热电偶测温时为什么需要进行冷端补偿
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问答社丨仪表基础知识20问看看你都知道吗?今天,笔者为大家总结了20个仪表基础知识,掌握了扎实的基础,才能成为一名优秀的仪表人!问答社丨仪表基础知识20问,看看你都知道吗?1、什么叫基本误差和附加误差?答:仪表的基本误差是指仪表在规定的参比工作条件下,既该仪表在标准工作条件下的最大误差,一般仪表的基本误差也就是该仪表的允许误差。
附加误差是仪表在非规定的参比工作条件下使用时另外产生的误差,如电源波动附加误差、温度附加误差等。
2、什么是精度等级?精度越高越灵敏对不对?为什么?答:精度等级实际上是准确度等级,是仪表按准确度高低分成的等级,决定了仪表的基本误差的最大允许值。
通常称精度等级。
仪表的灵敏度是仪表达到稳态后,输出增量与输入增量之比,比值越大,越灵敏,或说引起输出变化的最小输入增量越小,越灵敏。
所以精度高并不意味着灵敏度高。
3、直接比较法校验仪表即采用被校表与标准表的示值直接比较来校验,如何选择标准表?答:一是标准表与被校表性质相同,如被校表是直流电压表,标准表也应是直流电压表;二是与被校表额定值相适应或不超过被校表的额定值的25%;三是标准表的允许误差不应超过被校表允许误差的1/3。
例如,量程相同时,被校表是1.5级,标准表应选0.5级。
4、有人在校弹簧管压力表时经常用手轻敲表壳,这是允许的吗?答:这不仅是允许的,还是必须的,但轻敲表壳后指针变动量不得超过最大允许误差绝对值的1/2,轻敲前、后的示值与标准值之差均应符合精度要求,同一检定点在上行程和下行程轻敲后的读数之差不应超过最大允许误差值。
5、差压变送器的检测元件为什么要做成膜盒结构,用单膜片行不行?答:因为膜盒能耐单向工作压力,差压变送器的工作压力常比所测差压大得多,由于操作不慎或其它异常原因,测量元件难免会承受比测量范围大很多的单向工作压力,而单膜片加工方便,灵敏度高,但它不能耐单向过载,所以绝大部分差压变送器采用膜盒。
同时膜盒组件在使用的差压范围内,灵敏度和线性很好,当差压超范围时,受影响少。
热工仪表复习题选择1、量程为0~10MPa,精度等级为1.5级,其允许的示值绝对误差为(C)MPaA. ±1.5B. ±1.0C. ±0.15D. ±0.12、仪表必须在规定的温度、湿度条件下工作才能保证其准确度,这是因为(B)A. 有一个统一的环境条件B. 仪表因周围环境温度、湿度改变而使实际值发生变化,当温度、湿度超过一定范围时仪表的示值误差会超过其允许误差C. 按仪表使用说明书要求D. 仪器仪表必须在20℃、60%湿度的环境条件下使用,才能保证不超出其准确度等级所表示的误差值。
3、测量时环境温度的改变造成的误差属于(C )。
A. 疏失误差B. 随机误差C. 系统误差D. 基本误差5、测量热电偶产生的热电势应选用(C)来测量。
A. 功率表B. 电流表C. 直流电位差计D. 直流电桥6、用热电偶测温时,在其热电偶回路里连接第三种导体的两端温度相同,则热电偶回路的总热电势(D)A. 增大B. 减小C. 等于零电势D. 不变8、测量火电厂的锅炉给水温度最好采用的测温仪表是(C)。
A. 玻璃水银温度计B. 热电偶C. 热电阻D. 红外测温仪9、将热电阻从测温现场引线接入温度显示仪表时,为减少线路电阻的变化导致的测量误差,尽可能采用(B)的接线方法。
A. 两线制B. 三线制C. 恒定接线端温度D. 直流电路10、压力测量采用的国际单位是(D)A. atmB. kgf/cm2C. barD. Pa11、有4块压力表,它们的绝对误差都是0.2MPa,量程为(D)的表准确度高。
A. 1 MPaB. 4 MPaC. 8 MPaD.12 MPa12、在弹簧管式压力计中,游丝的作用是(A)A. 减小回程误差(变差)B. 固定表针C. 提高灵敏度D. 平衡弹簧管的弹性力14、将被测差压转换成电信号的设备是(C)A.平衡容器 B.脉冲管路C.差压变送器 D.显示器16、孔板和喷嘴上下游侧直管段的最小长度与(C)有关。
