例:现镍铬镍硅(分度号为K)热电偶测一高温,输出电 势为EAB(T,TN)=33.29mV,已知环境温度TN=30℃,求 被测温度T 温度( ℃) 电动势 ( mV) 00 100.397 200.798 301.203 …… 80033.277 81033.686 82034.095 83034.502 解:查表的EAB(30,0)=1.2mV ∴EAB(T,0)=EAB(T,30)+EAB(30,0) =33.29+1.203=34.493mV 再查分度号为K的分度表得: T=820℃时,EAB(820,0)=34.095mV T=830℃时,EAB(830,0)=34.502mV ∴T=820+(34.49334.095)/(34.502 34.095)*(830820) = 829.7℃ 热电势修正法举例 另:33.29mV查表对于800.3 ℃ 例题题:用分度号为K的镍铬镍 硅热电偶及 毫伏表刻度的显示仪表测量炉温,在自由端 温度为 时,测得的热电势 问炉温为多少度? 解:由 得 则根据插值法得 例1:若采用镍鉻-镍硅热电偶基本接法组成测温 系统。
数字式显示仪的量程为0~1000℃、精度为 1级,被测温度在显示仪表上的示值为800℃分 析该系统的测温误差 (根据以上分析,总误差Δ由各项误差组成) K分度热电偶误差Δ1=800℃×±0.75%=±6℃; K分度热电偶补偿导线误差Δ2 =±0.15 mV; EK(10,0)=0.4mV,利用插值公式对应的温度误差 Δ2=±3.8℃; 同样, ±0.16mV的冷端补偿器误差Δ3=±4℃; 数字显示仪表误差Δ4=1000×±1%=±10℃ 例2 某电阻炉温度在450±50℃范围内波动,要求测量误差不超过 ±6℃,并能自动记录试选配一套测温仪表满足上述要求,应写 出测量元件名称、分度号、显示仪表名称、测温范围和准确度等 ? 由温度范围(400~500)×4/3=667℃ 确定量程:0~700℃ ? 根据量程、误差等选择测温元件: Ⅰ级K分度热偶误差:±0.4t%=±2.8℃ E分度热偶误差:±0.4t%=±2.8℃ (超出测量误差舍去) ? K分度补偿导线误差:±0.15mV=±3.7℃ ? 测温系统误差: X=±3.8℃ ? 显示仪表要求自动记录(电子电位差计)精度等级为: ±3.8/700=±0.543% (选择精度等级为0.5级K分度电子电位 差计) 现用一支镍铬-镍硅热电偶测某换热器内温度,其冷端温度为30 ℃ ,而显示仪表机械零位为0 ℃ ,这时指示值为400 ℃ ,若认 为换热器内的温度为430 ℃ ,对不对?为什么?正确值为多少 ? 解 不对。
因为仪表机械零位在0℃与冷端30 ℃温度不一致 ,而仪表刻度是以冷端为0 ℃刻度的,故此时指示值不 是换热器真实温度t必须经过计算、查表、修正方可得 到真实温度t值由题意首先查热电势表,得 实际热电势为实际温度t 与冷端30 ℃产生的热电 势,即 而查热电势表得t=428.6 ℃由以上结果说明,不 能用指示温度与冷端温度之和表示实际温度,而应 采用热电势之和计算,查表得到真实温度 4 右图所示为镍 铬镍硅(K)热 电偶测温电路, 热电极 A、B直接 焊接在钢板上( V 型焊接),A ’ 、B’ 为补偿导线 ,Cu为铜导线, 已知接线盒1 的 温度t1=40?C,冰 瓶中为冰水混合 物,接线盒 3 的 温度t3=20.0?C 求:1)冰瓶的温度t 2;2)将热电极直接 焊在钢板上是应用了热电偶的什么定律 ?3)当Ux=29.9mV时,估算被测点温度t x ;4)如果冰瓶中的冰完全融化,温度 上升,与接线盒1的温度相同,此时 Ux=27.3mV,再求t x 例1:有一节流式流量计,用于测量水蒸汽流量,设计时的水蒸 汽密度为ρ=8.93kg/m3但实际使用时被测介质的压力下降,使 实际密度减小为ρ=8.12kg/m3。
试求当流量计的读数为8.5kg/s 时,实际流量是多少?由于密度的变化使流量指示值产生的给 出值相对误差为多少? 解:当密度变化时,实际流量可按下式求得: kg/s 相对误差为: 2) 准确度 例1:某压力表的量程为10MPa,测量值的允许误差 为0.03MPa,则仪表的准确度等级为多少? 解: 0.03/10×100%=0.3% 精度等级中没有0.3级仪表 ? 仪表的准确度等级为0. 5级 例2:一台精度为0.5级的电桥,下限刻度值为负值,为全量 程的25%,该表允许绝对误差是1℃,试求该表刻度的上下限 解:量程为1℃/0.005=200℃ 下限值为 :-(200 ℃×25%)=-5 0℃ 该仪表刻度的上下限为-50~150 ℃ 例题2-1: 有一压力容器在正常工作使得压力范围为 0.4~0.6Mpa,要求使用弹簧管压力计进行 检测,并使测量误差不大于被测压力的4%, 试确定该表的量程和精度等级 解: 例题2-1: 有一压力容器在正常工作使得压力范围为 0.4~0.6Mpa,要求使用弹簧管压力计进行 检测,并使测量误差不大于被测压力的4%, 使确定该表的量程和精度等级。
