項目二溫度檢測傳感器項目目標（1）了解常用溫度傳感器的基本工作原理（2）能夠利用熱電偶、熱電阻、熱敏電阻測量溫度任務一熱電偶測量溫度任務引入人們的日常生活及工業(yè)生產(chǎn)當中經(jīng)常要對溫度提出要求，例如熱水器、高溫電爐等。目前檢測溫度最主要的元器件之一是熱電偶。其結(jié)構(gòu)簡單，測量范圍寬、準確度高、熱慣性?。惠敵鲂盘枮殡娦盘?，便于遠傳或信號轉(zhuǎn)換；能用來測量流體的溫度、測量固體以及固體壁面的溫度；微型熱電偶還可用于快速及動態(tài)溫度的測量。在本任務中我們使用不同的熱電偶檢測物體的溫度。任務描述（1）了解熱電偶測量溫度的基本原理（2）掌握普通熱電偶的安裝和使用的方法（3）能夠正確的選用溫度補償導線（4）可以正確地安裝和使用薄膜熱電偶測量溫度任務目標相關知識1.熱電偶的工作原理兩種不同的導體或半導體A和B組合成的閉合回路，若導體A和B的連接處溫度不同（設T＞T0），則此閉合回路中將有電流產(chǎn)生，即回路中有電動勢存在，這種現(xiàn)象叫做熱電效應。熱電偶的熱電勢，等于兩端溫度分別為T和零度以及T0和零度的熱電勢之差。2.熱電偶的結(jié)構(gòu)和分類普通裝配型熱電偶微型快速熱電偶

快速薄膜式熱電偶鎧裝型熱電偶

隔爆型熱電偶三種常見的熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖工業(yè)熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖快速反應薄膜熱電偶結(jié)構(gòu)快速消耗微型熱電偶結(jié)構(gòu)

國際電工委員會（IEC）推薦了8種類型為標準化熱電偶，即為T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型。標準化熱電偶的特點及適用范圍名稱分度號適用范圍測溫范圍／℃銅－康銅T低溫-200～+350鎳鉻－康銅E中溫-200～+800鐵－康銅J-200～+750鎳鉻－鎳硅K高溫-200～+1200鉑銠30－鉑銠6B超高溫+500～+1700鉑銠13－鉑R0～+1600鉑銠10－鉑S0～+1600型號13.熱電偶的使用方法1）熱電偶選型流程分度號2防爆等級3保護管材質(zhì)6精度等級4安裝固定形式5長度或插入深度7熱電偶的型號表示方法分度號選型的經(jīng)驗：（1）使用溫度在1300~1800℃，要求精度又比較高時，一般選用B型熱電偶。（2）高于1800℃一般選用鎢錸熱電偶。（3）使用溫度在1000~1300℃，要求精度又比較高可用S型熱電偶和N型熱電偶。（4）在1000℃以下一般用K型熱電偶和N型熱電偶。（5）低于400℃一般用E型熱電偶。（6）250℃以下及負溫度測量一般用T型電偶，在低溫時T型熱電偶穩(wěn)定而且精度高。2）熱電偶常用測溫電路2）熱電偶常用測溫電路3）熱電偶的安裝工藝熱電偶接入測量電路的兩種方式現(xiàn)場安裝熱電偶的原則①為確保測量的準確性，應根據(jù)工作壓力、溫度、介質(zhì)等方面因素，選擇合理的熱電偶結(jié)構(gòu)和安裝方式。②選擇測溫點要具有代表性，即熱電偶的工作端不應放置在被測介質(zhì)的死角，應處于管道流速最大處。③要合理確定插入深度。一般管道安裝取150～200mm，設備上安裝取小于等于400mm，管道安裝通常使工作端處于管道中心線1/3管道直徑區(qū)域內(nèi)。熱電偶插入方式(a)直插(b)斜插(c)肘管安裝1－墊片；2－45°角連接頭；3－直形連接頭熱電偶在擴大管上的安裝1－墊片；2－45°角連接頭；3－擴大管4）熱電偶的冷端溫度補償補償導線法冷端恒溫法機械調(diào)零法熱電偶測量補償導線連接

用補償導線將熱電偶的冷端引到遠離現(xiàn)場的溫度相對穩(wěn)定的控制室的儀表上，起到延長冷端的作用，但其本身不能消除冷端溫度變化對被測溫度的影響。此方法適用于工業(yè)測量現(xiàn)場。冰浴法

