一、檢測過程及誤差
1． 檢測過程
檢測過程的實質(zhì)在于被測參數(shù)都要經(jīng)過能量形式的一次或多次轉(zhuǎn)換，最后得到便于測量的信號形式，然后與相應(yīng)的測量單位進(jìn)行比較，由指針位移或數(shù)字形式顯示出來。
檢測誤差
誤差-------測量值和真實值之間的差值
誤差產(chǎn)生的原因：選用的儀表精確度有限，實驗手段不夠完善、環(huán)境中存在各種干擾因素，以及檢測技術(shù)水平的限制等原因，
根據(jù)誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生的原因，誤差分為三類。
（1）系統(tǒng)誤差
------------在同一測量條件下，對同一被測參數(shù)進(jìn)行多次重復(fù)測量時，誤差的大小和符號保持不變或按一定規(guī)律變化
特點：有一定規(guī)律的，一般可通過實驗或分析的方法找出其規(guī)律和影響因素，引入相應(yīng)的校正補(bǔ)償措施，便可以消除或大大減小。
誤差產(chǎn)生的原因：系統(tǒng)誤差主要是由于檢測儀表本身的不完善、檢測中使用儀表的方法不正確以及測量者固有的不良習(xí)慣等引起的。（2）疏忽誤差
------------明顯地歪曲測量結(jié)果的誤差，又稱粗差，
特點：無任何規(guī)律可循。
誤差產(chǎn)生的原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心（如讀錯、算錯數(shù)據(jù)等）、不正確操作、實驗條件的突變或?qū)嶒灎顩r尚未達(dá)到預(yù)想的要求而匆忙測試等原因所造成的。
（3）隨機(jī)誤差
----------在相同條件下多次重復(fù)測量同一量時，誤差的大小、符號均為無規(guī)律變化，又稱偶然誤差。
特點：變化難以預(yù)測，無法修正
誤差產(chǎn)生的原因：隨機(jī)誤差主要是由于測量過程中某種尚未認(rèn)識的或無法控制的各種隨機(jī)因素（如空氣擾動、噪聲擾動、電磁場等）所引起的綜合結(jié)果。
隨機(jī)誤差在多次測量的總體上服從一定統(tǒng)計規(guī)律，可利用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的方法來估計其影響。
二、檢測儀表的基本技術(shù)性能指標(biāo)
1．精度
檢測儀表的精度反映測量值接近真實值的準(zhǔn)確程度，一般用一系列誤差來衡量。
（1）絕對誤差
絕對誤差指儀表指示值與被測參數(shù)真值之間的差值，即
實際上通常采用多次測量結(jié)果的算術(shù)平均值或用精度較高的標(biāo)準(zhǔn)表的指示值作為約定真值。則絕對誤差可用下式表示：
（2）引用誤差
把絕對誤差折合成標(biāo)尺范圍的百分?jǐn)?shù)表示，即
（3）精度等級
按儀表工業(yè)規(guī)定，去掉最大引用誤差的“±”號和“%”號，稱為儀表的精度等級，目前已系列化。只能從下列數(shù)系中選取最接近的合適數(shù)值作為精度等級，即0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。
例1 有兩臺測溫儀表，它們的測溫范圍分別為0~100℃和100~300℃，校驗表時得到它們的最大絕對誤差均為2℃，試確定這兩臺儀表的精度等級。
解 這兩臺儀表的最大引用誤差分別為
去掉最大引用誤差的“%”號，其數(shù)值分別為2和1，由于國家規(guī)定的精度等級中沒有2級儀表，同時該儀表的誤差超過了1級儀表所允許的最大誤差，所以這臺儀表的精度等級為2.5級，而另一臺儀表的精度等級正好為1級。由此可見，兩臺測量范圍不同的儀表，即使它們的絕對誤差相等，它們的精度等級也不相同，測量范圍大的儀表精度等級比測量范圍小的高。
例2 某臺測溫儀表的工作范圍為0~500℃，工藝要求測溫時測量誤差不超過±4℃，試問如何選擇儀表的精度等級才能滿足要求？
解 根據(jù)工藝要求，儀表的最大引用誤差為
