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1、典型物理量的测试第1页，此课件共51页哦15.1 5.1 温度的测试温度的测试温度温度是物体内部分子动能的表现形式，是物质的基本性质。是物体内部分子动能的表现形式，是物质的基本性质。一、温度测试的标准一、温度测试的标准1.1.热力学温度热力学温度开氏温度或绝对温度开氏温度或绝对温度 测试困难测试困难定义定义:将水三相点的热力学温度将水三相点的热力学温度定义为定义为273.16K273.16K，并将，并将1/273.161/273.16规定为规定为热力学温度的单位热力学温度的单位，以，以K K表示。表示。水三相点温度水三相点温度:当水的固、液、气三相处于平衡状态时当水的固、液、气三相处于平衡状态
2、时的温度。的温度。意义：意义：温度的检测与控制对包装工艺流程非常重要。温度的检测与控制对包装工艺流程非常重要。第2页，此课件共51页哦23.3.华氏温度华氏温度某些国家采用某些国家采用2.2.摄氏温度摄氏温度国际实用温度标准国际实用温度标准第3页，此课件共51页哦31、工业用温度计的种类、工业用温度计的种类二、温度计的种类及选择二、温度计的种类及选择第4页，此课件共51页哦4第5页，此课件共51页哦52、工业用温度计选用原则、工业用温度计选用原则（1）温度计的测温范围，测试精度；）温度计的测温范围，测试精度；（2）温度计的静态特性（线性度，灵敏度、稳定性等）温度计的静态特性（线性度，灵敏度、稳
3、定性等）（3）温度计的动态特性（温度随时间快速变化时）温度计的动态特性（温度随时间快速变化时）（4）温度计的使用场合）温度计的使用场合（5）成本）成本既要保证满足使用要求，又要经济实用。既要保证满足使用要求，又要经济实用。第6页，此课件共51页哦6三、常用的温度计三、常用的温度计（一）金属电阻温度计（一）金属电阻温度计测温精度高测温精度高1.1.金属电阻的温度特性金属电阻的温度特性要求：温度系数大要求：温度系数大2.2.测温金属电阻的分类测温金属电阻的分类铂（常用于高精度温度测试）、铜、镍、铂铂（常用于高精度温度测试）、铜、镍、铂-钴合金钴合金1 1）铂：标准化）铂：标准化 R RA2 A2
4、或或 P Pt t100 100（-260-1000-260-1000。C C）0.01-5 0.01-5。C C第7页，此课件共51页哦7温度系数温度系数:2 2）铜）铜 Cu50 Cu100 Cu50 Cu100 （0-1200-120）优点：温度一致性好，性能稳定优点：温度一致性好，性能稳定缺点：热稳定性差。缺点：热稳定性差。3 3）铂）铂-钴合金（含钴钴合金（含钴0.5%0.5%）(2-300K)(2-300K)极低温测试极低温测试第8页，此课件共51页哦83.3.测温电路测温电路工作原理工作原理:应用：电阻采用三线制配线应用：电阻采用三线制配线.1 1）恒电压电桥）恒电压电桥等效第9
5、页，此课件共51页哦9输出电压输出电压讨论：导线电阻对输出电压的影响讨论：导线电阻对输出电压的影响结论：实际输出电压结论：实际输出电压理论输出电压理论输出电压第10页，此课件共51页哦10等效输出电压输出电压2 2）恒电流电桥）恒电流电桥讨论：导线电阻对输出电压的影响讨论：导线电阻对输出电压的影响第11页，此课件共51页哦115.5.对测温电路的输出电压对测温电路的输出电压U U。的处理的处理第12页，此课件共51页哦12（二）热电偶温度计（二）热电偶温度计1.1.热电效应现象热电效应现象A A、BB不同材质的金属导体不同材质的金属导体t t、t t0 0不同的温度场不同的温度场EE热电势。大
