仪表基础知识培训三

仪表基础知识培三-------温度测量PreparedbyVationLi2012.04电气内部培训slide2仪表基础知识培训计划2-12月每月一次PID图Y:\E&M\7.Electric-Jenny\03日常工作\05培训\仪表基础知识培训\PID图\仪表基础知识培训一.ppt压力测量（压力单位，压力表，变送器，压力开关）温度测量（TC，RTD，温度变送器）流量测量一（单位，种类，流量开关，浮子流量计，椭圆齿轮流量计，电磁流量计，文丘里管流量计，阿扭巴流量计，热线式流量计）流量测量二（孔板流量计，质量流量计）物位测量（液位计，液位变送器，雷达液位计，音叉开关）调节阀（气开气关，正作用，反作用，气动薄膜调节阀结构，I/P转换及阀门定位器，调压阀，电动阀）电磁阀（气缸，2位5通阀，膜片式电磁阀）典型自控系统分析（自控理论，PID参数，恒温控制的温控器+固态继电器，TCM，恒压供水，洁净室空调恒温恒湿，锅炉汽包液位三冲量控制）在线分析仪表（PH，电导率，TOC，O2，O3，烟气分析）DCS其他仪表（安装，布线，计量，校验，称重等）E&MTeamslide3本期内容---温度测量概念测温仪表简介温度传感器（RTD，TC）其他温度仪表E&MTeamslide4概念温度湿度露点E&MTeamslide5温度概念温度定义：温度（temperature）是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。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。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。E&MTeamslide6温度概念温标目前国际上用得较多的温标有华氏温标(°F)、摄氏温标（°C）、热力学温标(K)。华氏温标（Fahrenheit，符号为°F）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32°F，水的沸点为212°F，中间有180等分，每等分为华氏1度。摄氏温标（°C）：在标准大气压下，以水的冰点为0度，水的沸点为100度，中间分为100等分的温标。换算关系：E&MTeam摄氏度=（华氏度－32）÷1.8slide7温度概念温标绝对温标绝对温标规定水的三相点（水的固、液、汽三相平衡的状态点）的温度为273.15K。绝对温标与摄氏温标的每刻度的大小是相等的，但绝对温标的0K，则是摄氏温标的－273.15℃，绝对温标用K作为单位符号，用T作为物理量符号。摄氏温标与绝对温标的关系为t=T－273.15℃。E&MTeamslide8湿度概念湿度定义：湿度，表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。在此意义下，常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及露点等物理量来表示。E&MTeamslide9湿度概念绝对湿度：绝对湿度是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是克/立方米。绝对湿度的最大限度是饱和状态下的最高湿度。绝对湿度只有与温度一起才有意义，因为空气中能够含有的湿度的量随温度而变化，在不同的温度中绝对湿度也不同，因为随着温度的变化空气的体积也要发生变化。但绝对湿度越靠近最高湿度，它随温度的变化就越小。E&MTeamslide10湿度概念相对湿度相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高。相对湿度为100%的空气是饱和的空气。相对湿度是50%的空气含有达到同温度的空气的饱和点的一半的水蒸气。相对湿度超过100%的空气中的水蒸气一般凝结出来。随着温度的增高空气中可以含的水就越多，也就是说，在同样多的水蒸气的情况下温度升高相对湿度就会降低。因此在提供相对湿度的同时也必须提供温度的数据。通过相对湿度和温度也可以计算出露点。E&MTeamslide11露点概念露点温度（dewtemperature）指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，可为什么用它来表示湿度呢？这是因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同；也就是说在100%的相对湿度时，周围环境的温度就是露点温度。当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。E&MTeamslide12概念小结温度定义温标°F°CK湿度绝对湿度相对湿度露点E&MTeamslide13温度测量仪表分类：接触式膨胀式温度仪表玻璃液体双金属温度计RTD(Pt100,Cu50,热敏电阻PTC)TC(K,J)非接触式辐射式红外线热敏探测热电探测光电探测（点温枪，Fluke热成像仪）E&MTeamslide14温度类仪表简单介绍：红外线测温仪Fluke热成像仪膨胀式温度仪表双金属温度计干湿球温度表E&MTeamslide15温度类仪表：非接触式温度仪表红外线测温仪的工作原理是通过测温仪特殊的光学系统汇聚其视场内的目标物体红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值。E&MTeamslide16温度类仪表：非接触式温度仪表定位热点，要发现热点，仪器瞄准目标，然后在目标上作上下扫描运动,直至确定热点。光斑尺寸：在进行测温时,被测目标面积应充满测温仪视场。建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。只测量表面温度，红外测温仪不能测量内部温度。不能透过玻璃进行测温，玻璃有很特殊的反射和透过特性，不允许精确红外温度读数。但可通过红外窗口测温。红外测温仪最好不用于光亮的或抛光的金属表面的测温(不锈钢、铝等)。