测-控-基-础5-2温及显示.pptx

七、测温元件的安装七、测温元件的安装 （1 1）正确选择测温点）正确选择测温点 a a在在测测量量管管道道温温度度时时，应应保保证证测测温温元元件件与与流流体体充充分分接接触触，安安装装时时测测量量元元件件应应迎迎着着被被测测介介质质流流向向插插入入，至至少少须须与与被被测测介介质正交（成质正交（成9090），切勿与被测介质形成顺流，如图），切勿与被测介质形成顺流，如图c c所示。所示。b b测测温温点点不不应应在在死死角角区区域域，应应尽尽量量避避开开有有电电磁磁场场干干扰扰源源的的场合。避不开时应采取抗干扰措施。场合。避不开时应采取抗干扰措施。温度的测量与变送（续）温度的测量与变送（续）2 2）合理确定测温元件的插入深度）合理确定测温元件的插入深度 应使感温元件能够充分地感受被测物体的实际温度。应使感温元件能够充分地感受被测物体的实际温度。a a在在管管道道上上安安装装时时，测测量量元元件件的的感感温温点点应应处处于于管管道道中中心心流流速速最最大大处处。若若工工艺艺管管道道过过细细（直直径径小小于于8080毫毫米米），应应插插入入弯头处或加装扩大管，测温元件安装如图所示。弯头处或加装扩大管，测温元件安装如图所示。b b在在设设备备上上安安装装时时，一一般般插插入入深深度度应应使使感感温温部部分分处处于于具具有有代表性的热区域内。代表性的热区域内。测温元件的安装测温元件的安装（续）（续）（3 3）测温元件的安装应确保安全可靠。）测温元件的安装应确保安全可靠。a a凡凡安安装装承承受受压压力力的的感感温温元元件件，都都必必须须保保证证其其密密封封性性。当当介介质质工工作作压压力力超超过过10MPa10MPa时时，还还必必须须另另外外加加装装保保护护外外套套。薄壁管道上安装测温元件时，需在连接头处加装加强板。薄壁管道上安装测温元件时，需在连接头处加装加强板。b b在在高高温温下下工工作作的的热热电电偶偶，其其安安装装位位置置应应尽尽可可能能保保持持垂垂直直，以防止保护管在高温下产生变形。以防止保护管在高温下产生变形。c c在在介介质质具具有有较较大大流流速速的的管管道道中中，安安装装测测温温元元件件时时必必须须倾倾斜安装，以免受到过大的冲蚀。斜安装，以免受到过大的冲蚀。d d热热电电偶偶、热热电电阻阻接接线线盒盒面面盖盖应应向向上上密密封封，以以免免雨雨水水或或其其它液体、脏物进入接线盒中而影响测量。它液体、脏物进入接线盒中而影响测量。测温元件的安装测温元件的安装（续）（续）八、温度显示仪表八、温度显示仪表 利用热电偶和热电阻可以把被测温度利用热电偶和热电阻可以把被测温度的高低分别转换成相应热电势和电阻值，的高低分别转换成相应热电势和电阻值，如何测量热电势和电阻值，并指示出对应如何测量热电势和电阻值，并指示出对应于这些信号的温度。目前工业温度显示仪于这些信号的温度。目前工业温度显示仪表三大类：动圈式显示仪表、电子自动平表三大类：动圈式显示仪表、电子自动平衡式显示仪表、数字式显示仪表。衡式显示仪表、数字式显示仪表。1 1、动圈式温度显示仪表动圈式温度显示仪表 （1 1）结构组成）结构组成温度显示仪表温度显示仪表：（1）动圈式温度显示仪表结构组成 动圈表动圈表A.A.永久磁铁：用于产生磁场；永久磁铁：用于产生磁场；B.B.铁芯：使磁场的磁力线分布均匀合理；铁芯：使磁场的磁力线分布均匀合理；C.C.动圈：用铜漆包线绕制，置于空气隙磁场中；动圈：用铜漆包线绕制，置于空气隙磁场中；D.D.张丝：支承动圈，作连接导线用，平衡动圈扭转；张丝：支承动圈，作连接导线用，平衡动圈扭转；E.E.指针：固定在动圈上，随动圈转动；指针：固定在动圈上，随动圈转动；F.F.刻度盘：指示被测参数；刻度盘：指示被测参数；G.G.平衡重锤：调整转动部分重心与转轴中心重合；平衡重锤：调整转动部分重心与转轴中心重合；H.H.R RT T是是动动圈圈的的温温度度补补偿偿电电阻阻，是是半半导导体体热热敏敏电电阻阻。补补偿偿动圈铜线电阻随温度变化而变化所引起的误差；动圈铜线电阻随温度变化而变化所引起的误差；I.I.R RB B：锰锰铜铜电电阻阻；热热敏敏电电阻阻R RT T温温度度特特性性曲曲线线非非线线性性，与与R RB B 并联以校正其温度特性。并联以校正其温度特性。J.RJ.R串串：动圈表的量程电阻。：动圈表的量程电阻。