6、小取决于两根导线的材质和接点的温差。热电势。大小取决于两根导线的材质和接点的温差。第13页，此课件共51页哦132.2.热电势的组成热电势的组成（1 1）接触电势）接触电势第14页，此课件共51页哦14（2 2）温差电势）温差电势第15页，此课件共51页哦15（3 3）热电偶回路中的热电势）热电偶回路中的热电势热电势存在条件：热电势存在条件：1 1）热电极材料不同）热电极材料不同2 2）两个接点温度不同）两个接点温度不同第16页，此课件共51页哦163.3.热电偶回路中的基本定律热电偶回路中的基本定律1 1）中间金属定律）中间金属定律当回路中接入第三个导体时，只要接当回路中接入第三个导体时，只
7、要接点处温度相同，电路的热电势不变。点处温度相同，电路的热电势不变。第17页，此课件共51页哦172 2）中间温度定律）中间温度定律热端温度热端温度冷端温度默认为：冷端温度默认为：0。C第18页，此课件共51页哦18存在问题：存在问题：1 1）热电偶电极材料昂贵，须使用补偿导线）热电偶电极材料昂贵，须使用补偿导线2 2）补偿导线也存在着热电效应）补偿导线也存在着热电效应3 3）每种热电偶都有专门的补偿导线）每种热电偶都有专门的补偿导线第19页，此课件共51页哦194.4.热电偶冷端热电偶冷端(基准温度基准温度)温度补偿温度补偿基准基准:当电桥温度为当电桥温度为2020。C C时时,电桥的输出为
8、电桥的输出为0;0;冷端与电桥处于相同的温度环境冷端与电桥处于相同的温度环境.第20页，此课件共51页哦205.5.热电偶回路的后续处理电路热电偶回路的后续处理电路(测量精度较高的场合测量精度较高的场合)第21页，此课件共51页哦215.2 5.2 湿度的测试湿度的测试湿度的定义湿度的定义:气体中水蒸气含量的多少。气体中水蒸气含量的多少。1 1）绝对湿度）绝对湿度水蒸气的饱和状态：水蒸气的饱和状态：气体中液态的水、气态的水共存状态气体中液态的水、气态的水共存状态标准大气压下，单位体积气体中所含水蒸气的质量（标准大气压下，单位体积气体中所含水蒸气的质量（g/mg/m3 3）第22页，此课件共51
9、页哦222 2）相对湿度）相对湿度在某温度下的水蒸气压在某温度下的水蒸气压e e与该温度下饱和水蒸气压与该温度下饱和水蒸气压e es s的比值的比值关系：关系：第23页，此课件共51页哦23 湿度计种类湿度计种类干湿球湿度计：温度差干湿球湿度计：温度差水蒸气压水蒸气压湿度湿度根据工作原理分类根据工作原理分类电阻式湿度计：湿度改变电阻式湿度计：湿度改变电阻值改变电阻值改变思路：思路：当前温度下的水蒸气压当前温度下的水蒸气压ee湿度湿度H H第24页，此课件共51页哦24一、干湿球湿度计（间接测量）一、干湿球湿度计（间接测量）1.1.简易干湿球湿度计简易干湿球湿度计第25页，此课件共51页哦252
10、.2.电阻温度计式干湿球湿度计电阻温度计式干湿球湿度计工作原理（同上）：工作原理（同上）：干球、湿球均为金属测温电阻。干球、湿球均为金属测温电阻。1）等湿曲线等湿曲线第26页，此课件共51页哦262）干湿比干湿比 Q Q 与相对湿度与相对湿度 H H 的关系的关系:一一对应一一对应第27页，此课件共51页哦273)干湿比干湿比 Q Q 测试电路测试电路 测试精度测试精度2%2%第28页，此课件共51页哦28二、电阻式湿度计（直接测量）二、电阻式湿度计（直接测量）工作原理：利用某些物质的电阻值随气体湿度而改变。工作原理：利用某些物质的电阻值随气体湿度而改变。1.相对湿度测定用的电阻湿度计相对湿度
11、测定用的电阻湿度计1）湿敏元件（材料）湿敏元件（材料）烧结型烧结型带热清洗装置带热清洗装置不带热清洗装置不带热清洗装置厚膜型厚膜型半导体湿敏陶瓷半导体湿敏陶瓷导电高分子材料导电高分子材料第29页，此课件共51页哦292)2)湿敏特性湿敏特性:吸附水分阻值改变吸附水分阻值改变第30页，此课件共51页哦303)3)湿度检测电路湿度检测电路第31页，此课件共51页哦311）湿敏材料（元件）：热敏电阻）湿敏材料（元件）：热敏电阻2.绝对湿度测定用的电阻湿度计绝对湿度测定用的电阻湿度计2）工作原理：利用干湿空气热传导率的差异测试湿度）工作原理：利用干湿空气热传导率的差异测试湿度第32页，此课件共51页哦
