【文章內(nèi)容簡介】 較高的精度和靈敏度?？蓴?shù)字顯示，讀數(shù)方便。五、物位儀表的選用1． 儀表型號(hào)的選用：由被測對(duì)象的特點(diǎn)和工藝要求確定。2． 測量范圍的選用：由工藝要求定。3． 精度等級(jí)的選用：由生產(chǎn)所允許的最大絕對(duì)誤差和儀表量程確定。[本節(jié)小結(jié)]：差壓變送器是最常用的液位測量儀表，使用時(shí)要注意遷移問題。對(duì)含有雜質(zhì)或高粘度易凝固的液體，可采用法蘭式差壓變送器。沉筒式液位根據(jù)變浮力原理測量，可測液位或界面。[作業(yè)]：復(fù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容。揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號(hào)9周次5授課形式講授授課章節(jié)名稱167。34 溫度檢測之一教學(xué)目的通過講解，使學(xué)生掌握熱電偶的構(gòu)成及其測溫原理，掌握常用熱電偶的特性。教學(xué)重點(diǎn)熱電偶的測量原理及其計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)熱電偶的計(jì)算。使用教具未使用教具。課外作業(yè)；：1226課后體會(huì)大部分學(xué)生基本概念掌握得較好，完成教學(xué)任務(wù)。授課主要內(nèi)容復(fù)習(xí)提問：幾種常用液位計(jì)的工作原理，以及使用時(shí)要注意的遷移問題。引入新課。一. 溫度檢測的方法按測溫元件是否與被測對(duì)象接觸分為：接觸式測溫與非接觸式測溫。 1. 接觸式測溫：利用熱交換原理進(jìn)行溫度測量。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、可靠，測溫精度較高；缺點(diǎn)：不適合于測量熱容量小的對(duì)象、極高溫的對(duì)象、處于運(yùn)動(dòng)中的對(duì)象，不適于直接對(duì)腐蝕性介質(zhì)測量。常用的接觸式測溫儀表：（1）液體膨脹式溫度計(jì)：根據(jù)液體膨脹原理工作。（2）固體膨脹式溫度計(jì)：根據(jù)金屬受熱線性膨脹原理工作。（3）壓力式溫度計(jì)：根據(jù)溫包內(nèi)氣、液體或者蒸汽受熱壓力改變的原理工作。（4）熱電阻溫度計(jì)：根據(jù)導(dǎo)體或半導(dǎo)體的熱阻效應(yīng)原理進(jìn)行測量。（5）熱電偶溫度計(jì)：根據(jù)金屬的熱電效應(yīng)原理進(jìn)行測量。 2. 非接觸式測溫：利用熱輻射或熱對(duì)流實(shí)現(xiàn)熱交換進(jìn)行溫度測量的。優(yōu)點(diǎn)：測溫響應(yīng)快，對(duì)被測對(duì)象干擾小，可用于測量運(yùn)動(dòng)的被測對(duì)象和有較強(qiáng)電磁干擾、強(qiáng)腐蝕的場合。缺點(diǎn)：容易受到外界因素的干擾，測量精度較低，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格比較昂貴。常用的非接觸式測溫儀表：輻射高溫計(jì)，光學(xué)高溫計(jì)等。二、熱電偶——一般測量范圍200~+1600℃。1. 熱電偶測溫原理——熱電效應(yīng)。將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B連在一起組成一個(gè)閉合回路，而且兩個(gè)接點(diǎn)的溫度t≠t0， 回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢，該電動(dòng)勢的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”，兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶”，這兩種導(dǎo)體稱為“熱電極”，產(chǎn)生的電動(dòng)勢則稱為“熱電動(dòng)勢”。