热电偶冷端温度热敏电阻补偿法1. 引言1.1 热电偶冷端温度热敏电阻补偿法的定义热电偶冷端温度热敏电阻补偿法是一种在热电偶测温过程中常用的方法。
热敏电阻通过其对温度的敏感性,可以帮助补偿热电偶冷端温度引起的误差,从而提高测量精度。
这种补偿法可以有效地消除热电偶测温中由于冷端温度变化引起的测量误差,使得测量结果更加准确可靠。
通过合理选择和配置热敏电阻,结合适当的补偿算法,可以实现热电偶测温系统的自动补偿,提高系统的稳定性和准确性。
热电偶冷端温度热敏电阻补偿法在工业控制领域有着广泛的应用,可以应用于各种温度测量场合,为工业生产提供了重要的技术支持。
通过深入研究和优化,热电偶冷端温度热敏电阻补偿法有望在未来发展中发挥更大的作用,为实现智能化、自动化的工业控制系统提供更好的解决方案。
1.2 热电偶原理简介热电偶是一种常用的温度测量传感器,原理是利用两种不同材料的导体连接起来,当两种导体的接触处温度发生变化时,会产生热电势差,通过测量这个热电势差来推算温度。
热电偶的工作原理基于热电效应,即在两种不同材料接触处会产生电动势。
热电偶的优点在于其响应速度快、测量范围广、结构简单、成本低廉等特点,因此在工业领域被广泛应用于温度测量。
但是热电偶在测量过程中存在着一些误差,其中主要的一个误差源就是热电偶冷端的温度影响。
为了解决热电偶冷端温度对测量结果的影响,常常使用热敏电阻补偿法。
热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化,可以根据热敏电阻的变化来补偿热电偶冷端温度的影响,从而提高测量精度。
热电偶原理简单易懂,结构简单且稳定,广泛应用于工业领域的温度测量中。
通过热敏电阻补偿法,可以进一步提高热电偶的测量精度,使得其在工业自动化控制中发挥更大的作用。
2. 正文2.1 热敏电阻的原理及特性热敏电阻是一种温度敏感元件,其电阻值随温度的变化而变化。
其原理是在一定温度范围内,热敏电阻的电阻值与温度呈线性关系。
通常热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小,反之亦然。
《检测技术及仪表》习题集题库一、填空与选择1、差压式流量计,流量Q与成正比,转子流量计,流量Q与成正比。
2、转子流量计在出厂时必须用介质标定,测量液体用标定,测量气体用标定。
3、铂铑一铂材料所组成的热电偶,其分度号为;镍铬一镍硅材料组成的热电偶,其分度号为4、铂电阻温度计,其分度号为Pt100,是指在温度为时,其电阻值为5、差压式液位计因安装位置及介质情况不同,在液位H=0时会出现差压△P、△P和△P三种情况,我们分别称差压式液位计、、6、电子自动电位差计的工作原理是采用工作的,是根据已知来读取7、动圈显示仪表与温度传感器配接使用时应相互,某CZ-101型是与配接使用,某CZ-102型是与配接使用。
8、差压式流量计是一种截面、压降流量计。
转子式流量计是一种截面、压降流量计。
9、热电偶温度计是以为基础的测温仪表,分度号为K是指电极材料为、热电阻温度计是利用金属导体的随温度变化而变化的特性来测温、分度号为Pt100是指温度为时,电阻值为10、使用热电偶温度计测温需考虑冷端温度补偿问题,常用的四种补偿方法为、、和11、电位差计是根据原理工作的,是将被测电势与相比较,当平衡后由读取12、自动电子电位差计与热电偶配套测温冷端温度补偿是利用桥路电阻实现的,它是一个随温度变化的13、绝对误差在理论上是指仪表和被测量的之间的差值。
工业上经常将绝对误差折合到仪表测量范围的表示,称为14、测量物位仪表的种类按其工作原理主要有下列几类、、、、、、和15、热电偶测量元件是由两种不同的材料焊接而成,感受到被测温度一端称16、检测仪表的组成基本上是由、、三部分组成。
17、在国际单位制中,压力的单位为,记作,称为符号以表示,简称为18、在压力测量中,常有、、之分。
19、工业上所用的压力仪表指示值多数为,即和之差。
20、应用液柱测量压力的方法是以液体原理为基础的。
一般是采用充有水或水银等液体的、、进行压力测量的。
21、应用弹性变形测量压力常用的弹性元件有、、等。