12、323）测试结果）测试结果第33页，此课件共51页哦33第34页，此课件共51页哦345.3 5.3 重量的测试重量的测试重量的测试的方法重量的测试的方法电气式电气式机械式机械式1 1）直接把重量转换成电量：压电式重量传感器）直接把重量转换成电量：压电式重量传感器2 2）把重量转变成弹性元件的变形量，再将变形）把重量转变成弹性元件的变形量，再将变形量转换成电量的间接测量量转换成电量的间接测量 应变片应变片第35页，此课件共51页哦35一、应变片式重量传感器的原理和结构一、应变片式重量传感器的原理和结构第36页，此课件共51页哦361.1.弹性元件的类型及应变片的贴法弹性元件的类型及应变片的贴法
13、第37页，此课件共51页哦37第38页，此课件共51页哦382.2.桥式处理电路桥式处理电路将应变片阻值的改变转变成电桥的输出将应变片阻值的改变转变成电桥的输出接法：接法：将受力状态相同的应变片接于电桥的对边，将受力状态相同的应变片接于电桥的对边，将受力状态相反的应变片接于电桥的邻边。将受力状态相反的应变片接于电桥的邻边。第39页，此课件共51页哦39第40页，此课件共51页哦40二、应变片式重量传感器的应用二、应变片式重量传感器的应用1.1.皮带电子秤皮带电子秤第41页，此课件共51页哦41第42页，此课件共51页哦422.2.定量电子秤定量电子秤第43页，此课件共51页哦43第44页，此课
14、件共51页哦445.4 5.4 压力的测试压力的测试压力：气体或液体作用于单位面积上的力。压力：气体或液体作用于单位面积上的力。压力的大小：由基准点选取的位置决定压力的大小：由基准点选取的位置决定绝绝对对压压力力表表压压真真空空压压011.013101.013105 5PaPa低真空低真空:绝对压绝对压133.310-3Pa高真空高真空:133.3:133.310-8Pa绝对压绝对压133.310-3Pa超高真空超高真空:绝对压绝对压133.310-8Pa第45页，此课件共51页哦45一、压力计的分类一、压力计的分类纯机械式压力计：弹性元件变形通过机械的方式放大纯机械式压力计：弹性元件变形通过
15、机械的方式放大压力传感器：将弹性元件的变形以各种方式转换成电量变化。压力传感器：将弹性元件的变形以各种方式转换成电量变化。二、压力计用弹性元件分类二、压力计用弹性元件分类1.1.膜片膜片:用于用于2MPa2MPa以下的压力测试以下的压力测试第46页，此课件共51页哦462.2.波登管波登管:用于用于50kPa 50kPa 200 MPa 200 MPa 的压力测试的压力测试第47页，此课件共51页哦47三、几种压力传感器三、几种压力传感器将弹性元件的变形转换为电路中电参数的变化将弹性元件的变形转换为电路中电参数的变化.1.1.应变筒式压力传感器应变筒式压力传感器圆柱形应变筒圆柱形应变筒悬链膜片
16、悬链膜片:弹性元件弹性元件工作应变片工作应变片温度补偿应变片：温度补偿应变片：冷却水冷却水第48页，此课件共51页哦482.2.平膜片式压力传感器平膜片式压力传感器第49页，此课件共51页哦49四、真空度的测试四、真空度的测试低压力的测试低压力的测试1.1.热传导真空计热传导真空计(灯丝温度灯丝温度气体压力气体压力)工作原理工作原理:利用气体分子传量热量的程度进行压力测试利用气体分子传量热量的程度进行压力测试第50页，此课件共51页哦502.2.电离式真空计电离式真空计工作原理工作原理:将稀薄的气体电离后通过测定离子数得压力值将稀薄的气体电离后通过测定离子数得压力值.热阴极电离真空计热阴极电离真空计放电能电离真空计放电能电离真空计 利用利用射线射线第51页，此课件共51页哦51