去掉最大引用誤差的“±”號和“%”號，其數(shù)值為0.8，介于0.5~1.0之間，若選擇精度等級為1.0級的儀表，其最大絕對誤差為±5℃，超過了工藝上允許的數(shù)值，故應(yīng)選擇0.5級的儀表才能滿足要求。
小結(jié)：在確定一個儀表的精度等級時，要求儀表的允許誤差應(yīng)該大于或等于儀表校驗時所得到的最大引用誤差；而根據(jù)工藝要求來選擇儀表的精度等級時，儀表的允許誤差應(yīng)該小于或等于工藝上所允許的最大引用誤差。這一點在實際工作中要特別注意。
2．靈敏度與靈敏限
（1）靈敏度
靈敏度表示儀表對被測參數(shù)變化反應(yīng)的能力，是指儀表達(dá)到穩(wěn)態(tài)后輸出增量與輸入增量之比，即靈敏限
靈敏限是指引起儀表指針發(fā)生可見變化的被測參數(shù)的最小變化量。一般，儀表的靈敏限數(shù)值不大于儀表允許誤差絕對值的一半。
3．回差
在外界條件不變的情況下，當(dāng)被測參數(shù)從小到大（正行程）和從大到�。ǚ葱谐蹋⿻r，同一輸入的兩個相應(yīng)輸出值常常不相等。兩者絕對值之差的最大值 和儀表量程Μ之比的百分?jǐn)?shù)稱為回差，也稱變差即
回差產(chǎn)生原因：由于傳動機(jī)構(gòu)的間隙、運動件的摩擦、彈性元件的彈性滯后等�；夭钤叫�，儀表的重復(fù)性和穩(wěn)定性越好。應(yīng)當(dāng)注意，儀表的回差不能超過儀表引用誤差，否則應(yīng)當(dāng)檢修。
壓力檢測方法及儀表
一、壓力檢測的基本知識
1．壓力的概念及單位
2．壓力的表示方法
二、壓力檢測方法
根據(jù)工業(yè)對象的特點，通常有三種檢測壓力的方法，即液柱測壓法，彈性變形法和電測壓力法。
1． 液柱測壓法
測壓原理：是以流體靜力學(xué)為基礎(chǔ)，一般用液柱產(chǎn)生或傳遞的壓力來平衡被測壓力的方法進(jìn)行測量的。
2．彈性變形法
測壓原理：當(dāng)被測壓力作用于彈性元件，彈性元件便產(chǎn)生相應(yīng)的變形。根據(jù)變形的大小，便可測知被測壓力的數(shù)值。
3．電測壓力法
測壓原理：是利用轉(zhuǎn)換元件（如某些機(jī)械和電氣元件）直接把被測壓力變換為電信號來進(jìn)行測量的. 彈性元件附加一些變換裝置，使彈性元件自由端的位移量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，如電阻式、電感式、電容式、霍爾片式、應(yīng)變式、振弦式等
電測壓力法可分為兩類
非彈性元件組成的快速測壓元件，主要利用某些物體的某一物理性質(zhì)與壓力有關(guān)，如壓電式、壓阻式、壓磁式等。
（1）電容式測壓原理
測壓原理：是采用變電容原理，利用彈性元件受壓變形來改變可變電容器的電容量，然后通過測量電容量C便可以知道被測壓力的大小，從而實現(xiàn)壓力-電容轉(zhuǎn)換的。
（2）壓電式測壓原理
測壓原理：是根據(jù)“壓電效應(yīng)”把被測壓力變換為電信號的。
（3）壓電效應(yīng)：當(dāng)某些晶體受壓發(fā)生機(jī)械變形時（壓縮或伸長），在兩個相對的面上產(chǎn)生異性電荷，這種沒有外電場存在，而由于變形而引起的電現(xiàn)象稱為“壓電效應(yīng)”。
（4）應(yīng)變片式測壓原理
測壓原理：是通過應(yīng)變片將被測壓力P引起的彈性元件應(yīng)變量的變化轉(zhuǎn)換為電阻值R的變化，從而完成壓力－電阻的轉(zhuǎn)換，并遠(yuǎn)傳至橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級電量輸出信號，在顯示或記錄裝置上顯示出被測壓力值。
三、壓力檢測儀表
根據(jù)不同的原理及工藝生產(chǎn)過程的不同要求，可以制成不同形式的壓力表。
彈性式壓力表（彈簧管壓力表）由于結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，使用和維修方便，并且測壓范圍較寬，因此，在工業(yè)過程中得到了十分廣泛地應(yīng)用。
電測法壓力表測量脈動壓力和高真空、超高壓等場合時比較合適
本節(jié)主要介紹在工業(yè)生產(chǎn)過程中常見的彈簧管壓力表和霍爾式壓力表。
