现代检测技术_温度测量
温度检测技术
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4 热阻式测温方法
4.1 铂电阻测温
1、概述
特点： 电阻率大； 电阻～温度关系 → 非线性； 测温范围广，精度高； 氧化性介质中、高温下，R0
W100↑ → 纯度↑ → 电阻反应越明显
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4 热阻式测温方法
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压力温度计结构示意图
测温范围：-100℃～ 600℃
油、水系统的温度测量
3 热膨胀式测温方法
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3 热膨胀式测温方法
3.3 双金属温度计
基本原理：固体长度随温度变化而变化，公式如下：
L1 L0 1 k t1 t0
式中：L1固体在温度t1时的长度； L0固体在温度t0时的长度；
热电效应 → 热电势 → 温差电势、接触电势
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5 热电式测温方法
接触电势
导体材料不同→电子密度不同→ 电子扩散→接触电势 数量级：10-2～10-3V
接触电势示意图
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5 热电式测温方法
由物理学可知，导体A、B在接触点1、2的接触电势EAB(T) 和EAB(T0) 分别为：
KT n A E AB (T ) ln e nB
k固体在温度t0、t1之间的平均线膨胀系数。
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3 热膨胀式测温方法
把两片线膨胀系数差异相对很大的金属片叠焊在一起， 构成双金属片感温元件。
弯曲变形
温度越高线膨胀差越大
弯曲角度也越大。
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3 热膨胀式测温方法
感温双金属元件的形状： 平面螺旋型
直线螺旋型
测温范围：-80 ～ 600℃
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接触电势示意图
5 热电式测温方法
温差电势
T1>T2
温度检测文档
温度检测简介温度检测是一项常见的技术，用于测量和监控环境中的温度变化。
无论是工业领域中的生产过程，还是日常生活中的温度调节，温度检测都扮演着重要的角色。
本文将介绍温度检测的原理、常见的温度传感器以及应用。
原理温度检测的原理基于物体温度与其它物理特性之间的关系。
一种常见的方法是通过测量物体与热平衡的系统之间的热交换来确定其温度。
根据热传导定律，热量会从温度较高的物体传导到温度较低的物体中，直到两者达到热平衡。
通过测量热传导的速率，可以确定物体的温度。
另一种常用的温度检测原理是基于物体辐射的热量。
根据斯蒂芬·玻尔兹曼定律，物体的辐射功率与其温度的四次方成正比。
因此，通过测量物体发出的辐射功率，可以确定其温度。
温度传感器在温度检测中，使用各种类型的传感器来测量温度。
以下是一些常见的温度传感器：1.热电偶（Thermocouple）: 热电偶是一种基于两个不同金属导线焊接在一起构成的传感器。
当两个导线的焊点处于不同温度下时，会产生一个电压信号。
根据电压信号的大小，可以确定温度的变化。
2.热敏电阻（Thermistor）: 热敏电阻是一种电阻，其电阻值随温度的变化而变化。
通过测量热敏电阻的电阻值，可以确定温度的变化。
3.压电传感器（Piezoelectric Sensor）: 压电传感器是一种利用压电效应来测量温度变化的传感器。
压电效应是指在某些晶体中，施加力或压力会导致电荷分离产生电压信号。
通过测量这个电压信号的大小，可以确定温度的变化。
除了上述传感器，还有其他类型的温度传感器，如红外线传感器和光电传感器等。
应用温度检测在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用：1.工业控制：在工业过程中，温度是一个重要的参数，需要实时监测和控制。
例如，温度检测可以用于控制炉子的温度，以确保生产过程中的温度符合要求。
2.家居自动化：温度检测可以用于家庭自动化系统中的温度调节。
根据房间的温度，系统可以自动调整暖气、空调等设备的工作状态，提高舒适性和能源效率。
现代检测技术-图文
现代检测技术-图文第一章1、检测系统通常由哪几个部分组成？各类检测系统对传感器及信号调理电路的一般要求是？答：传感器要求准确性、稳定性、灵敏性、耐腐蚀性好、低能耗等。