解: (2)由题意,被测压力的允许绝对误差为 按照仪表准确度等级,可选取1.5级压力表 则压力表允许的相对误差 例题2-2:被测压力P=6.0Mpa,仪表环境温度为 +40℃,弹簧管温度系数为10-4,要求测量值准确到 1%,试选择一个压力表(量程和精确度) 解: (I)求被侧值允许的绝对误差?: (III)温度附加误差大小,?=10-4 选择量程范围0~10MPa的压力表 (II)由于被侧压力性质未知 ,为安全起见,被侧压力应不 大于量程A的2/3 例题2-2: ? 被测压力P=6.0Mpa,仪表环境温度为+40℃, 要求测量值准确到1%,式选择一个压力表( 量程和精确度) ? 解: (IV)压力表允许基本误差?max (V)压力表允许引用相对误差 所以选取0.35级仪表 ? 1、用差压变送器测量密闭容器的液位设被测 液体的密度ρ1=0.8g/m3,连通管内充满隔离液, 其密度ρ2=0.9g/m3;设液位变化范围为1250mm ,h1=50mm,h2=2000mm 三、 举例 v问(1)差压变送器 的零点要进行正迁移 还是负迁移?(2) 变送器的量程应选择 多大?(3)零点迁 移后测量上、下限各 是多少? ü解: P1 = (H+h1)ρ1g P2 = h2ρ2g ΔP = P1-P2 = H ρ1g-(h2 ρ2g-h1 ρ1g) = H ρ1g+Z0 (1)零点负迁移 Z0=-(2×900 -0.05 ×800)×10/103 =-17.6kPa (2)变送器的量程为 H ρ1g =1.25×800 ×10 /103 =10kPa (3)零点迁移后测量上、下限为 -17.6~-7.6 kPa ? 2、用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位 ,如图所示。
已知被测液位的变化范围为0~3m, 被测介质密度ρ=900kg/m3,毛细管内工作介质密 度ρ=950kg/m3变送器的安装尺寸为h1=1m, h2=4m求变送器的测量范围,并判断零件迁移 方向,计算迁移量当法兰式差压变送器的安装 位置升高或降低时,问对测量有何影响? h2 h1 p0 H + -_ 图 法兰式差压变送器测液位 P0ρ0 ρ ? 解当不考虑迁移量时,变送器的测量范围应 根据液位的最大变化范围来计算 ? 所以,测量范围可选0~30kPa ? 如图所示,当液位高度为H时,差压变送器正、负 压室所受压力p1,p2分别为: ? 因此,差压变送器所受的差压为: ? 由上式可知,当H=0时,△p=-h2ρ0g0时,迁移量为零,无迁移; 当P+-P-0时,为负迁移,迁移量为(Hρming-h0ρ0g) 用这种方法测量液柱密度时,因被测液体的密度一般变化较小 ,往往选用小量程变送器,所以,正迁移量较大,容量可能超 过变送器允许的最大迁移量,故在负压室侧加一标准液柱,尽 量使迁移量为零 (3)设设 2).用单法兰电动差压变送器来测量敞口罐中硫酸的密度,利用溢 液来保持罐内液位H恒为1m如图所示。
已知差压变送器的输出 信号为4~20mA,硫酸的最小和最大密度分别为ρmin=1.32g/cm3 ,ρmax=1.82g/cm3试问:(1)差压变送器的测量范围;(2) 若要提高仪表的灵敏度,怎么办?(3)如不加迁移装置,可在负 压侧加装水恒压器(如图虚线所示),以抵消正压室附加压力的 影响,请计算水恒压器所需高度h H h + -_ 溢流 图 密度测量 作业:1) P134 5-2 ? 3)如图所示,用双法兰电动差压变送器测量 闭口容器的液位,已知被测介质的密度 ? ρ0=0.95g/cm3,h1=50cm,h2=2m, h3=40cm,h4=100cm试求:(1)仪表的 量程?(2)是否需要迁移,迁移量为多少 ? ρ 最低液位 p0 最高液位 h4 h3 h2 h1 — — + ρ0 思考题 ? 用电子电位差计配热电偶(假定其热电特 性是线性的)进行温度测量,室温为20℃ ,仪表指示300℃问此时测量桥路输出 的电压等于下列情况中的哪一种? ? 第一种情况:热电偶在300℃时的电势; ? 第二种情况:热电偶在280℃时的电势; ? 第三种情况:等于0 第二种 500℃ 18℃ 18℃ 20℃ 20℃ 显示仪表 25℃ 25℃ 铜线铜线 K 某厂用热电偶测温,未用补偿导线而用普通电线,接线图如下 ,试问: (1)若动圈表未加电时指示为0 ℃,那么,在图示情况下动圈表 应指示多少度? (2)若用电子电位差计代替动圈表,其他条件不变,电子电位差 计指示多少度? 2.分度号为K的热电偶,误将E的补偿导线接配在K的电子电位 差计上,如图所示。
电子电位差计的读数是650℃,问被测温 度实际值为多少? E 1.将K型热电偶的补偿导线极性接反,当电炉温度控制在800 ℃ 时若接线盒处温度为50 ℃,仪表接线板处温度为40 ℃,问测 量结果和实际相差多少? 第1题图 第2题图 K 40℃ + + - - 500℃ 20℃ 电位差计 铜 铜镍 B K 0~600℃ K 40℃ + + - - 500℃ 20℃ 电位差计 铜 铜镍 A K 0~600℃ C K 40℃ + + - - 500℃ 20℃ 电位差计 铜 铜镍 K 0~600℃ K 40℃ + + - - 500℃ 20℃ 电位差计 铜 铜镍 D K 0~600℃ 分析下图4种连接方式仪表的示值,并指出哪种连接方式才是 正确的。