2．熱電偶的工作原理根據(jù)熱電偶的熱電效應(yīng)原理工作。熱電勢：EAB（t，t0）= EAB（t）EAB（t0）當(dāng)冷端溫度t0恒定時(shí)，EAB（t0）=C 此時(shí)，EAB（t，t0）=EAB（t）EAB（t0）=EAB（t）C=f（t）即熱電勢與溫度之間存在一一對(duì)應(yīng)的單值函數(shù)關(guān)系。①當(dāng)A、B為同種材料時(shí)：EAB（t）=EAB（t0）=0則EAB（t，t0）=0回路中電勢總為零，此時(shí)不能進(jìn)行溫度測量，所以同種材料不能構(gòu)成熱電偶。②當(dāng)t=t0時(shí)：EAB（t）=EAB（t0），則EAB（t，t0）=EAB（t）EAB（t0）=0熱端和冷端溫度相同時(shí)，熱電勢恒為0，不能進(jìn)行溫度測量。③接入第三種導(dǎo)體時(shí)：只要保持參比端溫度相等，熱電偶回路中接入第三種金屬材質(zhì)，對(duì)測量結(jié)果無影響。3．熱電偶的熱電特性：t0=0℃不變時(shí)，熱電勢與溫度的關(guān)系曲線。分度表：熱電偶熱電勢與溫度關(guān)系一一對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表。EAB（t，t0）=EAB（t，0℃）EAB（t0，0℃）4．常用熱電偶的性質(zhì)①鉑銠30鉑銠6 ：分度號(hào)為B 高溫時(shí)性能穩(wěn)定，測量準(zhǔn)確，但熱電勢小，價(jià)格較貴，可作基準(zhǔn)熱電偶。②鉑銠10鉑 ：分度號(hào)為S 高溫時(shí)性能穩(wěn)定，測量準(zhǔn)確，線性較差，價(jià)格較貴，適于作基準(zhǔn)熱電偶和精密溫度的測量。③鎳鉻鎳硅：分度號(hào)為K 適于測量中、高溫，線性好，靈敏度高，中溫范圍內(nèi)性能較穩(wěn)定，價(jià)格便宜。④鎳鉻銅鎳：分度號(hào)為E 適于測量中、低溫范圍，靈敏度高，價(jià)格便宜，低溫時(shí)性能穩(wěn)定。5．熱電偶的結(jié)構(gòu)形式（1）普通熱電偶：由熱電極、絕緣子、保護(hù)套管、接線盒組成。（2）鎧裝熱電偶：熱電極、絕緣子和保護(hù)套管三者加工在一起，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可任意彎曲，精度高，便于安裝。（3）表面型熱電偶：利用真空鍍膜工藝將電極材料蒸鍍?cè)诮^緣基板上，尺寸小，響應(yīng)速度快，主要用來測微小面積上的瞬變溫度。（4）快速熱電偶：專用于鋼水及高溫融熔金屬的溫度測量，只能一次性使用。[本節(jié)小結(jié)]：熱電偶根據(jù)熱電效應(yīng)原理工作，使用時(shí)必須保證冷端溫度恒定，否則有較大的測量誤差。熱電偶將冷端轉(zhuǎn)化為0℃，才能查分度表，注意分度表應(yīng)與熱電偶的類型相對(duì)應(yīng)。熱電偶的基本組成為熱電極、絕緣子、保護(hù)套管、接線盒四部分。[作業(yè)]：；：1226揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號(hào)10周次5授課形式講授授課章節(jié)名稱167。34 溫度檢測之二教學(xué)目的通過講解，使學(xué)生掌握熱電偶常用冷端溫度補(bǔ)償方法，基本掌握常用熱電阻及其測溫原理。教學(xué)重點(diǎn)熱電偶冷端溫度補(bǔ)償方法。教學(xué)難點(diǎn)熱電偶冷端溫度補(bǔ)償方法。使用教具未使用教具。課外作業(yè)；：2332課后體會(huì)少數(shù)學(xué)生概念懂，但解題有困難，需進(jìn)一步輔導(dǎo)。授課主要內(nèi)容復(fù)習(xí)提問：熱電偶的測溫原理，以及同種金屬能否構(gòu)成熱電偶？為什么？引入新課。6．熱電偶冷端溫度補(bǔ)償方法（1）補(bǔ)償導(dǎo)線法：實(shí)現(xiàn)局部補(bǔ)償補(bǔ)償導(dǎo)線：由0—100℃內(nèi)熱電特性與對(duì)應(yīng)熱電偶相同的廉價(jià)金屬構(gòu)成。