信号调理要求能准确转换、稳定放大、可靠的传输信号，信噪比高、抗干扰能力要好。
2、试述信号调理和信号处理的主要功能和区别，并说明信号调理单元和信号处理单元通常由哪些部分组成？答：信号调理在检测系统中的作用是对传感器输出的微弱信号进行检波，转换，滤波，放大等，以便检测系统后续处理或显示。
信号处理模块是自动检测仪表，检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节，其作用和大脑相类似。
信号调理电路通常包括滤波、放大、线性化等环节。
信号处理模块通常以各种型号的嵌入式微控制器、专用高速处理器（DSP）和大规模可编程集成电路，或直接采用工业控制计算机来构建。
第二章1、什么是绝对误差？什么是相对误差？什么是引用误差？答:（1）绝对误差是测量结果与真值之差，绝对误差＝测量值－真值（2）相对误差是绝对误差与被测量值之比，常用绝对误差与仪表示值之比，以百分数表示，相对误差＝（绝对误差／仪表示值）某100%（3）引用误差是绝对误差与量程之比，以百分数表示。
引用误差＝（绝对误差／量程）某100%仪表的精度等级是根据引用误差来划分的。
2、工业仪表常用的精度等级是如何定义的？精度等级与测量误差是什么关系？答：人为规定：取最大引用误差百分数的分子作为检测仪器（系统）精度等级的标志，即用最大引用误差去掉正负号的数字来表示精度等级。
精度等级常用符号G表示。
0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七个等级是我国工业检测仪器（系统）常用精度等级。
检测仪器（系统）的精度等级由生产商根据其最大引用误差的大小并以选大不选小的原则就近套用上述精度等级得到。
3、已知被测电压范围为0~5V，现有（满量程）20V、0.5级和150V、0.1级两只电压表，应选用哪只电表进行测量？答：A表20某0.5/100=0.1B表150某0.1/100=0.15两者比较，通常选用A表进行测量所产生的测量误差较小。
现代检测技术
《现代检测技术》综述前言:随着现代科学技术的不断发展、社会的日益进步，现代化生产的规模越来越大，管理的形式和方式趋于多样性，管理也更加科学，人们对产品的产量和质量的要求也越来越高，这就导致常规的检测参数、检测手段、检测仪表难以满足现代生产和生活的需求。
从一般的单参数测量到相关多参数的综合自动检测，从一般的参数的量值测量到参数的状态估计，从确定性的测量到模糊的判断等等，已成为当前检测领域中的发展趋势，正受到越来越广泛的关注，从而形成了各种新的检测技术和新的检测方法，这些技术和方法统称为现代检测技术。
检测的发展和现代检测技术：检测是指在各类生产、科研、试验及服务等各个领域，为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查和定量测量，而工业化的发展则对传统的检测提出了更高的要求，为了保证生产过过程能正常、高效、经济的运行，严格控制生产过程中某些重要的工艺参数（如温度、压力、流量等）进行严格的控制，基于这样的理念现代检测呼之欲出。
1 检测的发展：检测技术是20世纪六十年代发展起来的一门具有广泛应运价值的交叉学科，发展过程经历了三个阶段。
(1)第一阶段是依靠人工为主。
通过专家现场获取设备运行时的感观状态，感知异常的震动、噪声、温度等信息，凭经验确定可能存在何种故障或故障隐患。
(2)第二阶段是信号分析监测与诊断阶段。
随着传感器技术、测量技术以及分析技术的发展，状态监测逐步发展为依靠传感器和测量仪器获取设备的工作参数(如频率、振幅、速度、加速度、温度等参数)，通过与正常工作状态下的参数进行对比，确定故障点或故障隐患点。
(3)第三阶段是现代化状态监测与故障诊断阶段。
随着信号处理技术、软测量技术、计算机技术和网络技术的发展，状态监测与故障诊断技术也发展到计算机时代，数据采集工作站采集现场的各种传感器信号，通过计算机网络将数据发送到远程的监测与诊断工作站，利用各种信号处理技术和分析软件对设备状态进行监测。
温度测量方法
温度测量方法温度是物体分子热运动的表现，是物体内能的一种表现形式。
温度的测量是非常重要的，它在工业生产、科学研究、医疗保健等领域都有着广泛的应用。
本文将介绍几种常见的温度测量方法。
首先，我们来介绍最常见的一种温度测量方法——使用温度计。
温度计是利用物质的热膨胀性原理来测量温度的一种工具。
常见的温度计有水银温度计、酒精温度计、电子温度计等。
其中，水银温度计是最常用的一种。
它利用了水银在不同温度下的膨胀系数不同的原理，通过测量水银柱的高度来确定温度。
酒精温度计则是利用酒精的膨胀性来进行温度测量。
电子温度计则是利用半导体材料的电阻随温度变化的特性来测量温度。
温度计具有测量范围广、精度高、使用方便等优点，但也存在着易碎、受环境影响大等缺点。