举例：第一次测量Hammermill温度就时犯了上述错误。调整发射率：0.3～1.0或者贴上电工胶带。E&MTeamslide17温度类仪表：膨胀式温度仪表是利用物体受热膨胀这一原理进行测量的1.如酒精温度计，水银温度计等。E&MTeamslide18温度类仪表：双金属温度计2.双金属温度计：基于绕制成环性弯曲状的双金属片组成，一端受热时带动指针旋转。工作仪表便显示热电势所应的温度值。3.机械式温度开关安装方式有螺纹和法兰，无特殊安装要求，无泄漏E&MTeamslide19干湿球温度表测量空气温度和湿度的一对并列安置的温度表。干湿球温度表是同时测定空气温度和湿度的一对规格相同，装置在小百叶箱中的温度表。一支用来测定气温，称“干球温度表”；另一支球部包扎一条纱布，纱布的下部浸到一个带盖的水杯内。杯口距球部3cm，杯中盛蒸馏水（只允许用医用蒸馏水），供湿润湿球纱布用，称“湿球温度表”。湿度是根据热力学原理由干球温度表与湿球温度表的温度差值计算得出E&MTeamslide20温度类仪表简单介绍：小结红外线测温仪Fluke热成像仪膨胀式温度仪表双金属温度计干湿球温度表E&MTeamslide21温度传感器热电阻RTD热电偶TC安装E&MTeamslide22热电阻RTD内容原理分度号分度表如何消除引线电阻？PTCRTD优缺点E&MTeamslide23热电阻RTD工作原理热电阻温度计的原理是利用导体或半导体的电阻随温度变化这一特性。热电阻阻值呈正温度特性，其阻值随温度升高而升高。例如：Pt100温度传感器在0℃时阻值为100Ω,100℃时阻值为138.51Ω,200℃时阻值为175.86Ω……温度每升高1℃，阻值增加0.38Ω左右。只要测出相对于100Ω阻值的增量，就可以得到相对于0℃的温度增量。实际应用中常采用不平衡电桥来检测Pt100阻值增量（见附图一）。E&MTeamslide24热电阻RTD工作原理E&MTeam图一中，Rt为Pt100温度传感器，它和其余的三个桥臂电阻R组成了一个电桥，R的阻值为100Ω。当测量温度为0℃时，Pt100传感器为100Ω，电桥平衡，通过检流器（表头）的电流为“零”，指示为0℃。当测量温度高于0℃时，Pt100传感器阻值将大于100Ω，电桥不平衡，通过检流器（表头）的电流不为“零”，在表头指示的位置标上被测点的温度值。被测点温度愈高，表头的偏转愈大，表示的温度值就愈大。slide25热电阻RTD分度号应用最广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超过150易被氧化。最常用的有铂电阻R0=100Ω和R0=1000Ω等几种，它们的分度号分别为Pt100、Pt1000；铜电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种，它们的分度号为Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的应用最为广泛。E&MTeamslide26热电阻RTDPt100分度表热电阻（PT100）分度表.xls温度℃(Ω)0123456789-3088.2287.8387.4387.0486.6486.2585.8585.4685.0684.67-2092.1691.7791.3790.9890.5990.1989.889.489.0188.62-1096.0995.6995.394.9194.5294.1293.7393.3492.9592.55010099.6199.2298.8398.4498.0497.6597.2696.8796.480100100.39100.78101.17101.56101.95102.34102.73103.12103.5110103.9104.29104.68105.07105.46105.85106.24106.63107.02107.420107.79108.18108.57108.96109.35109.73110.12110.51110.9111.2930111.67112.06112.45112.83113.22113.61114114.38114.77115.1540115.54115.93116.31116.7117.08117.47117.86118.24118.63119.0150119.4119.78120.17120.55120.94121.32121.71122.09122.47122.8660123.24123.63124.01124.39124.78125.16125.54125.93126.31126.6970127.08127.46127.84128.22128.61128.99129.37129.75130.13130.5280130.9131.28131.66132.04132.42132.8133.18133.57133.95134.3390134.71135.09135.47135.85136.23136.61136.99137.37137.75138.13100138.51138.88139.26139.64140.02140.4140.78141.16141.54141.91400247.09247.44247.78248.13248.47248.81249.16249.5245.85250.19E&MTeamslide27热电阻RTD信号连接方式E&MTeam两线制三线制四线制slide28热电阻RTD信号连接方式两线制E&MTeam图一中，如果测点距离仪表（电桥）很远，Pt100传感器和仪表间连接导线的电阻将会影响检测的正确性。从图一中可以看到，接传感器的桥臂在0℃时的阻值不是100Ω，而是（100+2r）Ω。slide29热电阻RTD信号连接方式三线制E&MTeam热电阻三线接法可以消除导线电阻的影响。从图二可看到两根导线的电阻r被分别接在上下两个桥臂中，导线电阻引起的测量误差被抵消了。slide30热电阻RTD信号连接方式四线制E&MTeam热电阻有四根引线，与要求电压或电动势输