補(bǔ)償目的：將熱電偶冷端延伸至溫度恒定處，使其不受工作端溫度變化的影響。EAB（t，t0）+ EAB（t0，t1）=EAB（t，t1）鉑銠鉑：補(bǔ)償導(dǎo)線為銅銅鎳 鎳鉻鎳硅：補(bǔ)償導(dǎo)線為銅康銅使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)注意：補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)與熱電偶相匹配；極性不能接反。（2）采用補(bǔ)償導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)局部補(bǔ)償后，冷端溫度完全補(bǔ)償方法：①冰浴法：將冷端浸于冰水混合物中，使t0=0℃②查表法：EAB（t，t0）=EAB（t，0℃） EAB（t0，0℃） ③校正儀表零點(diǎn)法：斷開測量電路，使顯示儀表的零點(diǎn)指示在室溫，再接通電路。EAB（t，t0）=EAB（t指，t起），調(diào)整t起= t0，則t指=t④補(bǔ)償電橋法：在補(bǔ)償導(dǎo)線后面接上補(bǔ)償電橋，使其產(chǎn)生一不平衡電壓△U，來補(bǔ)償冷端溫度變化產(chǎn)生的誤差。即EAB（t，0℃） EAB（t0，0℃）+△U= EAB（t指，0℃）若使△U= EAB（t0，0℃），則t指=t⑤補(bǔ)償熱電偶法補(bǔ)償熱電偶的工作端溫度恒為t0，其冷端與測量熱電偶的冷端均為t1，補(bǔ)償熱電偶與測量熱電偶的材料相同，或?yàn)槠溲a(bǔ)償導(dǎo)線，此時(shí)相當(dāng)于兩支相同的熱電偶反串，測溫儀表的指示值則為EAB（t，t0）所對(duì)應(yīng)的溫度，而不受t1變化的影響。由熱電偶、連接導(dǎo)線（補(bǔ)償導(dǎo)線和銅導(dǎo)線）、顯示儀表組成。使用時(shí)應(yīng)注意三者匹配，如顯示儀表為動(dòng)圈表還需進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。三、熱電阻1．測溫原理：根據(jù)金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的變化而變化的性質(zhì)進(jìn)行測量。2．常用熱電阻（1）鉑電阻：分度號(hào)：Pt10（R0=10Ω）、Pt100（R0=100Ω）測溫范圍為200—+650℃，測量精確、性質(zhì)穩(wěn)定，復(fù)現(xiàn)性好，價(jià)格較貴，抗還原性介質(zhì)中性能差，可用于精密測溫及作為基準(zhǔn)熱電偶使用。（2）銅電阻：分度號(hào)：Cu50（R0=50Ω）、Cu100（R0=100Ω）測溫范圍為50—+150℃，電阻與溫度成線性關(guān)系。靈敏度高，價(jià)格便宜，熱惰性較大，適于測量化學(xué)反應(yīng)器和鍋爐中介質(zhì)的溫度。（1）普通熱電阻：由電阻體、絕緣子、保護(hù)套管、接線盒組成。（2）鎧裝熱電阻：電阻體、絕緣子和保護(hù)套管三者加工在一起，體積小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可任意彎曲，精度高，便于安裝，適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或狹小設(shè)備的溫度測量。（3）表面型熱電阻：尺寸小，響應(yīng)速度快，適用于測量軸瓦或其他機(jī)件的溫度。（4）隔爆型熱電阻：適用于具有爆炸性危險(xiǎn)場所的溫度測量。由熱電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表組成。使用時(shí)，測溫元件與顯示儀表應(yīng)匹配，連接時(shí)應(yīng)采用三線制，以減小連接導(dǎo)線電阻的變化對(duì)測量的影響。