其次，我们来介绍红外线测温技术。
红外线测温技术是利用物体在不同温度下发出的红外辐射能量与温度之间的关系来进行温度测量的一种技术。
它可以实现对远距离、高温度、移动目标的非接触式测温。
红外线测温技术广泛应用于冶金、电力、化工、玻璃、陶瓷、造纸、制药、食品等行业。
它具有测量范围广、速度快、非接触等优点，但也存在着受环境影响大、测量精度受距离、目标表面特性等因素影响等缺点。
另外，还有一种温度测量方法是热电偶测温。
热电偶是利用两种不同金属导体接触处产生的热电动势与温度之间的关系来进行温度测量的一种传感器。
热电偶具有响应速度快、测量范围广、结构简单等优点，但也存在着灵敏度低、易受干扰等缺点。
最后，我们介绍一种新型的温度测量方法——纳米材料温度测量。
纳米材料温度测量是利用纳米材料在不同温度下的电学、光学性质发生变化的原理来进行温度测量的一种方法。
纳米材料温度传感器具有响应速度快、精度高、对环境影响小等优点，但由于目前纳米材料制备和应用技术还不够成熟，因此在工业生产中的应用还比较有限。
综上所述，温度测量方法有很多种，每种方法都有其适用的场景和特点。
在实际应用中，我们需要根据具体的测量要求和环境条件选择合适的温度测量方法，以确保测量的准确性和可靠性。
第8章 现代检测技术
05
现代检测技术的未 来展望
检测技术的发展趋势
智能化：利用人 工智能、大数据 等技术提高检测 效率和准确性
高速化：提高检 测速度，减少检 测时间
微型化：减小检 测设备的体积和 重量，便于携带 和操作
集成化：将多种 检测技术集成在 一起，实现多功 能检测
检测技术的未来应用场景
工业生产：产品质量控制、 设备故障诊断
添加标题
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机遇：新兴产业的发展，如物联 网、人工智能等，为检测技术带 来新的应用场景
机遇：全球化趋势，可以拓展国 际市场，提高品牌知名度和竞争 力
THNK YOU
汇报人：XX
电子测量：电 压表、电流表、 电阻表等基本
测量仪器
电子技术应用： 信号处理、通 信技术、电源 技术等实际应
用
化学原理
化学反应：通过化学反应来检测 物质的存在和性质
电化学：利用电化学反应来检测 物质的电化学性质
添加标题
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添加标题
化学发光：利用化学反应产生的 光来检测物质
化学传感器：利用化学反应来检 测物质的浓度和性质
机械检测阶段：利用机械设备进行检测，提高了效率，但误差仍然 存在
电子检测阶段：利用电子技术进行检测，提高了精度和效率
智能检测阶段：利用人工智能、大数据等技术进行检测，实现了自 动化、智能化和精准化
现代检测技术的特点
高精度：现代检测技术能够检测到非常微小的误差和变化 高效率：现代检测技术能够快速完成检测任务，节省时间和人力 自动化：现代检测技术可以实现自动化检测，减少人为干预 智能化：现代检测技术可以智能分析检测数据，提供决策支持
环境安全检测：检 测环境污染，保护 生态环境
现代(传感器)检测技术实验shuju
现代(传感器)检测技术实验实验指导书目录1、THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介2、实验一金属箔式应变片——电子秤实验3、实验二霍尔传感器转速测量实验4、实验三光电传感器转速测量实验5、实验四E型热电偶测温实验6、实验五E型热电偶冷端温度补偿实验7、德普施可重组虚拟仪器检测平台装置简介实验一直流全桥的应用—称重实验实验二光电开关的测速实验实验三铂电阻温度传感器的特性及温度测量实验实验四霍尔传感器转速测量实验西安交通大学自动化系2015.10THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介一、概述“THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。
实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。
1.主控台(1)信号发生器：1k～10kHz 音频信号，Vp-p=0～17V连续可调；(2)1～30Hz低频信号，Vp-p=0～17V连续可调，有短路保护功能；(3)四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保护功能；(4)恒流源：0～20mA连续可调，最大输出电压12V；(5)数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级；(6)数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能；(7)频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm；(8)计时器：0～9999s，精确到0.1s；(9)高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.50C。