四、差壓（壓力）變送器
變送器是自動測控系統(tǒng)中的一個重要組成部分。
作用：將各種物理量轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號，
如氣動單元組合儀表（簡稱為QDZ儀表）為20~100 KPa；
電動單元組合儀表（簡稱為DDZ儀表）中，DDZ-Ⅱ型儀表為0~10mADC； DDZ-Ⅲ型儀表為4~20mADC。
按工作能源不同，壓力變送器和差壓變送器都分為氣動和電動變送器兩大類；按工作原理的不同，又可分為力平衡式變送器和微位移平衡式變送器，如以電容、電感、電阻和弦振頻率為傳感元件的變送器都屬于微位移式變送器。80年代以后，國際上相繼推出了各具特色的智能變送器。目前世界上尚未形成統(tǒng)一的現(xiàn)場總線（Field bus）（現(xiàn)場總線是用于過程自動化和制造自動化最底層的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互連的通信網(wǎng)絡(luò)）標(biāo)準(zhǔn)，因而各個廠家的智能變送器大多按各自的通訊標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，所以相互無操作性，無可互換性。
1． 力平衡式壓力變送器
就變送器的杠桿系統(tǒng)來說，力平衡式變送器有單杠桿、雙杠桿和矢量機(jī)構(gòu)三種。結(jié)構(gòu)
DDZ-Ⅲ型力平衡式電動變送器的結(jié)構(gòu)如P>34圖2.10所示，
主要由四部分組成：
測量機(jī)構(gòu) 組成：由高、低壓室、膜盒、軸封膜片等部分，
作用：是把被測差壓轉(zhuǎn)換成作用于主杠桿上的力。
杠桿系統(tǒng) 杠桿系統(tǒng)是差壓變送器中的機(jī)械傳動和力矩平衡部分
組成：主、副杠桿、調(diào)零和零點遷移機(jī)構(gòu)、平衡錘、靜壓調(diào)整及矢量機(jī)構(gòu)等。
作用：是把測量機(jī)構(gòu)對主杠桿的輸入力所產(chǎn)生的力矩轉(zhuǎn)換成檢測片的微小位移。
位移檢測放大器
組成：差動變送器、低頻振蕩器、整流濾波及功率放大器等部分組成。作用：是將副杠桿上檢測片的微小位移轉(zhuǎn)換成直流信號輸出。
電磁反饋機(jī)構(gòu) 組成：由反饋線圈、永久磁鋼等。
作用：將變送器輸出電流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電磁反饋力，作用于副杠桿上，產(chǎn)生反饋力矩，以便和測量部分產(chǎn)生的輸入力矩相平衡。
（1）工作原理
2． 微位移式變送器
微位移式變送器因其傳感器元件位移和變形極小而得名。
典型的產(chǎn)品有：美國羅斯蒙特（Rosemount）公司研制的1151系列電容式變送器，美國霍尼韋爾（Honeywell）公司的DST型擴(kuò)散硅式變送器，日本富士電機(jī)公司的FC系列浮動膜盒電容式變送器等。
（1）測量部分
測量部分包括電容膜盒、高低壓室及法蘭組件等，
作用：將差壓、壓力等參數(shù)轉(zhuǎn)換成與電容有關(guān)的參數(shù)。
（2）轉(zhuǎn)換部分
轉(zhuǎn)換部分由測量電路和電氣殼體組成，其作用是將測量部分所得到的電容比的變化量轉(zhuǎn)換成4~20mADC標(biāo)準(zhǔn)的電流輸出信號，并附有調(diào)零、調(diào)量程、調(diào)遷移量等各種裝置。
3． 智能差壓（壓力）變送器
智能差壓（壓力）變送器是一種帶微處理器的變送器，對應(yīng)于被測量差壓和壓力輸出4~20mADC的模擬信號或數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)信號。依靠SFC（智能通信器），用戶在現(xiàn)場或控制室就可對變送器發(fā)送或接受信息來設(shè)定各種參數(shù)。智能差壓（壓力）變送器具有遠(yuǎn)程通訊的功能，不需要把變送器從塔頂或危險的安裝地拆下來，減少了維修成本和時間。
五、壓力檢測儀表的選擇