热电偶测温原理及冷端温度补偿方法(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除热电偶测温原理及冷端温度补偿方法院系:化工学院化机系班级:姓名:学号:热电偶测温原理及冷端温度补偿方法热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表,温精确度高,显示仪表配合,广泛用来测量气体、蒸汽、液体等介质-200℃~16000℃范围内的温度,殊情况下可测-2700℃~28000℃,态响应快,惯性小,械强度高,压性能好,高温可达28000℃,震性能好,且便于信号的远距离传送和实现多点切换测量,自动记录和集中控制,能稳定、测量精度高、准确可靠、使用寿命长、结构简单、制造容易、装配简单、更换方便和使用维护方便,测量范围广,可作为标准计量,量值传递之用,以在科学研究和工业生产中应用广泛,为测温仪表,建筑环境与设备工程中应用也非常广泛。
热电偶测温的测温系统的热电偶温度计由热电偶、电测仪表和连接导线组成。
测温原理基于物理学中“热电效应”现象,是把任意两种不同的导体(或半导体)连接成闭合回路,果两个接点的温度不同,回路中就会产生热电势,热电流,就是“热电效应”。
热电偶温度计就是利用该原理,两种不同的金属材料一端焊接而成的,接的一端叫测量端(也叫热端或工作端),未焊接的一端叫参考端(也叫冷端或自由端),如果参考端的温度恒定不变,热电势的大小和方向就只与这两种材料的特性和测量端的温度有关,热电势和温度之间有一个固定的函数关系,用这个关系,要测量出热电势的大小,配以测量毫伏级电势信号的仪表或变送器就实现了温度的测量或温度信号的变换。
在进行温度测量时,热电偶热端插入被测温的设备或管道中,其热端感受被测介质的温度,冷端置于恒定的温度之下,用连接导线连接电气测量仪表。
根据热电偶基本定律之一的中间导体定律,热电偶回路中接入第三种金属材料时,要该材料两个接点的温度相同,电偶所产生的热电势将保持不变,不受第三种金属接入回路中的影响。
温度测量与热电偶冷端补偿温度测量是测量领域最重要的功能之一,频繁应用于气象观测、环境研究、实验室以及其他各种生产过程。
在特定条件下的产品制造与工业质量保持稳定方面,温度测量是基础且十分重要。
因此,本文将描述工业领域温度测量中广泛使用的温度传感器的热电偶和电阻温度传感器(RTD)的测量原理及热电偶冷端补偿相关知识。
热电偶测温的基本原理: 两个不同导体A与B串接成一个闭合回路,如图a所示,当两个接点的温度不同时(设T>T0),回路中就会产生热电动势,这种现象称为热电效应。
这种现象是1821年德国科学家赛贝克(T.Seebeck)发现的,所以又称塞贝克效应。
热电偶的基本构成: 导体的A和B称为热电偶的热电极。
放置在被测对象中的接点称为测量端,习惯上又叫做热端。
另一接点称为参考端(参比端),习惯上又叫冷端。
热电动势的测量: 热电动势包括接触电势和温差电势。
温差电势远比接触电势小,可以忽略。
这样闭合回路中的总热电势可近似为接触电势。
根据实验数据把热电势EAB(T,T0)和温度T的关系绘成曲线或列成表格(分度表),则只要用仪表测得热电势,就可以求出被测温度T。
在理解热电偶测温原理时我们需要知道热电偶的几个特性:1、组成热电偶回路的两种导体材料相同时,无论两接点温度如何,回路总热电势等于零。
2、如果热电偶两接点的温度相同,T=T0,则尽管导体A,B材料不同,热电偶回路的总电势亦为零。
热电偶回路的总电势仅与两接点温度有关,与A、B材料的中间温度无关。
3、在热电偶回路中接入第三种材料的导体时,只要这根导体的两端温度相同,则不会影响原来回路的总热电势。
这一性质称为中间导体定律。
在用热电偶丝进行温度测量时,热电偶的冷端补偿是必不可少的。
那为什么要进行冷端补偿呢?从热电偶的测温原理知道,热电偶热电势大小不但与热端温度有关,而且与冷端温度有关。
只有在冷端温度恒定的情况下,热电势才能正确反映热端温度大小。
在实际运用中,热电偶冷端受环境温度波动的影响较大,因此冷端温度不可能恒定,而要保持输出电势是被测温度的单一函数值,必须保持一个节点温度恒定。
第1章(P15)(1)简述过程控制的特点。