2.检测源加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～1200C；转动源：0～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm；振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右。
现代检测技术复习资料整理
A表：
第四章 阻抗型传感器
1.电位器主要是把机械位移转换为与其成一定函数关系的电阻（或电压）输出。
2.电位器传感器的工作原理:电位器式传感器是由电阻器和电刷组成，当电刷触点C在电阻器 上移动时，A、C间的电阻就会发生变化，而且阻值 与触点的位移或角位移x成一定的函数关系。
3.按输入-输出特性，电位器传感器可分为线性电位器和非线性电位器两类。按结构形式，可分为线绕电位器和非线绕电位器两类。在线绕式电位器的电阻器与电刷相接处的部分，将导线表面的绝缘层去掉，然后加以抛光，形成一个电刷可在其上滑动的光滑而平整的接触道。
4.绕线电位器的优点：精度高、性能稳定、易于达到较高的线性度和实现各种非线性特性。缺点：如阶梯误差、分辨力低、耐磨性差、寿命较低等。
传感器和敏感器虽然都是对被测非电量进行转换，但敏感器是把被测非电量转换为可用非电量，而传感器是把非电量转换成电量。
5.常见的测量仪表有哪几种类型？画出其框图，简述其工作原理？
答：常见的测量仪表有三种类型：普通模拟式检测仪表a、普通数字式检测仪表b、微机化检测系统c。
框图及（工作原理）：a、模拟式传感器、模拟测量电阻、模拟显示器。（在整个过程中，只是模数之间发生转换。测量结果用指针相对标尺的位置来表示。）b、（模数转换式）模拟式传感器、模拟测量电路、A/D转换器、数字显示器。（模拟测量电路传感器输出的电量转换成直流电压信号，模数转换器把直流电压转换成数字量，最后由数字显示器显示测量结果。）或（脉冲计数式）数字式传感器、放大整形电路、计数器、数字显示器（准数字式传感器输出的频率或时间信号，放大整形后，由计数器进行计数，计数结果由数字显示器显示出来）.c、传感器、测量通道、微机、（数字显示器、数据记录仪、报警器）。（微机化检测系统通常为多路数据采集系统，能巡回检测多个测量点或多种被测参数的静态量或动态量。每个测量对象都通过一路传感器和测量通道与微机相连，测量通道由模拟量电路和数字测量电路组成。[传感器将被测非电量转换成电量，测量通道对传感器信号进行信号调理和数据采集，转换成数字信号，送入微机进行必要的处理后，由显示器显示出来，并由记录仪记录下来。]）
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②.侦测能力强，作用距离远（图右下）
③ . 快速检测出异常温度点，工作效率 大大提高
3.22热成像仪缺点： ①.图像对比度低，分辨细节能力较差. 由于红外热成像仪靠温差成像，而一般目标温差都不大，因此红外热图像 对比度低，使分辨细节能力变差。
②.不能透过透明的障碍物看清目标，如窗户玻璃。 由于红外热成像仪靠温差成像，而像窗户玻璃这种透明的障碍物，使红外 热成像仪探测不到其后物体的温差，因而不件： 1.具备一台稳定性能，安全性能较好的大电流供应器 6680A 2.具备基本的温升测试工具：热成像仪+数据采集器（需加热电偶） 测试方法：6680A按照设定的电流输出给产品供电使其正常运转，达到正常工作状态后开始使用热成像仪 器快速侦测出产品的发热点，故障点，最后通过数据采集器链接热电偶焊接在热成像仪侦测的发热 点（先绝缘处理）上进行常时间的监测，从得到的数据分析跟进该品 注意事项： 1.因为是大电流，所以电源供应器必须接地； 2.侦测出最高热点后焊接热电偶时必须先断电 3.测试环境中无易燃漂浮物，测试实验室有灭火装置，测试务必保证有2个人在场。
1.2温度测量方法
概述：根据测温的方式可以分为接触式测温法与非接 触式测温法两大类。
⑴接触式测温 接触式温度测量的特点是感温元件直接与被测对象相接触，两 者进行充分的热交换，最后达到热平衡，此时温度计的示值就是被 测对象的温度。 以接触式方法测温的常用温度计有玻璃温度计、压力温度计、 双金属温度计、热电偶以及热电阻等接触式温度测量特别适合热容 大，无腐蚀性对象的连续在线测温。
2.1接触式测温