四、一體化溫度變送器 輸入電路接受測溫元件送來的熱電勢或熱電阻信號(hào)，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓輸出，送入高性能運(yùn)算放大器放大，放大后的信號(hào)一路經(jīng)U/I轉(zhuǎn)換處理成電流4—20mA輸出；另一路經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器處理后到表頭顯示。變送器可現(xiàn)場安裝于測溫元件接線盒內(nèi)，省補(bǔ)償導(dǎo)線；抗干擾能力強(qiáng)；精度高，功耗低，工作穩(wěn)定可靠。但現(xiàn)場條件惡劣，處理故障麻煩。五、溫度檢測儀表的選擇與安裝根據(jù)工藝要求、操作和環(huán)境條件、被測介質(zhì)的溫度范圍，確定溫度儀表的類型及保護(hù)套管的材料，選顯示儀表注意匹配。測溫點(diǎn)應(yīng)選在溫度變化靈敏并具代表性的地方；測溫元件應(yīng)逆流安裝，工作端應(yīng)處于管道中心流速最大處；測溫元件有足夠的插入深度；就地顯示儀表應(yīng)便于觀察。注意補(bǔ)償導(dǎo)線匹配，極性不能接反；線路電阻符合二次儀表的要求；導(dǎo)線應(yīng)避免接頭，穿管走線；信號(hào)線與電源線分開布線。[本節(jié)小結(jié)]：、校正儀表零點(diǎn)、補(bǔ)償電橋法、查表計(jì)算法和補(bǔ)償熱電偶法。，熱電阻使用時(shí)應(yīng)注意與所用顯示儀表匹配，并采用三線制連接。，應(yīng)根據(jù)工藝要求、操作和環(huán)境條件、被測介質(zhì)的溫度范圍，確定溫度儀表的類型及保護(hù)套管的材料，選顯示儀表注意匹配。 [作業(yè)]：；：2332揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號(hào)11周次6授課形式講授授課章節(jié)名稱167。35 物質(zhì)成分分析 167。36 其他參數(shù)檢測教學(xué)目的通過講解，使學(xué)生了解幾種常用成分分析儀表的工作原理與基本結(jié)構(gòu)；基本掌握電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量與皮帶秤稱重的工作原理。教學(xué)重點(diǎn)氧量分析儀和氫量分析儀的工作原理；電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量原理與皮帶秤稱重的工作原理。教學(xué)難點(diǎn)氧量分析儀和氫量分析儀的工作原理；電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量原理與皮帶秤稱重的工作原理。使用教具未使用教具。課外作業(yè)復(fù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容課后體會(huì)學(xué)生基本概念掌握得較好，完成教學(xué)任務(wù)。授課主要內(nèi)容復(fù)習(xí)提問：化工工業(yè)生產(chǎn)中除了測量四大典型參數(shù)外，一般還要測量什么參數(shù)？引入新課。一、成分分析儀表的基本構(gòu)成1．取樣裝置從工藝流程中取出具有代表性的待分析樣品引入分析儀表。2．預(yù)處理系統(tǒng)將生產(chǎn)過程中提取的樣品加以處理，以滿足檢測器對(duì)樣品狀態(tài)的要求。除灰塵、蒸汽、有害物質(zhì)及干擾組分。3．檢測變送（分析儀表的核心）將待分析樣品的成分量或物性量轉(zhuǎn)換成便于測量的電信號(hào)輸出。4．信號(hào)處理及顯示環(huán)節(jié)將分析裝置送來的信號(hào)進(jìn)行放大、運(yùn)算等處理，進(jìn)行相應(yīng)的指示、記錄，顯示出最終分析結(jié)果。二、氧量分析儀1．熱磁式氧分析器（1）工作原理根據(jù)氧氣具有很好的磁化特性，其體積磁化率為正，且比其他氣體大得多；并且氧氣的磁化率隨溫度的升高而急劇下降的特點(diǎn)工作。（2）傳感器結(jié)構(gòu)由鉑絲構(gòu)成的熱敏電阻RR2和固定電阻RR4構(gòu)成測量電橋。