点1 热电偶传感器测量温度,二、热电偶的基本定律,1中间导体定律在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体和原导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势不变。2中间温度定律热电偶在两接点温度t,to时的热电动势等于该热电偶在接点温度为t,tn和tn,to时的热电动势的代数和。3参比电极定律4均质导体定律,知识点1 热电偶传感器测量温度,三、热电偶的材料、结构及种类,1热电偶材料用做热电偶的材料应具备如

3、下几方面的条件：测量范围广。要求在规定的温度测量范围内具有较高的测量精确度、较大的热电动势，温度与热电动势的关系是单值函数。性能稳定。要求在规定的温度测量范围内使用时热电性能稳定，有较好的均匀性和复现性。化学性能好。要求在规定的温度测量范围内使用时有良好的化学稳定性、抗氧化或抗还原性能，不产生蒸发现象。分别有铂铑30-铂铑6、铂铑10-铂、镍铬一镍硅、镍铬一镍铜、镍铬一镍铝、铜一铜镍。,知识点1 热电偶传感器测量温度,三、热电偶的材料、结构及种类,2热电偶结构,知识点1 热电偶传感器测量温度,1测量端；2热电极；3绝缘管；4保护套管；5接线盒,普通工业热电偶结构,3热电偶种类(1)标准型热电偶

4、(2)非标准型热电偶(3)薄膜热电偶,四、热电偶的冷端补偿,1补偿导线法补偿导线由两种不同性质的廉价金属材料制成，在0150温度范围内与配接的热电偶具有相同的热电特性。补偿导线起到了延伸热电极的作用，达到了移动热电偶冷端位置的目的。,知识点1 热电偶传感器测量温度,补偿导线在测温回路中的连接,A，B热电偶电极A、B补偿导线to热电偶原冷端温度to热电偶新冷端温度,四、热电偶的冷端补偿,2补偿电桥法补偿电桥法是利用不平衡电桥产生的不平衡电势去补偿因热电偶冷端温度变化而引起的热电动势的变化，它可以自动地将冷端温度校正到补偿电桥的平衡点温度上。,知识点1 热电偶传感器测量温度,1热电偶2补偿导线3铜

5、导线4补偿电桥,热电偶冷端补偿电桥,3计算修正法在实际应用中，冷端温度并非一定为0，所以测出的热电动势是不能正确反映热端实际温度的。为此，必须对温度进行修正。修正公式采用中间温度定律。4显示仪表机械零位调整法当热电偶冷端温度已知且恒定时（to0），工程上常用一种简单方便的机械零位调整法，进一步对温度测量值进行校正。即在未工作之前，预先将有零位调整器的温度显示仪表的指针从刻度的初始值（机械零位）调至已知的冷端温度值上即可。5冰浴法将热电偶的冷端置于温度为0的恒温器内（如冰水混合物），使冷端温度处于0。,知识点1 热电偶传感器测量温度,四、热电偶的冷端补偿,一、热电阻传感器概述,热电阻概念利用导体

6、或半导体的电阻值随温度的变化而变化的特性来测量温度的感温元件叫热电阻。它可用于测量-200500范围内的温度。目前热电阻的应用范围已扩展到15K的超低温领域，同时在10001200温度范围内也有足够好的特性。热电阻分类1金属热电阻2半导体热敏电阻,知识点2 热电阻传感器测量温度,二、金属热电阻,1测温原理金属导体的电阻大多都具有随温度变化的特性。Rt=R0l+(t-to)Rt,R0分别为热电阻在t和0时的电阻值；为热电阻的电阻温度系数（1/）。2常用金属热电阻（1）铂热电阻（2）铜电阻（3）铟、锰电阻,知识点2 热电阻传感器测量温度,三、半导体热敏电阻,1测温原理半导体热敏电阻是利用半导体的电

7、阻值随温度显著变化的特性制成的。在一定的范围内通过测量热敏电阻阻值的变化情况，就可以确定被测介质的温度变化情况。2特点灵敏度高、体积小、反应快。3常用半导体热敏电阻（1）负温度系数热敏电阻（NTC）（2）正温度系数热敏电阻（PTC）,知识点2 热电阻传感器测量温度,一、红外传感器概述,1红外传感器的应用红外辐射计用于辐射和光谱辐射测量。搜索和跟踪系统用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪。热成像系统可产生整个目标红外辐射的分布图像，如红外图像仪、多光谱扫描仪等。红外测距和通信系统。2特点可昼夜测量，不受周围可见光的影响。大气对某些波长的红外线吸收非常少，所以适用于遥感技术。

8、,知识点3 红外传感器测量温度,二、红外传感器测温原理,红外辐射测量温度红外辐射俗称红外线，是一种不可见光。由于它是位于可见光中红色光线以外的光线，所以被称为红外线。红外辐射的物理本质是热辐射。一个炽热物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射出来的。红外线被物体吸收时，可以显著地转变为热能。凡是存在于自然界的物体，都会放射出红外线，只是它们发射的红外线的波长不同而已。外线传感器可以检测到这些物体发射的红外线，用于测量、成像或控制。常用红外传感器1热传感器2光子传感器,知识点3 红外传感器测量温度,工程应用：热电偶温度计,项目组装与调试,步骤一：设计整体设计框架图电路组装与调试,电路组装与调试,

9、步骤二：选择热电偶,热电偶有几十种，选用现有的普通K型热电偶。,工程应用：热电偶温度计,电路组装与调试,步骤三：设计温度信号调理电路,电路采用ISO100光耦合线性隔离放大器，电源由两个IA1215S-1W提供。,工程应用：热电偶温度计,电路组装与调试,步骤四：设计温度信号调理电路 可直接将测量电路的输出电信号接入液晶电压表进行显示。步骤五：设计温度信号调理电路 按测量电路原理图设计好电路板，将元件安装到PCB板上，再进行锡焊，做好温度放大测量电路后将热电偶联接进来，并将信号输出线接入液晶电压表。步骤六：设计温度信号调理电路 调节测量电路的放大倍数，使液晶电压表显示的电压在一定范围内变化，最好

10、使电压每变化1V，温度正好变化10。发现问题要认真查找原因，并加以消除。注意使用范围。,工程应用：热电偶温度计,电路组装与调试,热电偶测温元件的安装注意事项：应尽可能垂直安装，以防保护管在高温下变形。露在设备外的部分应尽量短并考虑加装保温层，以减小热量损失造成的测量误差。安装在负压管道或容器上时，安装处应密封良好。在管道上安装时，要在管道上安装插座，插座材料与管道材料一致。承受压力的热电偶应保证密封良好。,工程应用：热电偶温度计,拓展训练,【任务】请选用红外线传感器制作温度检测仪。在温度实际测量中，2000以下高温区域一般采用热电偶测量。对于2000以上的高温区域，必须采用一种新型的测量方法来实现高温测量。请选用红外线传感器制作温度检测仪。工作要求：能够测量高温区域(2 000 以上）。,