將熱電偶的冷端置于裝有冰水混合物的恒溫容器中，使冷端的溫度保持在0℃不變。此法也稱冰浴法，它消除了T0不等于0℃而引入的誤差。由于冰融化較快，所以一般只適用于實驗室中。機械零位調(diào)整法

當熱電偶與動圈式儀表配套使用時，若熱電偶的冷端溫度比較恒定，對測量準確度要求不高時，可在儀表未工作前將儀表機械零位調(diào)至冷端溫度處。此方法適用于工業(yè)測量現(xiàn)場。5）熱電偶的配套儀表1）帶冷端溫度自動補償；2）單片機智能化設計，儀表零點、量程等全部參數(shù)可按鍵設定；3）具有軟件校驗功能，可通過按鍵對儀表進行校準；4）具有超量程指示、斷線指示等故障自診斷功能；5）采用開關電源，電壓適應范圍寬，儀表體積小、重量輕。6）220VAC或24VDC供電電源。XMZ系列智能數(shù)字顯示儀表智能溫控儀表由單片機控制，可輸入各種熱電偶、熱電阻或線性信號。任務實施薄膜式熱電偶測量CPU的散熱片［活動1］熱電偶測量水箱中水溫［活動2］［活動1］薄膜式熱電偶測量CPU的散熱片①將薄膜式熱電偶的引出線按照溫度顯示儀表后接線端的說明連接到儀表上。引出線顏色標記：紅色負極、白色正極。②將薄膜式熱電偶緊貼在散熱片平面部分的中間位置用粘結(jié)劑粘貼牢固。③用吹風機對金屬散熱片吹熱風,并觀察儀表顯示的溫度讀數(shù)，做好記錄。［活動2］熱電偶測量水箱中水溫①將WRK型熱電偶和補償導線的接線端剝削處理，并按照正負極性要求連接。②打開電源調(diào)整溫度顯示儀表，校隊零點，調(diào)整參數(shù)設置。③在一個水箱內(nèi)放入冰水混合液體，將熱電偶測溫端放入水箱內(nèi)，觀察顯示儀表的數(shù)值。④在另一個水箱中倒入4/5水量的熱開水，將熱電偶測溫端放入水箱內(nèi)，觀察顯示儀表的數(shù)值。⑤將SWP-TC型熱電偶按圖接線。接線時可以不用溫度補償導線，但是在工業(yè)現(xiàn)場，如果距離儀表較遠的情況下，應該使用屏蔽線連接溫度儀表。⑥將熱電偶的測溫端放入冰水混合液的水箱內(nèi)，觀察顯示儀表的數(shù)值。⑦將熱電偶測溫端放入熱水箱內(nèi)觀察顯示儀表的讀數(shù)。任務二熱敏電阻測溫度任務引入現(xiàn)在室內(nèi)外的許多場合都可以看到有環(huán)境溫度的顯示屏，許多家電產(chǎn)品如熱水器、電冰箱等也都有溫度控制器。這些全都是利用熱敏電阻的動態(tài)測溫來實現(xiàn)的。在本任務中我們使用萬用表來檢測熱敏電阻的特性。任務描述（1）了解熱敏電阻溫度計的測溫原理（2）能夠搭建測溫電路（3）可以正確測量出溫度值任務目標相關知識1.熱敏電阻的種類

利用半導體材料的電阻率隨溫度變化而改變的性質(zhì)制成的。在溫度傳感器中領域中熱敏電阻發(fā)展最為迅速，由于性能上不斷的改進，穩(wěn)定性已大為提高，在許多場合下（-40~+350℃）熱敏電阻已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的溫度傳感器。MF12型NTC熱敏電阻大功率PTC熱敏電阻貼片式NTC熱敏電阻帶安裝孔的熱敏電阻熱敏電阻的阻值與溫度之間的關系1）正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）：電阻值隨溫度升高而增大，簡稱PTC熱敏電阻。2）負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）：電阻值隨溫度升高而下降，簡稱NTC熱敏電阻。3）突變型負溫度系數(shù)熱敏電阻器（CTR）：電阻值在某特定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而降低3～4個數(shù)量級，即具有很大負溫度系數(shù)。1-NTC；2-CTR；3、4-PTC熱敏電阻的電阻-溫度特性曲線2.熱敏電阻的使用方法應用舉例熱敏電阻體溫表熱敏電阻用于電熱水器的溫度控制電機保護變壓器保護晶體管保護熱敏電阻的應用任務實施利用萬用表判別熱敏電阻的好壞［活動1］測試時應注意以下幾點：①熱敏電阻在常溫下的電阻值（Rt）是生產(chǎn)廠家在環(huán)境溫度為25℃時所測得的，所以用萬用表測量Rt時，亦應在環(huán)境溫度接近25℃時進行，以保證測試的可信度。②測量功率不得超過規(guī)定值，以免電流熱效應引起測量誤差。③注意正確操作。測試時，不要用手捏住熱敏電阻體，以防止人體溫度對測試產(chǎn)生影響。④注意不要使熱源與PTC熱敏電阻靠得過近或直接接觸熱敏電阻，以防止將其燙壞。任務三熱電阻測量溫度任務引入