Q:1)系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成;2)被控过程复杂多样,通用控制系统难以设计;3)控制方案丰富多彩,控制要求越来越高;4)控制过程大多属于慢变过程与参量控制;5)定值控制是过程控制的主要形式。
(2)什么是过程控制系统?试用框图表示其一般组成。
Q:1)过程控制是生产过程自动化的简称。
它泛指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制,是自动化技术的重要组成部分。
过程控制通常是对生产过程中的温度、压力、流量、液位、成分和物性等工艺参数进行控制,使其保持为定值或按一定规律变化,以确保产品质量和生产安全,并使生产过程按最优化目标自动进行。
2)组成框图:(3))单元组合式仪表的统一信号是如何规定的?Q:各个单元模块之间用统一的标准信号进行联络。
1)模拟仪表的信号:气动0.02~0.1MPa、电动Ⅲ型:4~20mADC或1~5V DC。
2)数字式仪表的信号:无统一标准。
(4)试将图1-2加热炉控制系统流程图用框图表示。
Q:是串级控制系统。
方块图:(5)过程控制系统的单项性能指标有哪些?各自是如何定义的?Q:1)最大偏差、超调量、衰减比、余差、调节时间、峰值时间、振荡周期和频率。
2)略(8)通常过程控制系统可分为哪几种类型?试举例说明。
Q:1)按结构不同,分为反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈复合控制系统;按设定值不同,分为定值控制系统、随动控制系统、顺序控制系统。
2)略(10)只要是防爆仪表就可以用于有爆炸危险的场所吗?为什么?Q:1)不是这样。
2)比如对安全火花型防爆仪表,还有安全等级方面的考虑等。
(11)构成安全火花型防爆系统的仪表都是安全火花型的吗?为什么?Q:1)是。
2)这是构成安全火花型防爆系统的一个条件。
2、综合练习题(1)简述图1-11所示系统的工作原理,画出控制系统的框图并写明每一框图的输入/输出变量名称和所用仪表的名称。
三.判断1.(1)用电容式液位计测量导电液体的液位时,液位变化,相当于两电极间的介电常数在变化(×)(2)用电容式液位计测量介电质的液位时,液位变化,相当于电极面积在改变。
(×)2.(1)钴-60的γ射线比铯-137的能量高,因此:A.钴-60的γ射线在仪表中产生的脉冲计数就多(×)B.钴-60的γ射线在闪烁探头中产生的脉冲幅度高一些(√)(2)放射源防护容器关闭后:A.放射源就不再放射射线了,可以延长其使用日期(×)B.放射源容器周围可以进行正常工作(√)(3)料位计指示长时间在“零”附近摆动,那么:A.实际料面也一定在料位下限附近(×)B.料面可能在下限以下甚至“料空”(√)(4)料位最高时料位计指示也最高,这时:A.探头接收到的射线最强(×)B.探头接收到的射线最弱(√)C.探头接收不到任何射线(×)(5)人体受到射线照射:A.就一定会得病(×)B,在允许计量范围内不会影响健康(√)3.热电偶的热电势E(200℃,l00℃)等于E(100℃,0℃)。
(×)4. 由于补偿导线是热电偶的延长,因此热电偶电势只和热端、冷端的温度有关,和补偿导线与热电偶连接处的温度无关。
(×)5. 当热电偶配用动圈表测量强度时,只要补偿导线的线路电阻和热电偶电阻之和不超过动圈表规定的线路电阻时,就可以直接连接。
(×)6. 当用热电偶测量温度时,若连接导线使用的昼补偿导线,就可以不考虑热电偶冷端的补偿。
(×)7. 为了防止线路之间的相互干扰,电源线和信号线不得穿同一个管。
但补偿导线、本安仪表的线路、联锁报警线可以穿在一起。
(×)8.铜热电阻的测量范圈比铂热电阻测温范围宽(×)9. 在相同的温度变化范围内,分度号Ptl00的热电阻比Ptl0的热电阻变化范围大,因而灵敏度较高。
(√)10.标准节流装置是在流体的层流型工况下工作的。
习题与思考题2-1 什么是应变效应?金属应变片与半导体应变片的工作原理有何异同?答:应变效应:电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其阻值发生变化,此种现象称为电阻应变效应。
