《测试技术研》PPT课件.ppt

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1、8 温 度 测 试 温 度 异 常 是 机 械 设 备 故 障 的 “ 热 信 号 ” 齿 轮 箱 、 滑 动 轴 承 、 柴 油 机 水 温 、 进 排 气 温 度 检 测 目 标 ： 温 度 、 温 差 、 温 度 场 、 热 像 检 测 原 理以 热 传 导 、 热 扩 散 或 热 容 量 等 热 学 性能 的 变 化 为 基 础利 用 物 体 的 热 膨 胀 、 热 电 变 换 、 热 电阻 、 热 辐 射 以 及 熔 点 、 硬 度 、 颜 色 等随 温 度 变 化 的 物 理 效 应 和 化 学 效 应 来实 现 8.1 测 温 方 法 的 分 类 根 据 被 测 对 象零 件 温

2、 度 ： 表 面 温 度 和 体 内 温 度流 体 温 度 ： 稳 定 温 度 和 动 态 温 度 根 据 测 温 方 法接 触 式 传 感 器 同 被 测 对 象 直 接 接 触 ， 两 者经 热 交 换 而 达 到 热 平 衡非 接 触 式 感 温 元 件 接 收 被 测 对 象 辐 射 的 能 量 接 触 式 测 温 法 热 电 阻 （ 热 敏 电 阻 ） 、 热 电 偶 发 展 早 、 应 用 广 、 技 术 成 熟 对 温 度 分 布 有 干 扰 （ 负 载 效 应 ） ，测 量 精 度 受 限 非 接 触 式 测 温 法 不 干 扰 被 测 对 象 的 温 度 分 布 ， 测 量精

3、 度 较 高 可 以 远 距 离 测 量 敏 感 元 件 因 无 须 同 被 测 对 象 共 温 接触 而 不 会 熔 融 和 腐 蚀 8.2 热 电 偶 测 温 法 测 温 范 围 宽 、 准 确 度 高 、 稳 定 性 好 、热 惯 性 小 结 构 简 单 、 制 造 方 便 能 测 静 态 、 动 态 、 固 体 、 流 体 温 度 基 本 原 理 温 差 电 效 应 （ 热 电 效 应 ） 能 量 转 换 型 传 感 器热 能 转 化 为 电 能 直 接 输 出 电 压 信 号与 二 次 仪 表 结 合 使 用 ， 量 度 、 记 录 、显 示 和 传 输 都 很 容 易 热 电 效

4、应 性 质 的 应 用 热 电 偶 须 用 两 种 不 同 的 均 匀 金 属 构 成 若 参 比 端 温 度 为 已 知 恒 定 值 时 ， 可 用 间接 方 法 求 得 被 测 温 度 可 连 接 延 长 导 线 而 不 影 响 其 性 能 常 用 热 电 偶 理 论 上 任 何 两 种 导 体 都 可 配 成 热 电 偶 ，实 际 上 并 非 都 能 制 成 有 效 的 测 温 元 件纯 金 属 热 电 偶 热 电 势 太 小非 金 属 热 电 偶 虽 热 电 势 较 高 ， 但 其 复现 性 和 稳 定 性 都 差 目 前 广 泛 采 用 的 热 电 偶 多 由 合 金 与 合 金或

5、合 金 与 纯 金 属 配 成 参 比 端 补 偿 热 电 偶 分 度 表 是 在 参 比 端 温 度 为 零 的 条件 下 得 出 的 参 比 端 温 度 不 为 零 ， 则 需 要 进 行 补 偿 ，消 除 参 比 端 温 度 波 动 而 引 起 的 测 量 误 差 恒 温 法保 持 冰 点维 持 参 比 端 温 度 为 一 已 知 恒 定 值 ,间 接得 出 导 线 法参 比 端 温 度 难 恒 定 时 ， 用 补 偿 导 线 转移 电 桥 法用 补 偿 电 桥 自 动 调 节 参 比 端 温 度 随 时间 和 环 境 而 产 生 的 波 动 ， 以 保 持 其 长期 恒 定 不 同 状

6、 况 测 量 平 均 温 度 若 干 测 点 ， 热 电 特 性 、 电 阻 值 均 相 同 的 热 电偶 ， 并 连 两 点 温 度 两 相 同 型 号 的 热 电 隅 ， 采 取 差 动 连 接 方 式 多 点 温 度 多 支 热 电 偶 同 接 到 一 台 测 量 仪 表 ， 转 换 开 关 ，逐 一 测 得 测 量 误 差 分 析 热 分 流 误 差 工 作 端 的 热 容 要 干 扰 被 测 物 体 的 温 度 分布 安 装 热 电 偶 时 尽 量 让 工 作 端 及 其 附 近 部分 与 待 测 物 体 等 温 电 分 流 误 差 高 温 下 ， 热 电 偶 之 间 以 及 热 电