壓力表的選擇應(yīng)根據(jù)工藝過程對壓力測量的要求，被測介質(zhì)的性質(zhì)，現(xiàn)場環(huán)境條件等來確定儀表的種類、型號、量程和精度，并確定是否需要帶有遠(yuǎn)傳、報警等附加裝置。
1．儀表種類和型號的選擇
儀表種類和型號的選擇應(yīng)根據(jù)工藝要求，介質(zhì)性質(zhì)及現(xiàn)場環(huán)境等因素來考慮。
介質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)（如溫度、粘度、臟污程度、腐蝕性、易燃性等）如何；現(xiàn)場環(huán)境條件（如溫度、濕度、有無振動、有無腐蝕性等）
2．儀表量程的確定
儀表的量程是根據(jù)被測壓力的大小和保證儀表壽命等方面來考慮的，通常儀表的上下限值應(yīng)稍大于工藝被測壓力的最大值。按“化工自控設(shè)計技術(shù)規(guī)定”。對被測壓力較穩(wěn)定的情況，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的2/3；對被測壓力波動較大的情況，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的1/2。一般為了保證測量的精度，被測壓力的最小值也不應(yīng)低于全量程的1/3。
3．儀表精度等級的選擇
精度等級是根據(jù)生產(chǎn)所允許的最大測量誤差和儀表量程來確定的。
物位檢測方法及儀表
物位檢測的作用：
①為了確定容器中的貯料數(shù)量，以保證連續(xù)生產(chǎn)的需要或進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算；
②為了監(jiān)視或控制容器的物位，使它保持在規(guī)定的范圍內(nèi)；
③對它的上下極限位置進(jìn)行報警，以保證生產(chǎn)安全、正常進(jìn)行。
物位檢測方法： 應(yīng)用浮力原理檢測物位
應(yīng)用靜壓原理檢測物位
應(yīng)用電學(xué)原理檢測物位
應(yīng)用超聲波反射檢測物位
應(yīng)用射線被物體的吸收檢測物位
一、物位檢測方法
1．應(yīng)用浮力原理檢測物位
――――利用漂浮于液面上的浮標(biāo)或浸沒于液體中的浮筒對液位進(jìn)行測量的。測量原理：當(dāng)液位變化時，浮標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的位移，而浮標(biāo)所受到的浮力維持不變，只要檢測出浮標(biāo)的位移就可以知道液位的高低。
當(dāng)液位變化時，浮筒所受到的浮力的發(fā)生變化，只要檢測出浮力的變化就可以知道液位的高低。
2．應(yīng)用靜壓原理檢測物位
差壓變送器測量液位時的零點遷移問題（重點）
利用差壓變送器測量液位時，差壓變送器將由液位形成的差壓ΔP轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)電信號輸出。然而，由于安裝位置條件不同，往往存在著儀表零點遷移問題。
無遷移
特征：差壓變送器的正壓室取壓口正好與容器的最低液位（H>min=0）處于同一水平位置。作用于變送器正、負(fù)壓室的差壓ΔP與液位高度H的關(guān)系為ΔP=Hρg。
當(dāng)H =0時，正負(fù)壓室的差壓ΔP=0，變送器輸出為I>0=4mA
當(dāng)H= H>max時，差壓ΔP>max =ρgH>max，變送器的輸出信號20 mA，
負(fù)遷移 在實際測量中，為了防止容器內(nèi)的液體和氣體進(jìn)入變送器的取壓室而造成導(dǎo)壓管線堵塞或腐蝕，以及保持負(fù)壓室的凝液高度恒定，往往在變送器的正、負(fù)壓室與取壓點之間分別加裝隔離罐，并充以密度為ρ>2的隔離液。
正遷移 當(dāng)變送器的安裝位置與容器的最低液位（H=0）不在同一水平位置上。
在差壓變送器的產(chǎn)品手冊中，通常注明是否帶有遷移裝置以及相應(yīng)的遷移量范圍，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的具體情況予以正確選用。