热电偶作为测温元件应用最为广泛，其主要优点为： ①结构简单，其主体实际上是由两种不同性质的导体或半导 体互相绝缘并将一端焊接在一起而成的。 ②具有较高的准确度。 ③测量范围宽，常用的热电偶，低温可测到 50C ，高温可 测达到 1600C 左右，配以特殊材料的热电极，最低可 测 180C，最高可达 2800C的温度。 ④具有良好的敏感度。 ⑤使用方便。
⑵非接触式测温
非接触式温度测量的特点是感温元件不与被测对象直接接触，而是 通过接受被测物体的热辐射能实现热交换，据此测出被测对象的温度。 非接触式测温具有不改变被测物体的温度分布，热惯性小，测温上 限可设计得很高，便于测量运动物体的温度和快速变化的温度等优点。 为了保证温度量值的准确并利于传递，需要建立一个衡量温度的统 一尺度，即温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本 单位。
测试设备预计清单：
1.大电流电源供应器：美国安捷伦，台湾华仪，台湾艾德克斯，日本菊水， 日本NF等等 2.温度测试仪器： 热成像仪：FLIR，FLUKE，NEC； 数据采集器：安捷伦（台式），FLUKE（台式），日本日置（手持式） 温度探头：K型热电偶（美国OMG）
3.1热成像仪测温
概述：是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换为电信号， 进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算的一 种检测设备。红外热成像仪（热成像仪或红外热成像仪）能够将探测 到的热量精确量化，或测量，使您不仅能够观察热图像，还能够对发 热的故障区域进行准确识别和严格分析。
2.3热电偶测温的优缺点
2.31优点： a.测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。 b.测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量。 2.32缺点： a.相对于与非接触式测温来说，操作相较麻烦，每次都必须焊接测试点 b.不可带电测试. c.测试距离有限 热电偶测温注意事项： 1.热电偶测温首要条件：热电偶测试点为相互绝缘 2.热电偶测温精准度与热电偶长短无关 3.热电偶测温精准度与热电偶类型及均匀度有密切关系
红外能量：波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。我们周围的物 体只有当它们的温度高达1000℃以上时，才能够发出可见光。相比之 下，我们周围所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体，都会不停 地发出热红外线。所以，热红外线（或称热辐射）是自然界中存在最 为广泛的辐射
3.2热成像仪测试的优缺点
③.成本高、价格贵.
4.大电流温升测试
4.1大电流温升测试概述 测试必要性：电气设备在正常运行时，长期通过工作电流，产生的能量转换 成热能，使电器材料温度升高，如果超过一定的范围就会使电器材料的机械 强度和物理性能降低，容易引发事故。 测试目的：是测量被试电器各部件的温度或者温升，以确保试品是否符合标 准要求，采用的最快的模拟实验方法，即主电路通过额定电流。
温度测量
1.温度及测温方法概述 2.接触式测试之热电偶测温 3.非接触式测试之热成像仪测温 4.大电流测温方案
1.1温度的概述
温度是物体表面冷热程度的一种物理量，是工业生产 和科学实验中最普遍、最重要的热工参数之一。 温度不能直接进行测量，只能借助于冷热不同的物体之 间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变 化的特性，来进行间接的测量。
概述：在接触式温度测量中虽有许多不同测量方法，但利用
2.2接触测温之热电偶测温
热电偶测温原理： 两种不同成份的导体（称为热电偶丝或热电极）两端接合成回 路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象 称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原 理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作 端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与 显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。 测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。
温升测试与大电流测试技术交流
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