偶然误差-仪器信息网.PPT

4)热辐射温度仪表 根据物体热辐射能量的大小反映物体本身温度高低的原理，可以间接测量温度，如光学高温计，辐射温度计，光电温度计等。因为感温器件不与被测介质接触，故又称为不接触温度测量仪表。此类仪表的量程较宽，又不干扰检测介质，受被测介质的影响也较小，因而它的适应范围广。由于热敏与光敏元件质量的提高，集成元件与微电脑的广泛应用，过去在工业上应用不多的光电及红外辐射温度仪表，目前应用日多，质量也有明显的提高。 以上三种仪表都将感温元件与被测介质直接接触，当感温元件与检测介质的温度平衡时，感温元件所检测到的温度就代表检测介质的温度。这是目前应用最广也是最成功的方法，通称为接触式温度仪表。 以上构成的电位差计，可以测量零以上的正电势，但不能测量低于零的负电动势。为此，增加了另一个回路，称为下支路。上述回路则称为上支路。 下支路由R2及R3组成，由于下支路的引入，在CD两端可以形成小于零的电位，即负电位。显然，在电源AB两端，上下支路的电位应该是相等的，即：UAC＝UBD，这时UCD＝0，即电位差计测量起始电位值为零以上的电动势。UAC＜UBD，则UCD＜0，即起始值小于零，也就可用来测量负电动势了。 ⑤ 热电偶冷端温度补偿电阻R2 下支路的电阻R2除形成下支路产生负电位外，如果用温度系数较大的铜电阻，可用作热电偶冷端温度自动补偿。前已述及，当冷端温度升高后，热电偶的输出电动势降低，R2也随温度升高而增大，改变了R2／(R2+R3)的比值，相当于提高了RG的阻值，使检测桥路的起始值提高一些，只要R2的阻值选配恰当，能对热电偶的冷端温度实现自动补偿，一般用φ0.1～0.2mm高强度漆包线绕成无感电阻。 R3为下支路的限流电阻，利用它将下支路电流I2调准为2mA。 这样构成的电位差检测电路是实用的，待测电动势Ex与桥路标准电动势Es平衡时则有： 式中，a为滑线电位器触点位置移动后的位置。上式表明，电位差计的Exmax、Exmin范围(即量程)与大小，只要改变RG及RP是可以调整的，后者是靠改变与Rp并联RM的办法来调整，前面已经介绍过了。 将电子放大器代替检流计，不平衡电压经电子放大器放大后，推动可逆电机SM，经减速机构移动滑线电位器触点并同时带动指针，当Es＝Ex时，电子放大器无输入信号，可逆电机停止转动，滑线电阻触点移动位置(或指针转过的位置)就代表待测的电动势Ex。这就是电子电位差计的工作原理，其原理系统如图3-9b所示。 配热电偶的测量线路 配合热电偶的动圈表其测量电路由三部分组成，即热电偶，延伸导线及外接电阻，以及动圈表。 配热电阻的测量线路 热电阻是利用不平衡电桥检测的，故配合热电阻的测量线路包括电源、电桥及动圈表三部分组成。 电子电位差计 由检测桥路，电子放大器及平衡机构三部分组成的闭环测量电路。实际检测桥路中上下支路的作用，Rp、RB、RM、RG的作用。 298 手动电位差计 主要用途、使用方法、步骤 (二)电子放大器 电子放大器由变流器、电压放大器与功率放大器三部分组成，早期电子电位差计采用电子管，以后采用晶体管，现在采用集成元件。JF-12型晶体管放大器，虽然已经过时，但生产上使用还不少，这里只作简单介绍。 1．变流器 机械变流器 机械式振动变流器称为振动子，配合输入变压器将直流电动势信号转变为交流电动势信号，其原理如图3-10所示。 振动子既然有动触点，接触电阻就难免产生变化，加上触点容易磨损可能出现故障。但它的输入阻抗高，抗干扰性能较好，因此得到广泛应用。 输入变压器除配合振动子起变流作用外，它还隔离检测桥路与电子放大器。加上采用高导磁的玻镁合金，在口字形窗口内采用双线并绕法对称各绕一半一次、二次绕组，对外界磁干扰基本上相互抵消；在两绕组之间又采取双层屏蔽，因而大大提高了仪表的抗干扰能力。 场效应管变流器 采用场效应管构成的无触点变流器如图3-11。变流效率高达80％以上，寿命长，工作可靠，应用日广，它是四个结型场效应管组成的无触点开关。借双稳触发器(图中下半部分)输出的脉冲方波交替地使场效应管V1与V4导通(V3点V2截止)，或V2与V3导通(V1与V4截止)。 G S D UGS S D G 源极 漏极 栅极 2．电压放大器 其作用是将微弱的电势信号，经电压放大级到可以推动功率放大级，从而驱动可逆电机转动。电压放大级由四级晶体管共射极直接藕合放大器组成，如图3－12，在第二、三级放大器的发射极串有二极管，目的在于利用二极管直流电阻大而交流电阻小的特点，不仅满足了直接藕合放大器工作点的要求而且保证放大系数稳定。 R10 由第三级将输出信号经R10引到放大器输入级，造成大环流深度负反馈，大大提高了放大器的稳定性。为了稳定放大器的工作点，在第一级输入端接有热敏电阻Rt，利用它的负温度系数特性，