4. 應(yīng)用超聲波反射檢測物位
聲波可以在氣體、液體、固體中傳播，并具有一定的傳播速度。
當(dāng)聲波從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播時，在兩種密度不同，聲速不同的介質(zhì)的分界面上，傳播方向便發(fā)生改變，即一部分被反射，一部分折射入相鄰介質(zhì)內(nèi)。若聲波從液體或固體傳播到氣體時，或相反的情況下，由于兩種介質(zhì)的密度相差懸殊，聲波幾乎全部被反射。因此，測量時由置于容器底部的超聲波探頭向液面與氣體的分界面發(fā)射超聲波，經(jīng)過時間
t后，便可接收到從界面反射回來的回波信號。
流量檢測方法及儀表
一、流量檢測方法
流量是工業(yè)生產(chǎn)過程操作與管理的重要依據(jù)。在具有流動介質(zhì)的工藝過程中，物料通過工藝管道在設(shè)備之間來往輸送和配比，生產(chǎn)過程中的物料平衡和能量平衡等都與流量有著密切的關(guān)系。
流量―――指瞬時流量，即單位時間內(nèi)通過管道某一截面的流動介質(zhì)的量。
用體積流量（單位為m
3/s）或質(zhì)量流量（單位為kg/s）表示。
總量―――為選定的某一段時間間隔內(nèi)流過管道某一截面的流體量的總和，
也可分別用體積總量或質(zhì)量總量表示。
常見的流量檢測方法有以下幾種：
應(yīng)用
容積法檢測流量
應(yīng)用
動壓能和靜壓能轉(zhuǎn)換的原理檢測流量
――根據(jù)能量守恒定理，動壓能和靜壓能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)
換，但其總量不變。節(jié)流元件兩端的靜壓差的大小與流體的流量有關(guān)，將靜壓差的變化作為測量依據(jù)
應(yīng)用
改變流通面積的方法檢測流量
應(yīng)用流體振蕩原理檢測流量
應(yīng)用電磁感應(yīng)原理檢測流量
應(yīng)用超聲波檢測流量
應(yīng)用流體動量矩原理檢測流量
質(zhì)量流量檢測方法
1.應(yīng)用容積法檢測流量
――單位時間內(nèi)所排出固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)
為了連續(xù)地在密閉的管道中測量流體的流量，一般采用容積分界的方法，即由儀表殼體和轉(zhuǎn)子組成流體的計量室，流體經(jīng)過儀表時，在儀表的入、出口之間產(chǎn)生壓力差，此流體壓力差對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生驅(qū)動力矩，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將流體一份一份地排出，其排出的流體總量為
2.應(yīng)用動壓能和靜壓能轉(zhuǎn)換的原理檢測流量
流體在管道中流動時，具有動能和位能，對于理想的流體，流體在同一管道的任一截面的動能和靜壓能的總和是不變的，但是若采取一定方式（例如節(jié)流），可以造成能量形式的相互轉(zhuǎn)化，然后通過測量靜壓的變化求出流速和流量。工業(yè)中常用的方法是在管道中插入一流通面積較小的節(jié)流元件，造成流體通過節(jié)流元件時，在節(jié)流元件的上、下游之間產(chǎn)生靜壓差（簡稱差壓），通過測量差壓求出流量值。
3.應(yīng)用改變流通面積的方法檢測流量
檢測原理:在一個由下往上逐漸擴(kuò)大的錐形管中垂直地放置一阻力件，當(dāng)流體自下而上流經(jīng)錐形管與轉(zhuǎn)子之間的環(huán)形流通面積時，由于受到流體的沖擊，轉(zhuǎn)子便要向上運動。隨著轉(zhuǎn)子的上升，轉(zhuǎn)子與錐形管間的環(huán)形流通面積增大、流速降低，直到流體作用在轉(zhuǎn)子上的浮力和沖力（阻力）與轉(zhuǎn)子本身重量相平衡時，轉(zhuǎn)子停留在某一高度，維持平衡。當(dāng)流量增大時，流過環(huán)隙的流速