車間里，電動機運轉(zhuǎn)時傳動機構(gòu)有異物進入被卡住了，此時電動機會因為堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，導致電動機的損壞。為了知道電動機的溫度是否正常，提早發(fā)現(xiàn)異常，排除故障，需要用端面熱電阻對電動機的軸進行溫度監(jiān)測。當溫度在200℃左右時，人們一般用熱電阻來測量溫度。在本任務中我們使用熱電阻測量物體的溫度。任務描述（1）掌握熱電阻測溫的原理（2）能夠正確安裝和使用普通熱電阻和端面熱電阻任務目標相關知識1.常用熱電阻的種類及結(jié)構(gòu)

熱電阻傳感器是利用導體或半導體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進行測溫的。熱電阻傳感器分為金屬熱電阻和半導體熱電阻兩大類,一般把金屬熱電阻稱為熱電阻,而把半導體熱電阻稱為熱敏電阻。標準鉑電阻溫度計的精確度高,并作為國際溫標的標準儀器。薄膜型鉑熱電阻小型鉑熱電阻普通型鉑熱電阻銅熱電阻工業(yè)中應用最廣的金屬熱電阻是鉑電阻和銅電阻熱電阻的結(jié)構(gòu)裝配式熱電阻鎧裝式熱電阻熱電阻與熱電偶的對比

熱電阻與熱電偶的選擇最大的區(qū)別就在于溫度范圍的選擇，熱電阻是測量低溫的溫度傳感器，而熱電偶是測量中高溫的溫度傳感器。

在選擇時如果測量溫度在200℃左右就應該選擇熱電阻測量，如果測量溫度在600℃就應該選擇K型熱電偶，如果測量溫度在1200～1600℃就應該選擇S型或者B型熱電偶。2.熱電阻的使用方法1）熱電子測溫電路及應用2）熱電阻的安裝要求

對熱電阻的安裝，應注意有利于測溫準確，安全可靠及維修方便，而且不影響設備運行和生產(chǎn)操作。1）為了使熱電阻的測量端與被測介質(zhì)之間有充分的熱交換，應合理選擇測點位置，盡量避免在閥門，彎頭及管道和設備的死角附近裝設熱電阻。2）帶有保護套管的熱電阻有傳熱和散熱損失，為了減少測量誤差，熱電偶和熱電阻應該有足夠的插入深度：3）安裝注意事項1）熱電阻應盡量垂直裝在水平或垂直管道上，安裝時應有保護套管，以方便檢修和更換。2）測量管道內(nèi)溫度時，元件長度應在管道中心線上(即保護管插入深度應為管徑的一半)。3）溫度動圈表安裝時，開孔尺寸要合適，安裝要美觀大方。4）高溫區(qū)使用耐高溫電纜或耐高溫補償線。5）要根據(jù)不同的溫度選擇不同的測量元件。一般測量溫度小于400℃時選擇熱電阻。6）接線要合理美觀，表針指示要正確任務實施普通熱電阻測量水槽箱內(nèi)水溫［活動1］熱電偶測量水箱中水溫［活動2］［活動1］薄膜式熱電偶測量CPU的散熱片1）將熱電阻和顯示儀用導線按照電路圖2-28進行連接。2）打開電源調(diào)整溫度顯示儀表，校隊零點，調(diào)整參數(shù)設置。3）在一個水箱內(nèi)放入冰水混合液體，將熱電阻測溫端放