检测仪表与传感器2

1、检测仪表与传感器检测仪表与传感器2周丽华周丽华2012年年10月月第四节第四节 物位检测及仪表物位检测及仪表n 一、概论一、概论3液位 料位 界位直读式物位仪表直读式物位仪表 差压式物位仪表差压式物位仪表浮力式物位仪表浮力式物位仪表 电磁式物位仪表电容式物位传感器电容式物位传感器声波式物位仪表光学式物位仪表第四节第四节 物位检测及仪表物位检测及仪表n 二、差压式液位变送器二、差压式液位变送器4图3-39 差压液位变送器原理图图3-40 压力表式液位计第四节第四节 物位检测及仪表物位检测及仪表ppgHpp21将差压变送器的一端接液相，另一端接气相因此gHppp21 当被测容器是敞口的，气相压力为

2、大气压时，只需将差压变送器的负压室通大气即可。若不需要远传信号，也可以在容器底部安装压力表，如图3-40所示。5第四节第四节 物位检测及仪表物位检测及仪表 改变变送器的零点。 都是使变送器输出的起始值与被测量起始点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移量则比较大。 同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，它不改变量程的大小。第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表n 一、温度检测方法一、温度检测方法 温度不能直接测量，只能借助于冷热不同物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性来加以间接测量。 高温计、温度计标准仪表、实用仪表 膨胀式温度计、压力式温

3、度计、热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计 接触式与非接触式 18第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表接接触触式式测测温温仪仪表表膨膨胀胀式式玻璃液体玻璃液体 -50-50600600结构简单，使用方便，测量准确，结构简单，使用方便，测量准确，价格低廉价格低廉 测量上限和精度受玻璃质量测量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能记录远的限制，易碎，不能记录远传传 双金属双金属-80 -80 600600结构紧凑，牢固可靠结构紧凑，牢固可靠 精度低，量程和使用范围有精度低，量程和使用范围有限限 压压力力式式液体液体气体气体蒸汽蒸汽-30 -30 600600-20 -20 350350 0

4、 0 250250结构简单，耐震，防爆能记录、报结构简单，耐震，防爆能记录、报警，价格低廉警，价格低廉 精度低，测温距离短，滞后精度低，测温距离短，滞后大大 热热电电偶偶铂铑铂铑- -铂铂镍铬镍铬- -镍镍硅硅镍铬镍铬- -考考铜铜0 0 16001600-50 -50 10001000-50 -50 600600测温范围广，精度高，便于远距离、测温范围广，精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制多点、集中测量和自动控制 需冷端温度补偿，在低温段需冷端温度补偿，在低温段测量精度较低测量精度较低 热热电电阻阻铂铂铜铜-200 -200 600600 -50 -50 150150测量精度高，便

5、于远距离、多点、测量精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制集中测量和自动控制 不能测高温，需注意环境温不能测高温，需注意环境温度的影响度的影响 非接非接触式触式测温测温仪表仪表辐辐射射式式辐射式辐射式光学式光学式比色式比色式400 400 20002000700 700 32003200900 900 17001700测温时，不破坏被测温度场测温时，不破坏被测温度场 低温段测量不准，环境条件低温段测量不准，环境条件会影响测温准确度会影响测温准确度 红红外外线线光电探测光电探测热电探测热电探测0 0 35003500200 200 20002000测温范围大，适于测温度分布，不测温范围大，

6、适于测温度分布，不破坏被测温度场，响应快破坏被测温度场，响应快 易受外界干扰，标定困难易受外界干扰，标定困难 19第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表图3-50 双金属片图3-51 双金属温度信号器201双金属片；2调节螺钉；3绝缘子；4信号灯膨胀式温度计是膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。的性质而制成的。第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表21 它是根据在封闭系统中的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽受热后体积膨胀或压力变化这一原理而制成的，并用压力表来测量这种变化，从而测得温度。图3-52 压力式温度计结构原理图 1传动机构；2刻度盘； 3

7、指针；4弹簧管；5连杆；6接头；7毛细管；8温包；9工作物质 应用压力随温度的变化来测温的仪表叫应用压力随温度的变化来测温的仪表叫。 第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表 温包 毛细管 弹簧管（或盘簧管） 22第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表n 二、热电偶温度计二、热电偶温度计23是以热电效应为基础的测温仪表。图3-53 热电偶温度计测温系统示意图1热电偶；2导线；3测量仪表由三部分组成：热电偶；测量仪表；连接热电偶和测量仪表的导线。 图3-54 热电偶示意图第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表24图3-55 热电现象图3-56 接触电势形成的过程图3-57 热电偶原理及