动圈式温度显示仪表动圈式温度显示仪表 （2 2）工作原理）工作原理 动动圈圈仪仪表表是是利利用用永永久久磁磁铁铁形形成成的的磁磁场场，对对通通过过信信号号电电流流的的线线圈圈产产生生作作用用力力矩矩与与弹弹性性支支承承机机构构的的反反作作用用力力矩矩相相平平衡衡而而工工作作的的一一种种磁磁电电式式仪仪表。其工作原理可用下式表示：表。其工作原理可用下式表示：=KI=KI 式中：式中：动圈偏转角；动圈偏转角；I I 通过动圈的电流；通过动圈的电流；K K 比例常数。比例常数。又：又：式中：式中：E E 动圈表的输入毫伏信号；动圈表的输入毫伏信号；R R动圈表整个测量回路的电阻，包括动圈内阻和外线电阻。动圈表整个测量回路的电阻，包括动圈内阻和外线电阻。所以：所以：由由上上式式可可知知，动动圈圈的的偏偏转转角角与与流流过过动动圈圈的的电电流流成成正正比比。当当配配合合热热电电偶偶测测温温时时只只要要保保证证整整个个测测量量回回路路的的总总电电阻阻R R保保持持不不变变，则则动动圈圈偏偏转角就与电动势转角就与电动势E E成正比。成正比。动圈式温度显示仪表动圈式温度显示仪表 对对应应动动圈圈表表的的电电动动势势E E，在在动动圈圈表表电电阻阻回回路路中中就就有有一一个个I I，动圈表就有一个相应的偏转角，动圈表就有一个相应的偏转角。如如果果E E是是由由测测温温热热电电偶偶产产生生的的毫毫伏伏信信号号，则则动动圈圈表表可可为为温温度度刻刻度度，指指针针可可直直接接指指示示温温度度，因因此此动动圈圈式式仪仪表表实实际际上上是一种测量电流的仪表。是一种测量电流的仪表。配用热电偶测温的动圈仪表，一般情况下补偿电桥设计配用热电偶测温的动圈仪表，一般情况下补偿电桥设计在室温（在室温（25250 0c)c)平衡。平衡。由动圈仪表的测量原理知道配用热由动圈仪表的测量原理知道配用热电偶测温时，测量电路总电阻必须恒定，在动圈仪表内阻电偶测温时，测量电路总电阻必须恒定，在动圈仪表内阻已定的情况下，均规定外线电阻已定的情况下，均规定外线电阻R R外外1515。外线电阻包括。外线电阻包括热电偶电阻、补偿电桥等效电阻、补偿导线电阻。如果上热电偶电阻、补偿电桥等效电阻、补偿导线电阻。如果上述电阻不足述电阻不足15 15 ，需要锰铜丝电阻补足。，需要锰铜丝电阻补足。例：例：动圈式温度显示仪表 2、电子电位差计、电子电位差计由由于于动动圈圈式式仪仪表表实实际际上上是是一一种种测测量量电电流流的的仪仪表表，因因此此能能引引起起电电流流变变化化的的各各种种干干扰扰因因素素都都会会导导致致测测量量误误差差，这这种种误误差差不不是是靠靠提提高高仪仪表表的的加加工工要要求求所所能能弥弥补补的的。同同时时，它它的的可可动动部部分分容容易易损损坏坏，怕怕震震动动，且且不不便便于于实实现现自自动动记记录录。然然而而，利利用用自自动动电电子子电电位位差差计计来来测测量量电电势势，就就可可以以克克服服以以上上的的缺缺点，提高测量精度。点，提高测量精度。（1 1）.手动电位差计手动电位差计 如如图图所所示示，当当增增减减砝砝码码与与被被称称物物体体达达到到平平衡衡时时，被被称称物物体体的的重重量量就就等等于于砝砝码码的的重重量量。电电位位差差计计就就是是根根据据这这种种平平衡衡法法（也也称称补补偿偿法法、零零值值法法）将将被被测测电电势势与与已已知知的的标标准准电电势势进进行行比比较较而而工工作作的的。当当两两者者的的差差值值为为零零时时，被被测测电电势势就就等等于已知的标准电势。于已知的标准电势。温度显示仪表温度显示仪表最最简简单单的的手手动动电电位位差差计计原原理理线线路路图图如如图图b b所所示示。图图中中滑滑线线电电阻阻R R用用线线性性度度很很高高的的锰锰铜铜线线绕绕制制，大大小小已已知知。通通过过它它的的电电流流是是规规定定的的（I I的的大大小小可可通通过过调调节节R RJ J使使电电流流表表指指在在规规定定值值上上），所所以以R R上上的的每每一一部部分分电电压压降降都都是是已已知知的的。G G为为检检流流计计，是是灵灵敏敏度度很很高高的的电电流流计计。当当测测量量未未知知电电势势时时，只只需需把把它它接接入入电电路，移动滑动触点路移动滑动触点C C的位置，直至检流计指零为止。的位置，直至检流计指零为止。电子电位差计 E EX X与与R RCACA上的电压降相等，则得上的电压降相等，则得 E EX X=U=UC CA A=IR=IRCACA （4-3-34-3-3）式中：式中：E EX X 被测电势；被测电势；U UCACA A A点与点与K K点间的电位差；点间的电位差；I I 通过滑线电阻的工作电流；通过滑线电阻的工作电流；R RCACA A A点与点与C C点间滑线电阻阻值。