-
1 文档
-
2 教学视频
-
3 实验
-
4 拓展学习
-
5 课堂练习
项目二 温度的检测
【项目描述】
温度是反映物体冷热状态的物理参数。从热平衡观点来看，温度是描述热平衡系统冷热程度的物理量；从分子物理学角度来看，温度标志着物质内部大量分子无规则运动的剧烈程度，温度越高，表示物体内部分子热运动越剧烈；从能量角度来看，温度是描述系统不同自由度间能量分配状况的物理量。
温度是与人类生活息息相关的物理量。早在两千多年前，人类就开始为检测温度进行了各种努力。在现代社会中，工业、农业、商业、科研、国防、医学及环保等部门都与温度有着密切的关系。在工业生产自动化流程中,温度测量点要占全部测量点的一半左右。因此人类离不开温度，当然也离不开温度传感器。温度传感器是实现温度检测和控制的重要器件。在种类繁多的传感器中，温度传感器是应用最广泛、发展最快的传感器之一。
温度不能直接测量，只能通过各种间接方法测量。虽然测量方法多种多样，但可以归纳为接触式和非接触式两大类。
温度传感器的种类很多，如表2-1所示。接触式温度传感器直接与被测物体接触进行温度测量。其优点是比较直观、可靠，系统结构相对简单，测量精度较高；缺点是测量滞后较大，易改变被测对象的温度场分布，从而引起测量误差。由于被测物体的热量传递给了传感器，降低了被测物体温度，特别是被测物体热容量较小时，测量精度较低。因此采用这种接触式方式测得物体真实温度的前提条件是被测物体的热容量要足够大。非接触式温度传感器主要是利用被测物体热辐射发出红外线，从而测量物体的温度。其优点是测温范围广，能测运动的物体温度，不从被测物体上吸收热量，不会干扰被测对象的温度场，连续测量不会产生消耗，反应快等。其缺点是制造成本较高，测量精度较低。
本项目介绍几种常用的温度传感器，学习工业生产中温度的检测方法，介绍家用电器中的一些温度检测实例。
【知识点】
了解常用测温元件的基本结构；熟悉热电阻、热敏电阻和热电偶的基本特征和工作原理；学习温度检测在相关行业领域中的应用。
【技能点】
通过本项目，学会识别一般温度元件和测温仪表，掌握测温仪表的选用原则；学会使用热电阻、热敏电阻、热电偶，学会查阅温度元件的技术参数；能解决简单的温度检测问题。
表2-1 常用的温度传感器
测温方式 | 温度计种类 | 测温范围/℃ | 优点 | 缺点 | |
接触式温度传感器 | 膨胀式 | 玻璃液体 | -50～600 | 结构简单，使用方便，测量准确，价格低廉 | 测量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能记录和远传 |
双金属 | -80～600 | 结构简单紧凑 | 精度低，量程和使用范围有限 | ||
压力式 | 液体 | -30～600 | 耐震、坚固、防爆，价格低廉 | 精度低，测温距离短，滞后大 | |
气体 | -20～350 | ||||
蒸汽 | 0～250 | ||||
热电偶 | 铂铑—铂 | 0～1600 | 测温范围广，精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制 | 需冷端温度补偿，在低温段测量精度较低 | |
镍铬—镍铝 | 0～900 | ||||
镍铬—考铜 | 0～600 | ||||
热电阻 | 铂电阻 | -200～500 | 测温精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制 | 不能测高温，需注意环境温度的影响 | |
铜电阻 | -50～150 | ||||
热敏电阻 | -50～300 | ||||
非接触式温度传感器 | 辐射式 | 辐射式 | 400～2000 | 测温时，不破坏被测温度场 | 低温测量不准，环境条件会影响测量准确度 |
光学式 | 700～3200 | ||||
比色式 | 900～1700 | ||||
红外线 | 热敏探测 | -50～3200 | 测温时不破坏被测温度场，响应快，测温范围大，可测运动物体的温度 | 易受外界干扰，标定困难 | |
光电探测 | 0～3500 | ||||
热电探测 | 200～2000 | ||||
任务一 金属热电阻测温
目标 熟悉常用热电阻温度计的外形结构和基本原理，掌握热电阻与显示仪表的连接方法，能判断热电阻温度计的简单故障。
课堂练习2.1