v增大，轉(zhuǎn)子所受沖力增大，由于轉(zhuǎn)子在流體中的重力與所受浮力不變，所以轉(zhuǎn)子就上升，造成環(huán)隙面積增大，從而流速
v減小，沖力也減小，直至達(dá)到新的平衡，轉(zhuǎn)子又停浮在一個新的高度上，這樣轉(zhuǎn)子在錐形管中停浮的高度與流體的流量大小一一對應(yīng)。在錐形管外壁上以流量值刻度，則根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度即可直接顯示出被測流量的數(shù)值。
流量計的刻度值進(jìn)行修正
（1）液體流量的修正
修正公式
（2）氣體流量的修正 用于測量氣體的轉(zhuǎn)子流量計，不僅在被測介質(zhì)氣體密度與空氣不同時要進(jìn)行刻度換算，而且當(dāng)溫度和壓力變化時，也須進(jìn)行刻度換算。
刻度換算公式為
2.4.2差壓式流量計
差壓式流量計是基于流體動壓能和靜壓能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換的原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時所產(chǎn)生的靜壓差來實現(xiàn)流量測量的儀表。
差壓式流量計主要由節(jié)流裝置、信號管路和差壓計（或差壓變送器和顯示儀表）組成。
溫度檢測方法及儀表
一、溫度檢測的基本知識
1．溫度及溫度測量
依據(jù)測溫元件與被測物體接觸與否，測溫方式通常有接觸式和非接觸式之分。
2．溫標(biāo)
目前國際上常用的溫標(biāo)有：攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)和國際實用溫標(biāo)。
二、溫度檢測方法
1．應(yīng)用熱膨脹原理測溫
固體膨脹式
應(yīng)用固體受熱膨脹測量溫度的方法一般是利用兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊在一起，構(gòu)成雙金屬溫度計。
液體膨脹式
應(yīng)用液體膨脹測量溫度常用的有水銀玻璃溫度計，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，但結(jié)構(gòu)脆弱易損壞。
2．應(yīng)用熱電效應(yīng)測溫
熱電效應(yīng)----兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體A與B串接成的閉和回路，如果兩個接點出現(xiàn)溫差（t≠t>0），在回路中就有電流產(chǎn)生，這種由于溫度不同而產(chǎn)生電動勢（熱電勢）的現(xiàn)象。
由兩種不同材料構(gòu)成的上述熱電變換元件叫熱電偶，稱A、B二導(dǎo)體為熱電極。
（1）接觸電勢 兩種不同材料的導(dǎo)體接觸時產(chǎn)生
（2）溫差電勢 當(dāng)同一導(dǎo)體A（或B）兩端溫度不同，
（3）閉和回路總電勢
可見，當(dāng)導(dǎo)體材料A、B確定后，總電勢E>AB(t, t>0)僅與溫度t和t>0有關(guān)。
如果能使冷端溫度t>0 固定，則總電勢就只與溫度t成單值函數(shù)關(guān)系：
3.應(yīng)用熱電阻原理測溫
根據(jù)導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的性質(zhì)，將電阻值的變化用顯示儀表反映出來，從而達(dá)到測溫目的的。
用鉑和銅制成的電阻是工業(yè)常用的熱電阻，它們被廣泛地應(yīng)用來測量-200～+500℃范圍的溫度。
三、熱電偶溫度計
熱電偶是兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體焊接或絞接而成，其一端測溫時置于被測溫場中，稱為測量端（亦稱熱端或工作端）；另一端為參比端（冷端或自由端）。