工作原理异同:相同点:均是在外力作用下使得阻值发生变化的。
不同点:金属应变片的工作原理为电阻应变效应,半导体应变片的工作原理为压阻效应。
2-2如何提高电阻应变片测量电桥的输出电压灵敏度和线性度?答:提高线性度:适当选择各桥臂电阻值,使输出电压只与被测量引起的电阻值变化量有关。
或半桥双臂工作方式时,使相邻两桥臂应变片处于差动工作状态,可以消除非线性误差。
提高灵敏度:采用全桥接法输出电压。
2-3电容式传感器有哪些种类?各有什么特点?答:变面积式电容传感器:输出与输入呈线性关系。
变间隙式电容传感器:输出与输入不呈线性关系,为提高灵敏度,减小非线性,可采用差动式结构。
变介电常数式电容传感器:结构形式多样,可用于测量物位或液位,也可测量位移。
2-4 试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容传感器的灵敏度。
为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施并应注意什么问题? 答:如图所示是一直线位移型电容式传感器的示意图。
当动极板移动△x 后,覆盖面积就发生变化,电容量也随之改变,其值为:C=εb (a-△x )/d=C0-εb ·△x/d电容因位移而产生的变化量为a x C x d bC C C ∆-=∆-=-=∆00ε 其灵敏度为 : d b x C K ε-=∆∆=可见增加b 或减小d 均可提高传感器的灵敏度。
直线位移型电容式传感器2-5 电感式传感器有哪些种类?它们的工作原理是什么?答:电感式传感器分为:自感式传感器、互感式传感器、电涡流式传感器。
其工作原理是利用待测工件运动使磁路磁阻变化,从而引起传感器线圈的电感变化来检测非电量。
2-6 影响互感式传感器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么? 答:互感式传感器输出线性度和灵敏度的主要因素传感器几何尺寸、线圈电气参数的对称性、磁性材料的残余应力、测量电路零点残余电动势等。
化工仪表及自动化1一.判断并改错,在题上改即可(对)1.在自动控制系统方快图中,控制阀的输出信号q在任何情况下都是指向被控对象的,且任何一个简单的自动控制系统都是一个闭环系统。
(对)2.控制系统的过渡过程是衡量系统品质的依据。
由于在大多数情况下,都是希望得到衰减震荡过程,所以取衰减震荡过程的过渡过程形式来讨论控制过程的品质指标。
(错)3.变差是指在外界条件不变的情况下,用同一仪表对被测量在仪表(一定)(全部)测量范围内进行正反行程测量时,被测量值正行和反行所得到的两条特性曲线之间的最大偏差。
(对)4.时间常数T可以理解为:当对象受到阶跃输入作用后,被控变量按初始的变化速度达到新的稳态值的63.2%所需的时间。
(对)5.操纵变量的选择一般是在诸多影响被控变量的输入中选择一个对被控变量影响显著而且可控性良好的,作为操纵变量。
(对)6.对于数字式仪表,分辨力是指数字显示器的最末位数值间隔所代表的被测参数变化量。
(对)7.在固定床反应器中,如反应器内反应温度过高,造成催化剂烧结,则进出口压差增大。
(错)8.目前,我国生产的仪表常用的精确度等级有0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0等;一般(0.05)(0.5)级以上的仪表常用来作为标准表;工业现场用的测量仪表,其精度大多是0.5以下的。
(对)9.随动控制系统的特点是给定值不断地变化,而且这种变化不是预先规定好了的。
(对)10.反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反应出参数变化的品质指标。
二.简述1.在自动控制系统中,执行器起的作用答:在过程控制系统中执行器接受调节器的指令信号经执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移去操纵调节机构改变被控对象进、出的能量或物料以实现过程的自动控制。
