4.1_1温度传感器在线视频

同学们好

欢迎回到课堂

现在我们一起来学习机舱常用参数的检测原理

本部分分为两小节

机舱常用传感器和变送器

我们来复习一下反馈控制系统的组成

即控制对象 测量单元 控制单元和执行机构

测量传感器和信号变送器组成测量单元

传感器的作用是将被测量的物理量

变化转化成位移变化 压力变化和

电阻 电容 电感和电压等电参数的变化

变送器则把这些变化进一步转换成

标准的气信号或者电信号

在船舶机舱中

传感器的类型多种多样

这里仅从传感器的用途出发

介绍船舶机舱最常见的几种传感器

及其信号转换电路

完成本节内容的学习后应能作到　

一 掌握常用传感器的工作原理

与在船舶机舱中的应用情况

第二了解传感器的分类

本节要学的传感器有如下6种

温度传感器 压力传感器 液位传感器

流量传感器 转速传感器 扭矩传感器

下面我们先来讲一下温度传感器

船中常用的温度传感器有热电阻式

热电偶式和热敏电阻式

热电阻式温度传感器是根据

热电阻材料的电阻率随温度的增加

而增加的原理工作的

常见的热电阻有铜热电阻和铂热电阻两种

热电阻由电阻体 绝缘体

保护套管和接线盒四部分组成

接线方式有二线制 三线制 四线制

常用的是三线制

热电阻式温度传感器常采用电桥电路

将被测温度的变化转换成相应的电压输出

但热电阻安装在所要检测的管路和设备中

若与转换电桥之间有一定的距离

则由于连接导线的电阻值

也会随环境温度的变化而变化

引起一定的测量误差

为此

热电阻通常采用三线制接法来

实现对环境温度变化的补偿

如图所示三线制接法采用两根材料

长度和截面积相同的导线分别接在

测量桥臂和调零桥臂

以保证导线的电阻值相等

当环境温度变化时

两根导线阻值的变化量相等而抵消

使电桥输出保持不变

实船热电阻传感器如图所示

在船上常用于测量冷却水温度和轴承温度

常用铜丝或铂丝双线并绕在绝缘骨架上

再把它插入保护套管内

装在要检测的管路或设备中

热电阻传感器的电阻值与测量温度一一对应

具有较好的线性关系

详细的对应关系可通过公式计算或

查阅热电阻分度表得到

Pt100是船舶机舱常用的铂热电阻

图中所示为PT100的分度表

当测量温度为0℃时

电阻值呢为100Ω

在100℃的时候电阻值呢是138.51Ω

热电偶是由两种不同的金属导体

把其端点焊接在一起

并插入护套制成的

焊接端称为热端

与导线连接端称为冷端

热端插入需要测温的测量点

冷端置于环境温度中

如果热 冷两端温度不同

则在热电偶回路中产生热电势

当冷端温度不变时

其热电势随热端温度的升高而增大

由于冷端温度是随室温变化的

若热端测量温度不变而环境温度升高

则因热 冷端之间的温差减小使热电势呢也减小

影响测量精度

为了消除冷端温度变化对测量精度的影响

可采用冷端温度补偿

冷端温度补偿的方法很多

如图所示的为电桥补偿法

图中R0 R1和R2是锰铜丝绕制的电阻

它们的电阻值基本不随温度变化

Rcu是铜丝绕制的补偿电阻

其电阻值随温度升高而增大

温度补偿电桥的输出Uab与

热电偶输出电势e串联

只要补偿电阻和电路参数调整合适

补偿电桥的输出正好可以抵消

由于冷端温度变化而引起的测量误差

热电偶式传感器适用于检测高温的场合

例如应用于主机排气温度的测量

这里列出了八种国际通用的热电偶

常用热电偶的测温范围及热电势如表所示

这里给出了K型热电偶分度表

下面讲一下热电偶与热电阻的区别

第一个区别是测温范围

热电偶是高温测量 热电阻是低温测量

第二个区别是金属材料不同

热电偶是双金属 热电阻是单金属

第三个不同是检测原理不同

热电偶呢是感应电动势 热电阻呢是电阻

第四个不同是接线方式的不同

热电偶呢有正负之分

而热电阻呢是无正负之分

下面介绍热敏电阻式温度传感器

它的原理是

温度引起半导体陶瓷材料电阻变化

它具有负的电阻温度系数

随温度上升而阻值下降

它的特点是

灵敏度ne 较高

精度呢可以达到0.1度

感温时间可达10秒以下

另外呢是工作温度呢范围广

常温器件适用于-55℃～315℃

第三个特点呢是体积小

能够测量其他温度计无法测量的空隙

第四个特点呢是负的温度系数 非线性化

这里给出热敏电阻式温度传感器的实用示例

第一个呢是用于温度控制的

第二个呢是用于体温测量的

第三个呢是CPU温度测量的

以上是对温度传感器的介绍

谢谢大家