信号检测ppt课件

C
E(t,t0)
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§4.1 温度检测
金属原热理电：阻导体的ρ随温度T变化。
特点：灵敏度低，精度高，宜用于常温和低温测量。 对导体材料的要求：理化性能稳定，ρ随T的变化 大，线性好。常用：铂、铜。
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§4.1 温度检测
温敏电阻（PTC/NTC）
特点：灵敏度高，A系数是金属的10～100倍；响应 速度快；非线性大；互换性、稳定性差 分类：负温度系数；正温度系数（常用于温度补偿 电路中）
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§4.1 温度检测
集成温度传感器
半导体PN结电压随温度变化
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§4.1 温度检测
其他测温方法
•辐射测温 •光纤温度传感器
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§4.1 温度检测
其他测温方法
非接触式测温方法是应用物体的热辐射能量随温度的变化而变化的 原理。物体辐射能量的大小与温度有关, 并且以电磁波形式向四周辐射, 当选择合适的接收检测装置时, 便可测得被测对象发出的热辐射能量并 且转换成可测量和显示的各种信号, 实现温度的测量。
热电式
热电偶
接触式测温
非接触式测 温
电阻式
半导体 式
光纤式
热辐射 式
热电阻、温敏电 阻
集成温度传感器
光纤温度传感器 光纤辐射温度计
温度辐射传感器
直观、无电路 误差大
测温范围大、恶劣环境 非线性误差大 精度高 校正电路复杂 简化电路 误差较大 精度高 成本高 非接触 受介质影响
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§4.1 温度检测
测温方法及温标
这类测温方法的温度传感器主要有光电高温传感器、红外辐射温度 传感器、光纤高温传感器等。非接触式温度传感器理论上不存在热接触 式温度传感器的测量滞后和在温度范围上的限制,可测高温、腐蚀、有 毒、运动物体及固体、液体表面的温度,不干扰被测温度场, 但精度较 低,使用不太方便。
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§4.2 压力检测
概述
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热电偶传感器
工业热电偶结构
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热电偶传感器
工业热电偶结构
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热电偶传感器
工业热电偶结构
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热电偶传感器
工业热电偶结构
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热电偶传感器
热电偶的测量 方法
冰浴法 冷端测量法 补偿导线法 电位补偿法
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热电偶传感器
冰浴法
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热电偶传感器
冷端测量法
eA(T,T0 ) eA(T,T1) eA(T1,T0 )
第4章 参数检测技术
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第4章 参数检测技术
1 温度检测 2 压力检测 3 物位检测 4 流量检测 5 机械量检测
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§4.1 温度检测
测温方法及温标
热电偶
金属热电阻
温敏电阻（PTC/NTC）
集成温度传感器
其他测温方法
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§4.1 温度检测
测温方式 类别
典型传感器
优缺点
测温方法膨及胀温式 标 汞柱温度计
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热电偶传感器
热电偶基本定律
①均质导体定律：热电偶必须由两种不同性质的均质 材料构成。
②中间导体定律：在热电偶测温回路内，接入第三种 导体时，只要第三种导体的两端温度相同，则对 回路的总热电势没有影响，即热电偶接过渡（中
间（）测导量e体引A（线B (传）T )感器e引BC出(T）) 时 ，eA总C (回T路) 电势不变。
华氏温度（tF）：ºF
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摄氏温度（tC） ：ºCtF 32 5 tC 开尔文（T） ：K tC T 273.15
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§4.1 温度检测
热电偶
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热电偶传感器
热电偶工作原理
热电现象：两种不同材料导线在连接处形成节，如将
这两个节分别置于不同的温度下（T0和AT1），便会在
温向差低电温势段：扩同散一，种 高金温属处导带体正，电由。于二eA头(T的,T温0 )度不T0同，Ad电T 子从高温段
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汤姆逊系数σA与T0、T有关，表示导体两端单位温度差时产生的电
热电偶传感器
A
回路总电势
T
T0
B
EAB (T ,T0 ) eAB (T ) eB (T ,T0 ) eBA (T0 ) eA (T0 ,T ) eAB (T ) eB (T ,T0 ) eA (T ,T0 ) eAB (T0 )
回路中形成电流。
T
T0
B
热电接势触分电势为：接不触同电 材料势电和子浓温度差不电同，势在节点处发eA生B (扩T )散导keT致ln电NN势BA
设：导体A、B的电子浓度分别为NA、NB，则：
其中：K为波尔兹曼常数,T为结点所处温度 若NA >NB ，则eAB(T)>0,反之亦然。故：电子浓度T 高的材料电位高。
查表
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热电偶传感器
冷端测量法
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热电偶传感器
补偿导线 法
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热电偶传感器
电位补偿法
标准测量时，T=0°C，但实际应用时较
难实现。常用方法为电位补偿法。补偿
电路置于变化的温度环境（tn）中，调 整正温R使度E系(t数n，电to阻)R=。UVA，+ 一般t0=0°C,Rt为
当tn↑,UA↑以补偿Utn(t,UtAn)的下降 R1 Rt C A B T:测量温度
③中间温度定律：在热电偶测温回路中，tc为热电极上
某热一电点势e的eAAB温((Tt度,,tT，00))热等电于e偶热A电A(TB偶在,T接A1B)点在温接e度点A (为温T1度t,、Tt0t、)0时tc的和
tc、t0时的热电势（温度补偿）
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热电偶传感器
热电偶材料及类型 铂铹—铂热电偶，特点：精度高， 〈1300°C 镍铬—镍硅热电偶，特点：线性好，50~1300°C，价格低 镍铬—铐铜热电偶，特点：灵敏度高，常 温测量，-50~500°C，价格低 钨铼10—钨铼20热电偶，特点：精度高， 测高温、~2000°C，成本高
eBA(T0 ) eAB (T0 ) eA(T0,T ) eA(T,T0 )
讨论： ①热电偶的材料相同时， 接触电势不存在，温差电势相互抵消，EAB(T,T0)=0
②热电偶的两个节点所处的温度相同时， 温差电势不存在，接触电势相互抵消， EAB(T,T0)=0
所以形成热电势的两个必要条件： ①两种导体的材料不同②节点所处的温度不同
弹性式
应变式
电容式
电感式
压电式
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§4.2 压力检测
概述 压力是重要的工业参数之一, 正确测量和控制压力对保证生
产工艺过程的安全性和经济性有重要意义。压力及差压的测量还 广泛地应用在流量和液位的测量中。
工程技术上所称的“压力”实质上就是物理学里的“压强”,
式中
P--为压力; F--为作用力; A--为作用面积。