在任何自动控制系统中执行器是必不可少的组成部分。
如果把传感器比拟成控制系统的感觉器官调节器就是控制系统的大脑而执行器则可以比拟为干具体工作的手。
四、简答1.热电偶测温时,使用补偿导线的目的是什么?它能否进行冷端补偿?如不能应如何处理?答:由热电偶测温原理知道,只有当热电偶冷端温度保持不变时,热电势才是被测温度的单值函数。
但实际应用中,由于热电偶的工作端与冷端离得很近,而且冷端又暴露在空间,易受到周围环境温度波动的影响,因而冷端温度难以保持恒定。
当然也可以把热电偶做得很长,使冷端远离工作端,但是这样做会多消耗许多贵重金属材料。
解决这一问题的方法是采用一种专用导线,将热电偶的冷端延伸出来,这种专用导线称为“偿导线”。
补偿导线不能进行冷端补偿,因为把热电偶的冷端从温度较高和不稳定的地方,延伸到温度较低和比较稳定的操作室内,冷端温度还不是0摄氏度。
进行冷端温度补偿的方法有以下几种:(1)冷端温度保持为0℃的方法;(2)冷端温度修正方法;(3)校正仪表零点法;(4)补偿电桥法;(5)补偿热电偶法。
2.热电偶温度计为什么可以用来测量温度?它由哪几部分组成?各部分有何作用?答:热电偶温度计是通过热电现象实现温度的测量的,即两根不同材料的金属导线焊接在一起后,当闭合回路两端温度不一致时,由于电子效应从而使闭合回路中产生热电势,而热电偶冷端温度保持不变时,热电势是被测温度的单值函数,因此可以用来测量温度。
热电偶温度计是由三部分组成的:1)热电偶:直接测量温度的感温元件;2)测量仪表:即毫伏计或电位差计,将测量的温度通过表观显示出来;3)连接热电偶和测量仪表的导线:将热电偶的冷端延伸出来,即补偿导线,同时传输测量信号。
3.试述双金属温度计的原理,如何使用双金属温度计自动控制电冰箱的温度?答:双金属温度计中的感温元件使用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起而制成的。
双金属片受热后,由于两金属片的膨胀长度不同而产生弯曲,温度越高产生的线膨胀长度差就越大,因而引起弯曲的角度就越大。
在温度计中用双金属金属片制成螺旋形感温元件,外加金属保护套管,当温度变化时,螺旋的自由端便围着中心轴旋转,同时带动指针在刻度盘上指示出相应的温度数值,这就是双金属温度计的测温原理。
传感器期末预测题传感器期末考试题一、填空题(15分)1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。
2、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时,产生机械变形,导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。
3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后,其电阻率发生明显变化,这种现象称为压阻效应。
4、固体受到作用力后电阻率要发生变化,这种现象称压阻效应。
5、要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来,需采用特别设计的测量电路,通常采用电桥电路。
6、压电式传感器的工作原理是以晶体的压电效应为理论依据。
7、金属应变片的工作原理是基于金属的应变效应。
8、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容的变化来实现对物理量的测量。
9、压电式电压放大器特点是把压电器件的高输出阻抗变换为传感器的低输出阻抗,并保持输出电压与输入电压成正比。
10、常用的热电式传感元件有热电偶和热敏电阻。
11、热电偶是将温度变化转换为电势的测温元件,热电阻和热敏电阻是将温度转换为电阻变化的测温元件。
12、热电阻引线方式有三种,其中三线制适用于工业测量,一般精度要求场合;二线制适用于引线不长,精度要求较低的场合;四线制适用于实验室测量,精度要求高的场合。
13霍尔效应是指在垂直于电流方向加上磁场,由于载流子受洛仑兹力的作用,则在平行于电流和磁场的两端平面内分别出现正负电荷的堆积,从而使这两个端面出现电势差的现象。