8、电路图 0000,tetettEtetettEBAABABAB左图闭合回路中总的热电势左图闭合回路中总的热电势或或第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表28（3 3）常用热电偶的种类）常用热电偶的种类温温度每增加时所能产生的热电势要大，而且热电势与温度应尽可能成线性线性关系；物理稳定性要高；化学稳定性要高；材料组织要均匀，要有韧性，便于加工成丝；复现性好，便于成批生产，而且在应用上也可保证良好的互换性。 第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表29热电偶名称代号分度号热电极材料测温范围/新 旧正热电极负热电极长期使用短期使用铂铑30-铂铑6铂铑10-铂镍铬-镍硅镍铬-铜镍铁-铜镍铜-铜镍

9、WRRWRPWRNWREWRFWRCBS SK KEJTLL-2LB-3EU-2-CK铂铑30合金铂铑10合金镍铬合金镍铬合金铁铜铂铑6合金纯铂镍硅合金铜镍合金铜镍合金铜镍合金3001600-201300-501000-40800-40700-400300180016001200900750350第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表30（4 4）热电偶的结构）热电偶的结构普通型热电偶普通型热电偶图3-59 热电偶的结构热电极热电极绝缘管绝缘管保护套管保护套管接线盒接线盒第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表34图3-61 补偿导线接线图 采用一种专用导线，将热电偶的冷端延伸出来，这既

10、采用一种专用导线，将热电偶的冷端延伸出来，这既能保证热电偶冷端温度保持不变，又经济。能保证热电偶冷端温度保持不变，又经济。 它也是由两种不同性质的金属材料制成，在一定温度范围内（0100）与所连接的热电偶具有相同的热电特性，其材料又是廉价金属。见左图。 第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表热电偶名称热电偶名称补偿导线补偿导线工作端为工作端为100，冷端为，冷端为00时的标准热电势时的标准热电势/mV/mV正极正极负极负极材料材料颜色颜色材料材料颜色颜色铂铑铂铑10-铂铂镍铬镍铬-镍硅（镍铝）镍硅（镍铝）镍铬镍铬-铜镍铜镍铜铜-铜镍铜镍铜铜铜铜镍铬镍铬铜铜红红红红红红红红铜镍铜镍铜镍铜镍铜

11、镍铜镍铜镍铜镍绿绿蓝蓝棕棕白白0.6450.0370.0374.0954.0950.1050.1056.3176.3170.1700.1704.2774.2770.0470.047表表3-7 3-7 常用热电偶的补偿导线常用热电偶的补偿导线35第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表n 三、热电阻温度计三、热电阻温度计44 在中、低温区，一般是使用热电阻温度计来进行温度的在中、低温区，一般是使用热电阻温度计来进行温度的测量较为适宜。测量较为适宜。 是由热电阻（感温元件），显示仪表（不平衡电桥或平衡电桥）以及连接导线所组成。 图3-64 热电阻温度计第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表0

12、10ttRRtt 对于呈线性特性的电阻来说，其电阻值与温度关系如下式 tRRRRtttt00 热电阻温度计适用于测量热电阻温度计适用于测量-200-200+500+500范围内液体、范围内液体、气体、蒸汽及固体表面的温度。气体、蒸汽及固体表面的温度。 利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性（电阻温度效应）来进行温度测量的。（电阻温度效应）来进行温度测量的。 45第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表 电阻温度系数、电阻率要大； 热容量要小； 在整个测温范围内，应具有稳定的物理、化学性质和良好的复制性； 电阻值随温度的变化关系，最好呈线性。 46

13、第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表3201CtBtAtRRt47（1 1）铂电阻）铂电阻CCCBCA/1022. 4,/10850. 5,/10950. 32273在0650的温度范围内，铂电阻与温度的关系为由实验求得 工业上常用的铂电阻有两种，一种是工业上常用的铂电阻有两种，一种是R010，对应分，对应分度号为度号为Pt10。另一种是。另一种是R0100，对应分度号为，对应分度号为Pt100。 第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表48（2 2）铜电阻）铜电阻 金属铜易加工提纯，价格便宜；它的电阻温度系数很大，且电阻与温度呈线性关系；在测温范围为-50+150内，具有很好的稳定性。 CttRRt/1025. 41300 在-50+150的范围内，铜电阻与温度的关系是线性的。即 工业上常用的铜电阻有两种，一种是R050，对应的分度号为Cu50。另一种是R0100，对应的分度号为Cu100。第五节第五节 温度