点间滑线电阻阻值。这这样样滑滑动动触触点点C C的的位位置置就就代代表表E EX X的的大大小小，从从而而达达到到了了对对未知热电势测量的目的。未知热电势测量的目的。电子电位差计 利利用用电电位位差差计计来来测测量量热热电电势势时时，当当已已知知电电势势与与未未知知电电势势完完全全达达到到平平衡衡时时，则则检检流流计计中中（即即测测量量回回路路中中）无无电电流流I I通通过过，因因此此测测量量线线路路中中电电阻阻R R的的大大小小对对测测量量没没有有影影响响，测测量量结结果果的的准准确确性性仅仅取取决决于于工工作作电电流流和和滑滑线线电电阻阻的的准准确确程程度度，故故电电位位差差计计测测量量精精度度比比动动圈圈仪仪表表的的精精度度高高。为为了了确确保保工工作作电电流流I I的的恒恒定定，可可引引入入标标定定工工作作电电流流回回路路或或稳稳压压电电源源供供电电。如如下下图图所所示示是是使使用用标标准准电电池池标标定定工工作作电电流流的的手手动动电电位位差差计计原理线路。原理线路。电子电位差计电子电位差计 工工作作电电流流的的标标定定方方法法是是将将开开关关K K合合在在“1 1”位位置置上上，调调节节R RJ J使使检检流流计计G G指指零零，此此时时工工作作电电流流在在标标准准电电阻阻R RNN上上的的电电压压降降与与标准电池电势标准电池电势E ENN相等，即相等，即E ENN=IR=IRNN 当当标标定定好好工工作作电电流流以以后后，可可以以将将开开关关K K合合到到“2 2”位位置置上上，这这时时标标定定电电路路断断开开，测测量量回回路路接接通通，移移动动滑滑动动触触点点C C的的位位置置，直至检流计指零直至检流计指零.用标准电池标定工作电流用标准电池标定工作电流E E电源；电源；R RJ J可变电阻；可变电阻；R RNN标准电阻标准电阻;E ENN标准电池；标准电池；R R有分度的已知电阻有分度的已知电阻G G检流计；检流计；K K转换开关转换开关电子电位差计 于于是是被被测测热热电电势势E EX X得得到到准准确确的的测测量量。C C点点的的位位置置与与标标准准电电势势U UBCBC或或被被测测电电势势E EX X相相对对应应，在在滑滑线线电电阻阻上上刻刻上上相相应应的的标标准准毫伏刻度，便可由毫伏刻度，便可由C C点的位置测得毫伏信号点的位置测得毫伏信号 手手动动电电位位差差计计在在使使用用时时必必须须用用手手调调节节滑滑线线电电阻阻C C点点的的位位置置，因因此此，它它不不能能连连续续地地、自自动动地地指指示示出出被被测测电电势势，因因而而常常作作为为标标准准仪仪表表用用于于实实验验室室中中 ,若若用用于于生生产产过过程程中中的的连连续续测测量量，则则必须采用自动电位差计必须采用自动电位差计 .（2 2）.自动电位差计自动电位差计 自自动动电电子子电电位位差差计计与与手手动动电电子子电电位位差差计计比比较较，它它是是用用可可逆逆电电机机及及一一套套机机械械传传动动机机构构代代替替了了人人手手进进行行电电压压平平衡衡操操作作，用用放放大大器器代代替替了了检检流流计计来来检检测测不不平平衡衡电电压压并并控控制制可可逆逆电电机机的的工工作。下图是自动电子电位差计的简单原理图。作。下图是自动电子电位差计的简单原理图。电子电位差计 当当热热电电势势E EX X与与已已知知的的直直流流电电压压相相比比较较时时，比比较较后后的的差差值值电电压压（即即不不平平衡衡电电压压）经经放放大大器器放放大大后后，输输出出足足以以驱驱动动可可逆逆电电机机的的功功率率，使使可可逆逆电电机机又又通通过过一一套套传传动动系系统统带带动动滑滑动动触触点点C C移移动动，直直到到E EX X=U=UCBCB为为止止。这这时时放放大大器器输输入入端端的的输输入入信信号号为为零零，可可逆逆电电机机不不再再转转动动。可可逆逆电电机机在在带带动动滑滑动动触触点点的的同同时时还还带带动动指指示示记记录录机机构构，使使指指示示记记录录机机构构沿沿着着有有分分度度的的标标尺尺滑滑行行。滑滑动动触触点点的的每每一一平平衡衡位位置置相相应应于于标标尺尺的的一一定定数数值值。因因此此，当当自自动动电电位位差差计计处处于于平平衡衡状状态态时时，指指示示机机构构的的指指针针在在标标尺尺上上指指示出一定的温度读数。示出一定的温度读数。自动电子电位差计自动电子电位差计 自动电位差计原理图 自动电子电位差计自动电子电位差计思考：说明自动电位差计的工作原理