當(dāng)氣體中不含氧氣時(shí)，環(huán)形氣室的中間通道中無氣體通過，R1=R2，R3=R4，此時(shí)電橋平衡，輸出電壓△U=0。當(dāng)被測氣體中含氧氣時(shí)，由于磁場的吸引作用，氧氣被吸入中間通道，受熱而溫度上升。氧氣的溫度越高，磁場的吸引力越弱，因而冷氧氣所受到的磁場吸引力比熱氧氣大得多，中間通道形成磁風(fēng)，含氧量越高，磁風(fēng)越強(qiáng)。此時(shí)，R1被帶走熱量多，減小較多，而R2減小較少，R3=R4，電橋失去平衡，輸出不平衡電壓△U。2．氧化鋯氧量分析儀（1）工作原理：根據(jù)電化學(xué)中的濃差電池原理工作。（2）工作過程：氧化鋯兩側(cè)裝著多孔質(zhì)的鉑電極，其中一個(gè)鉑電極與已知氧含量的氣體充分接觸，另一電極與待測含氧氣體充分接觸，當(dāng)兩側(cè)氣體中氧濃度不同時(shí)，濃度高的一側(cè)，氧分子從鉑電極獲取電子，經(jīng)氧化鋯到達(dá)低濃度側(cè)，失去電子給鉑電極，變成氧分子，從而形成以氧化鋯為電解質(zhì)的濃差電池，兩極板間產(chǎn)生電動(dòng)勢。三、 氫量分析儀1．工作原理利用混合氣體中待測氣體含量發(fā)生變化，引起混合氣體總的導(dǎo)熱系數(shù)變化這一特性進(jìn)行測量。2．基本構(gòu)成熱導(dǎo)式氫分析器由預(yù)處理裝置、穩(wěn)壓器、發(fā)送器和顯示儀表等環(huán)節(jié)組成。其核心部分是發(fā)送器。3．發(fā)送器——雙橋路發(fā)送器由測量橋路、電源變壓器及調(diào)整電路等構(gòu)成。測量橋路實(shí)現(xiàn)氫氣濃度到交流電壓的轉(zhuǎn)換。課本中發(fā)送器的測量橋路是典型的交流電源供電的雙橋路結(jié)構(gòu)。參比橋： RR7 封裝上限濃度氣體，RR8封裝下限濃度氣體，構(gòu)成不平衡電橋，其輸出電壓U1恒定；工作橋：RR3 通以被測濃度氣體，RR4充以下限濃度氣體，其輸出電壓U2。當(dāng)被測氣體中氫氣濃度增高或降低時(shí)，相應(yīng)的RR3應(yīng)減小或增大，從而使U2變化。U2與U1比較后，通過顯示儀表進(jìn)行指示、記錄，即可測得氫氣含量。四、利用皮帶秤稱重1．電子皮帶秤的工作原理連續(xù)測量通過皮帶單位距離的貨物重量，同時(shí)相應(yīng)測量皮帶移動(dòng)了多少個(gè)單位距離，在一段時(shí)間內(nèi)將每個(gè)單位距離的重量累計(jì)起來就是這段時(shí)間皮帶所運(yùn)輸?shù)呢浳锟偭俊?．電子皮帶秤的基本結(jié)構(gòu)由稱重橋架（連接皮帶和稱重傳感器）、稱重傳感器（由水平安裝的懸臂梁式傳感器構(gòu)成）、測速傳感器、稱重儀表構(gòu)成。3．動(dòng)作過程當(dāng)物料加在皮帶上時(shí)，在重力作用下，稱重傳感器懸臂梁受力后產(chǎn)生彎曲變形，使粘貼在上面的電阻應(yīng)變片的阻值發(fā)生變化，應(yīng)變橋路失去平衡，從而輸出與重量信號(hào)成正比的mv級(jí)電信號(hào)。該信號(hào)與來自測速成傳感器的脈沖信號(hào)后，對(duì)這兩種信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU，進(jìn)行積分運(yùn)算，得到物料的累計(jì)量及瞬時(shí)流量加以顯示。五、電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量1．磁電式轉(zhuǎn)速傳感器（1）基本結(jié)構(gòu)：永久磁鐵、感應(yīng)線圈、磁盤（2）工作原理：根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作磁盤裝在被測轉(zhuǎn)軸上，與轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁盤上的齒形將引起磁盤與永久磁鐵間氣隙大小的變化，從而使永久磁鐵組成的磁路中磁通量隨之發(fā)生變化。磁路通過感應(yīng)