7、 偶 同 大 地之 间 ， 绝 缘 体 的 电 阻 率 会 降 低 ， 造 成 热电 势 损 耗 补 偿 导 线 误 差 补 偿 导 线 与 热 电 偶 所 用 材 料 不 同 ， 热 电 特 性的 差 异 将 产 生 误 差 保 证 接 点 温 度 均 匀 ， 整 体 分 度 参 比 端 误 差 补 偿 电 桥 在 平 衡 点 和 计 算 点 之 外 的 其 它 温 度点 上 ， 不 能 对 参 比 端 完 全 补 偿 分 度 误 差 具 体 与 通 用 分 度 表 校 验 动 态 误 差 热 惯 性 制 约 ， 指 示 值 总 是 滞 后 于 真 实 值 通 过 减 小 热 接 点 质 量

8、 、 增 大 热 交 换 面 积 来 降低 8.3 热 电 阻 测 温 法 利 用 金 属 的 电 阻 温 度 特 性 热 接 点 体 积 较 大 ， 不 适 于 测 量 点 温和 动 态 温 度 常 用 热 电 阻 元 件 铂 热 电 阻 测 量 精 度 高 、 稳 定 性 和 复 现 性 好 铜 热 电 阻 电 阻 温 度 系 数 较 大 ， 电 阻 温 度 特 性 几 乎 线 性 电 阻 率 偏 小 为 得 到 适 当 的 电 阻 值 ， 要 将 其 拉 得 细 长 ， 使 得 机 械强 度 降 低 、 滞 后 时 间 增 加 价 格 低 廉 普 遍 使 用 在 要 求 不 太 高 的

9、测 温 场 合 热 电 阻 的 测 量 及 接 线 方 式 阻 值 随 温 度 的 变 化 量 须 转 换 成 电 压 信 号 多 采 用 电 桥 测 量 电 路 热 电 阻 接 入 电 桥 的 方 式 两 线 制两 条 导 线 的 分 布 电 阻 全 都 加 在 一 个 桥臂 上 ， 当 其 电 阻 随 环 境 温 度 变 化 时 ，会 引 起 较 大 的 测 量 误 差 三 线 制通 过 第 三 条 导 线 ， 可 将 前 两 条 导 线 的分 布 电 阻 均 分 到 两 个 桥 臂 上 ， 当 温 度变 化 时 ， 两 臂 阻 值 等 量 增 加 ， 可 以 互相 抵 消测 量 精 度

10、受 到 的 影 响 较 小适 于 被 测 对 象 距 离 电 桥 较 远 的 场 合 8.4 热 敏 电 阻 测 温 法 许 多 半 导 体 材 料 ， 其 电 阻 对 温 度 变 化 极为 敏 感 特 点 电 阻 温 度 系 数 大 灵 敏 度 高 ， 可 测 微 小 温 度 变 化 热 惯 性 小 响 应 速 度 快 ， 用 于 动 态 测 试 电 阻 值 大 作 远 距 离 测 量 时 不 必 考 虑 导 线 电 阻 的 影 响 常 用 热 敏 电 阻 元 件 珠 状 体 积 小 、 响 应 快 测 极 小 区 域 温 度 的 点 温 计 薄 膜 响 应 速 度 更 快 特 别 适 用

11、于 红 外 探 测 8.5 光 纤 测 温 法 优 点 灵 敏 度 高 几 何 形 状 具 有 多 方 面 的 适 应 性 抗 干 扰 能 力 强 光 纤 传 感 器 原 理 以 光 学 量 转 换 为 基 础 ， 以 光 信 号 为变 换 和 传 输 的 载 体 ， 利 用 光 导 纤 维输 送 光 信 号 传 光 原 理 全 反 射 传 感 原 理 光 波 调 制光 波 随 被 测 量 的 变 化 而 变 化按 光 的 强 度 、 波 长 、 频 率 、 相 位 和 偏振 态 等 随 被 测 量 的 变 化 而 变 化 分 为 不同 的 调 制 型 式 光 纤 传 感 器 类 型 传 感

12、（ 功 能 ） 型光 纤 不 仅 起 传 输 光 波 的 作 用 ， 还 起 敏感 元 件 的 作 用 ， 由 它 对 光 波 实 行 调 制综 合 了 测 量 领 域 的 “ 传 ” 与 “ 感 ” 传 光 （ 非 功 能 ） 型光 纤 仅 仅 起 传 输 光 波 的 作 用 ， 对 光 波的 调 制 则 需 要 依 靠 其 他 元 件 来 实 现 光 纤 温 度 测 量 技 术采 用 光 纤 温 度 传 感 器利 用 辐 射 式 测 温 原 理 光 纤 只 作 为 传 送 辐 射 的 “ 连 接 件 ” 测 量 壳 体 内 的 温 度 时 ， 用 光 纤 温 度传 感 器 有 其 独 到 之 处可 测 量 变 压 器 、 发 电 机 、 电 动 机 的 体内 温 度 以 及 高 电 压 装 置 的 温 度