根據(jù)熱電效應(yīng)原理，如果熱電偶的測量端和參比端的溫度不同（如t>t>0），且參比端溫度t>0恒定，則熱電偶回路中形成的熱電勢僅與測量端溫度t有關(guān)。在熱電偶回路中接入與熱電偶相配套的顯示儀表，就構(gòu)成了最簡單的測溫系統(tǒng)，如圖2.42 所示，顯示儀表可直接顯示出被測溫度的數(shù)值。
1．有關(guān)熱電偶回路的幾個結(jié)論
由熱電效應(yīng)基本原理分析，可得如下結(jié)論：
（1）如果熱電偶兩電極A、B材料相同，則無論兩端溫度如何，熱電偶回路的總熱電勢E>AB(t, t>0)恒為零。
（2）如果熱電偶兩端溫度相同（t=t>0），即使兩電極A、B材料不同，熱電偶回路內(nèi)的總熱電勢E>AB(t, t>0)恒為零。
（3）熱電偶的熱電勢僅與兩熱電極A、B材料及端點溫度t、t>0有關(guān)，而與熱電極的長度、形狀、粗細(xì)及沿電極的溫度分布無關(guān)。因此，同種類型的熱電偶在一定的允許誤差范圍內(nèi)具有互換性。
2．熱電偶測溫時顯示儀表的接入
在熱電偶回路中接入各種儀表、連接導(dǎo)線等物體時，只要保持接入兩端溫度相同，就能測量原熱電偶回路熱電勢的數(shù)值，而不會對它產(chǎn)生影響。
在參比端溫度t>0=0℃時，各種類型熱電偶的熱電勢與熱端溫度之間的對應(yīng)關(guān)系已由國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了統(tǒng)一的表格形式，稱之為分度表。利用熱電偶測溫時，只要測得與被測溫度相對應(yīng)的熱電勢，即可從該熱電偶的分度表查出被測溫度值。若與熱電偶配套使用的溫度顯示儀表直接以該熱電偶的分度表進(jìn)行刻度，則可直接顯示出被測溫度的數(shù)值。
3．熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線
由熱電偶測溫原理可知，只有當(dāng)熱電偶的冷端溫度保持不變時，熱電勢才是被測溫度的單值函數(shù)關(guān)系。在實際應(yīng)用時，因熱電偶冷端暴露于空間，且熱電極長度有限，其冷端溫度不僅受到環(huán)境溫度的影響，而且還受到被測溫度變化的影響，因而冷端溫度難以保持恒定。為了解決這個問題，工程上通常采用一種補(bǔ)償導(dǎo)線，把熱電偶的冷端延伸到遠(yuǎn)離被測對象且溫度比較穩(wěn)定的地方，
4．冷端溫度補(bǔ)償
熱電偶的分度表所表征的是冷端溫度為0℃時的熱電勢-溫度關(guān)系，與熱電偶配套使用的顯示儀表就是根據(jù)這一關(guān)系進(jìn)行刻度的。
（1）0℃恒溫法
（2）冷端溫度修正法 在實際測量時，若冷端溫度恒為t>0（t>0≠0），可采用冷端溫度修正法對儀表示值加以修正。
（3）儀表機(jī)械零點調(diào)整法 如果熱電偶冷端溫度t>0比較恒定，可預(yù)先用另一只溫度計測出冷端溫度t>0，然后將顯示儀表的機(jī)械零點調(diào)至t>0處，相當(dāng)于在輸入熱電偶熱電勢之前就給顯示儀表輸入了電勢E(t>0, 0)，這樣，儀表的指針就能指示出實際測量溫度t。
（4）補(bǔ)償電橋法 補(bǔ)償電橋法利用不平衡電橋（冷端補(bǔ)償器）產(chǎn)生的電勢來補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。
5．熱電偶的材料與結(jié)構(gòu)
四、熱電阻測溫儀表
熱電阻溫度計廣泛應(yīng)用于-200~600℃范圍內(nèi)的溫度測量。
1．對熱電阻材料的要求
用于制造熱電阻的材料，要求電阻率、電阻溫度系數(shù)要大，熱容量、熱慣性要小，電阻與溫度的關(guān)系最好近于線性，另外，材料的物理化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定，復(fù)現(xiàn)性好，易提純，同時價格便宜。
2．常用熱電阻種類
（1）鉑電阻（IEC）
（2）銅電阻（WZC）
3．熱電阻的結(jié)構(gòu)
4．熱電阻測量橋路
熱電阻溫度計由熱電阻、連接導(dǎo)線及顯示儀表組成，在導(dǎo)線連接方面可采用三線制或四線制。
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