机械工程检测技术电子教案第6章温度与湿度的测量-课件.ppt
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- 机械工程 检测 技术 电子 教案 温度 湿度 测量 课件
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1、机械工程检测技术第6章 温度和湿度的测量本章要求u 熟悉热电偶、热电阻的工作原理u 正确选用相应的传感器对温度进行测量u 了解湿度的测量方法以及无损检测技术 第6章 温度和湿度的测量u 6.1 温度的测量u 6.2 湿度的测量u 6.3 无损检测技术6.1 温度的测量6.1.1 温度和温标 温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。温标规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的单位。经验温标:摄氏温标t()、华氏温标()热力学温标T(K开尔文)热力学温标与摄氏温标之间的关系:t=T-273.156.1.2 测温方法u 接触式测温法 测温元件直接与被测对象
2、接触,两者之间进行充分的热交换,最后达到热平衡,这时感温元件的某一物理参数的量值代表了被测对象的温度值。u 非接触式测温法 感温元件不与被测对象接触,而是通过辐射进行热交换,故可避免接触测温法的缺点,具有较高的测温上限。6.1.3 接触式测量图6.1 双金属温度开关图6.2 双金属式温度计结构1-指针 2-表壳 3-金属保护管 4-指针轴 5-双金属感温元件 6-固定端 7-刻度盘膨胀式温度计 膨胀式温度计的测温是基于物体受热时产生膨胀的原理,可分为液体膨胀式和固体膨胀式两种。固体膨胀式温度计是利用两种不同膨胀系数的材料制成的,分为杆式和双金属式两大类。6.1.4 热电偶传感器1.热电偶传感器
3、的工作原理及分类u热电偶传感器的工作原理是基于物体的热 电效应。由两种不同材料的导体A和B两端 相连组成闭合回路,当两个结点温度不相 同时,回路中将产生电动势。u通常把热电偶的T0端称为参考端,又称自由端或冷端,而把T端称为热测量端,又称工作端或热端。回路总热电势:00),(TeTedTSTTEABABABAB普通工业热电偶 其他热电偶图6.5 薄膜热电偶图 图6.6 具有中间导体的热电偶回路2.标准热电偶的主要特性热电偶分度号测温范围/特点及应用场合长期使用短期使用铂铑10铂S013001700热电特性稳定,抗氧化性强,测温范围广,测量精度高,热电势小,线性差,价格高。可作为基准热电偶,用于
4、精密测量铂铑13铂R013001700与S型热电偶的性能几乎相同,只是热电势大15铂铑30铂铑6B016001800测量上限高,稳定性好,在冷端温度低于l00时不用考虑温度补偿问题,热电势小,线性较差,价格高,使用寿命远高于S型和R型热电偶镍铬镍硅K27010001300热电势大,线性好,性能稳定,价格较便宜,抗氧化性强,广泛应用于中、高温测量镍铬硅镍硅N27012001300在相同条件下,特别是在11001300高温条件下,高温稳定性及使用寿命较K型热电偶成倍提高,价格远小于S型热电偶,而性能相近,在2001300范围内,有全面代替廉价金属热电偶和部分S型热电偶的趋势铜铜镍(康铜)T2703
5、50400准确度高,价格便宜,广泛用于低温测量镍铬铜镍(康铜)E2708701000热电势较大,中、低温稳定性好,耐磨蚀,价格便宜,广泛应用于中、低温测量铁铜镍(康铜)J2107501200价格便宜,耐H2和CO2气体腐蚀,在含铁或碳的条件下使用稳定,适用于化工生产过程的温度测量3.热电偶的基本定律 1)均质导体定律 由一种均质导体组成的闭合回路,不论导体的截面和长度如何,也不论各处的温度分布如何,都不能产生热电势。2)中间导体定律 在热电偶回路中插入中间导体,只要中间导体两端温度相同,则对热电偶回路的总热电势无影响。3.热电偶的基本定律 3)中间温度定律 热电偶A、B两结点的温度分别为T、T
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