电子温度计的组装与调试专家讲座

项目1

电子秤制作

——温度检测黄冈职业技术学院传感器应用电子温度计的组装与调试专家讲座第1页测量范围为0℃～+100℃，测量精度为1℃，测量误差小于2℃。电子温度计制作请利用数码管显示测量值。电子温度计的组装与调试专家讲座第2页知识目标能力目标素质目标项目目标掌握热电偶传感器、热电阻传感器、红外线传感器结构及工作特征掌握利用热电偶传感器制作温度测量仪基本原理及方法培养耐心细致严谨扎实工作作风及团结协作合作精神电子温度计的组装与调试专家讲座第3页项目内容温度检测产品介绍知识点解析工程应用项目考评拓展训练电子温度计的组装与调试专家讲座第4页红外线辐射温度计热电偶温度计温度检测产品介绍电子温度计的组装与调试专家讲座第5页一、热电偶工作原理知识点1

热电偶传感器测量温度电子温度计的组装与调试专家讲座第6页一、热电偶工作原理1．热电效应将两种不一样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电子温度计的组装与调试专家讲座第7页一、热电偶工作原理2．热电偶特点：①热电偶必须采取两种不一样材料作为电极，不然不论导体截面怎样、温度分布怎样，回路中总热电动势恒为零。②若热电偶两接点温度相同，尽管采取了两种不一样金属，回路总电动势恒为零。③热电偶回路总热电动势大小只与材料和接点温度相关，与热电偶尺寸、形状无关。知识点1

热电偶传感器测量温度热电偶测温系统示意图热电偶回路电子温度计的组装与调试专家讲座第8页二、热电偶基本定律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两接点温度相同，则回路中总热电动势不变。2．中间温度定律热电偶在两接点温度t,to时热电动势等于该热电偶在接点温度为t,tn和tn,to时热电动势代数和。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电子温度计的组装与调试专家讲座第9页三、热电偶材料、结构及种类1．热电偶材料用做热电偶材料应具备以下几方面条件：①测量范围广。要求在要求温度测量范围内含有较高测量准确度、较大热电动势，温度与热电动势关系是单值函数。②性能稳定。要求在要求温度测量范围内使用时热电性能稳定，有很好均匀性和复现性。③化学性能好。要求在要求温度测量范围内使用时有良好化学稳定性、抗氧化或抗还原性能，不产生蒸发觉象。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电子温度计的组装与调试专家讲座第10页三、热电偶材料、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(2)非标准型热电偶(3)薄膜热电偶电子温度计的组装与调试专家讲座第11页四、热电偶冷端赔偿1．赔偿导线法赔偿导线由两种不一样性质廉价金属材料制成，在0～150℃温度范围内与配接热电偶含有相同热电特征。赔偿导线起到了延伸热电极作用，到达了移动热电偶冷端位置目标。知识点1

热电偶传感器测量温度赔偿导线在测温回路中连接A，B——热电偶电极A'、B'——赔偿导线to'——热电偶原冷端温度to——热电偶新冷端温度电子温度计的组装与调试专家讲座第12页四、热电偶冷端赔偿2．赔偿电桥法赔偿电桥法是利用不平衡电桥产生不平衡电势去赔偿因热电偶冷端温度改变而引发热电动势改变，它能够自动地将冷端温度校正到赔偿电桥平衡点温度上。知识点1

热电偶传感器测量温度1——热电偶2——赔偿导线3——铜导线4——赔偿电桥热电偶冷端赔偿电桥电子温度计的组装与调试专家讲座第13页3．计算修正法在实际应用中，冷端温度并非一定为0℃，所以测出热电动势是不能正确反应热端实际温度。为此，必须对温度进行修正。修正公式采取中间温度定律。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（to≠0℃），工程上惯用一个简单方便机械零位调整法，深入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温度显示仪表指针从刻度初始值（机械零位）调至已知冷端温度值上即可。5．冰浴法将热电偶冷端置于温度为0℃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、热电偶冷端赔偿电子温度计的组装与调试专家讲座第14页一、热电阻传感器概述热电阻概念利用导体或半导体电阻值随温度改变而改变特征来测量温度感温元件叫热电阻。它可用于测量-200~500℃范围内温度。当前热电阻应用范围已扩展到1~5K超低温领域，同时在1000~1200℃温度范围内也有足够好特征。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电子温度计的组装与调试专家讲座第15页二、金属热电阻1．测温原理金属导体电阻大多都含有随温度改变特征。Rt=R0[l+α(t-to)]Rt,R0分别为热电阻在t℃和0℃时电阻值；α为热电阻电阻温度系数（1/℃）。2．惯用金属热电阻（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电子温度计的组装与调试专家讲座第16页三、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电阻值随温度显著改变特征制成。在一定范围内经过测量热敏电阻阻值改变情况，就能够确定被测介质温度改变情况。2．特点灵敏度高、体积小、反应快。3．惯用半导体热敏电阻（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电子温度计的组装与调试专家讲座第17页一、红外传感器概述1．红外传感器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运动进行跟踪。热成像系统可产生整个目标红外辐射分布图像，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，不受周围可见光影响。大气对一些波长红外线吸收非常少，所以适合用于遥感技术。知识点3红外传感器测量温度电子温度计的组装与调试专家讲座第18页二、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，是一个不可见光。因为它是位于可见光中红色光线以外光线，所以被称为红外线。红外辐射物理本质是热辐射。一个炽热物体向外辐射能量大部分是经过红外线辐射出来。红外线被物体吸收时，能够显著地转变为热能。凡是存在于自然界物体，都会放射出红外线，只是它们发射红外线波长不一样而已。外线传感器能够检测到这些物体发射红外线，用于测量、成像或控制。惯用红外传感器1．热传感器2．光子传感器知识点3红外传感器测量温度电子温度计的组装与调试专家讲座第19页工程应用：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子温度计的组装与调试专家讲座第20页电路组装与调试步骤二：选择热电偶热电偶有几十种，选取现有普通K型热电偶。工程应用：热电偶温度计电子温度计的组装与调试专家讲座第21页电路组装与调试步骤三：设计温度信号调理电路电路采取ISO100光耦合线性隔离放大器，电源由两个IA1215S-1W提供。工程应用：热电偶温度计电子温度计的组装与调试专家讲座第22页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

调整测量电路放大倍数，使液晶电压表显示电压在一定范围内改变，最好使电压每改变1V，温度恰好改变10℃。发觉问题要认真查找原因，并加以消除。注意使用范围。工程应用：热电偶温度计电子温度计的组装与调试专家讲座