14、霍尔电势与半导体薄片的厚度成正比。
15、热敏电阻按温度系数可分为PTC(或正温度系数型)NTC或负温度系数型以及在某一温度下电阻值会发生突变的临界温度电阻器CTR 的传感器。
16、热电阻传感器分为金属热电阻和半导体热电阻两大类。
17.电阻应变片是将被测试件上的应变转换成电阻的传感元件。
18、在传感器领域,应用比较广泛的基本电量传感器有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器和电涡流式传感器。
1、 在热电偶的电极材料选择上为什么要选用电导率高,并且温度系数小的材料?2、常用热电偶(测高温)为什么要使用补偿导线?使用补偿导线时要注意什么? 2、 用分度号为E 的热电偶和与其匹配的补偿导线测量温度,但在接线过程中把补偿导线的极性接反了,问仪表的指示如何变化?为什么?4、试述热电阻测温原理?常用热电阻的种类有哪些?R 0各为什么?各有什么特点?5、热电阻测温中有几种连接方法?哪一种测量精确度最高?工程上常用的是哪一种?为什么?6、什么是三线制接法?7、热电偶的结构与热电阻的结构有什么异同之处? 8、用热电偶测温时,为什么要进行冷端温度补偿?其冷端温度补偿的方法有哪几种?冷端补偿措施可否取代补偿导线的作用?为什么?1、 如果将镍铬-镍硅补偿导线极性接反,当电炉温度控制于800℃,若热电偶接线盒处温度为50℃,仪表接线板处温度为40℃,问测量结果与实际相差多少?答:镍铬—镍硅的分度表是K.补偿导线极性接正确时测量结果是 800℃。
若补偿导线极性接反,则仪表测得的热电势为: 查K 分度表,32455μV 对应的显示仪表显示值(测量结果)为780℃。
所以,在补偿导线极性接反时,测量结果比实际结果低20℃2、分度号为K 的热电偶,误将E 的补偿导线配在K 的电子电位差计上,如图所示.电子电位差计的读数为650℃,问被测温度实际值为多少?答:设实际温度为t 。
由题意可得:查K 、E 分度表,并计算可得:()()()()()()VE E E E E EK K K K K μ3245540,5020.8000,4040,5050,800=-=+-=再查K分度表,得:t=640℃3用分度号为K的镍铬—镍硅热电偶测量温度,在没有采取冷端温度补偿的情况下,测得的热电势为20mA,此时冷端温度为50℃,求实际温度为多少?如果热端温度不变,设法使冷端温度保持在25℃,此时显示仪表的指示值(温度)应为多少?答:没有采取冷端温度补偿,即显示仪表的指示是E(t,t0),t—热端温度,t0-冷端温度。
摘要在温度控制系统中,热电偶是一种重要的传感器,常用于高温环境的温度测量。
但由于热电偶产生的热电势取决于其两端的温度,只有在冷端温度保持恒定时,其输出的热电势才是测量端(热端)温度的单值函数。
而且,工程技术上广泛使用的热电偶分度表和根据分度表刻划的测温显示仪的刻度都是根据冷端温度为0°C而制作的。
因此,对它的冷端温度必须进行补偿,才能保证热电偶测量精度。
热电偶冷端温度的补偿方法很多。
在工业仪表和生产现场中,常规补偿方法有冷端温度补偿法和补偿电桥法。
较先进的补偿方法,如智能补偿法,则具有精度高,存储容量小,查表速度快等特点,是最具有发展潜力的方法之一。
关键词:温度控制热电偶温度补偿目录摘要 (1)1. 智能仪器仪表的简介 (3)1.1智能仪器仪表简介 (3)1.2智能仪器仪表的作用 (3)1.3本课题的背景和意义 (3)2热电偶简介 (5)2.1热电偶测温工作原理 (5)2.2热电偶测温 (5)2.3常用热电偶丝材及其性能 (5)3冷端温度补偿的方法 (8)3.1冷端温度校正法 (8)3.2补偿导线法 (9)3.3补偿电桥法 (10)3.4温度补偿实例 (10)结论 (15)参考文献 (16)1. 智能仪器仪表的简介1.1智能仪器仪表简介智能仪器是含有微型计算机或者微型处理器的测量仪器,拥有对数据的存储运算逻辑判断及自动化操作等功能。
智能仪器的出现,极大地扩充了传统仪器的应用范围。
智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势,迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。
仪器仪表(英文:instrumentation)仪器仪表是用以检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备。
真空检漏仪、压力表、测长仪、显微镜、乘法器等均属于仪器仪表。
广义来说,仪器仪表也可具有自动控制、报警、信号传递和数据处理等功能,例如用于工业生产过程自动控制中的气动调节仪表,和电动调节仪表,以及集散型仪表控制系统也皆属于仪器仪表。
实验三热电偶冷端温度补偿实验
一、实验目的:了解热电偶冷端温度补偿的原理与方法。
二、基本原理:
热电偶冷端温度补偿的方法有:冰水法、恒温槽法和自动补偿法(图3-1),电桥法常用,它是在热电偶和测温仪表之间接入一个直流电桥,称冷端温度补偿器,补偿器电桥在0℃时达到平衡(亦有20℃平衡)。
当热电偶自由端温度升高时(>0℃)热电偶回路电势U ab 下降,由于补偿器中,PN呈负温度系数,其正向压降随温度升高而下降,促使U ab上升,其值正好补偿热电偶因自由端温度升高而降低的电势,达到补偿目的。
三、实验所需部件:
温度传感器实验模板、热电偶、冷端温度补偿器、直流源+5V、±15V。
四、实验步骤:
1、温度控制仪表设定温度值50℃。
2、接入±15V电源,合上主控箱电源开关,调R W3使温度传感器实验模板输出V o2为
零,并使实验模板输出端U o2与数显表V i相接此时数显表显示零位,电压显示用200mv档。
3、将K型热电偶置于加热器插孔中,输出端与实验模板输入端R5、R6插孔相接,合
上主控箱加热源开关,使温度达到50℃,放大器增益R W2置最小读取数显表上数据V1。
图3-1冷端温度补偿原理图
4、保持工作温度50℃不变,R W2、R W3不变,冷端温度补偿器上的热电偶插入加热器
另一插孔中,在补偿器4端加补偿器电源+5V,使冷端补偿器工作,读取数显表上数据V2。
5、比较V1、V2二个数据,根据实验时的室温和二输出值,计算因自由端温度上升而
产生的温度差。
五、思考题:
此温度差值代表什么含义?。
精心整理仪表1、仪的精度级别是指仪表的(基本误差?)、(最大允许值)。
2、我们无法控制的误差是(随机误差)。
3、差压测量管路冲洗时,应先打开(平衡阀门)。
456、KX7891011121314、(跑零下)。
15、工业上常用的流量仪表可分为:速度式,体积式和(质量式)。
16、电磁流量计的传感器要有良好的接地,接地电阻应小于(10)Ω。
17、用于测量流通量的导压管线,阀门组回路中,当正压侧阀门或导压管泄露时,仪表示值将(降低)。
18、热电偶通常用来测量(高于等于)500℃的温度。
19、在热电偶测温时,采用补偿导线的作用是(冷端的延20、一台安装在设备内最低液位下方的压力式液位变送器,为了测量准确,压力变送器必须采用(正迁移)21、某液位变送器量程为0—4m,在输出信号为14mA时,对应液位为(2.5m22、有一台智能型温度显示仪,测量范围为设定为0~600℃,其允许误差为±0.5%FS±1个字,则最大误差不超过(±4℃)。
23、测量氨气的压力表,其弹簧管应用(不锈钢)材料。
24251/3,2627、Y281、个控制阀和一个对象所构成的单闭环控制系统,因此也称为单回路控制系统。
2、被控变量:生产过程中希望借助自动控制保持恒定值(或按一定规律变化)的变量称为被控变量。
3、操纵变量:在自动控制系统中,把用来克服干扰对被控变量的影响,实现控制作用的变量称为操纵变量,最常见的操纵变量是介质的流量。
4、作用方向:就是指输入变化后,输出的变化方向。
5、正作用方向:当某个环节的输入增加时,其输出也增加,则称该环节为“正作用”方向;6、反作用方向:当某个环节的输入增加时、其输出减少的称“反作用”7、8、9、10、软保护措施:就是通过一个特定设计的自动选择性控制系统,当生产短期内处于不正常情况时,既不使设备停车又起到对生产进行自动保护的目的。
11、最大偏差:是指在过渡过程中,被控变量偏离给定值的最大数值。