溫度檢測(cè)與儀表

1、山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室熱阻效應(yīng) （熱電阻溫度計(jì)） 熱電效應(yīng) （熱電偶溫度計(jì)） 測(cè)溫儀表 接觸式 非接觸式 熱輻射原理 （光學(xué)高溫計(jì)）熱膨脹原理 固體（雙金屬片）液體（水銀、酒精） 氣體 （壓力式溫度計(jì)） 精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室不破壞溫度場(chǎng)，測(cè)溫范圍大，響應(yīng)塊，可測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的溫度；易受外界環(huán)境的影響，標(biāo)定較困難 03500 輻射式 非接觸式 非接觸式 靈敏度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便；互換性較差，測(cè)量范圍有一定限制 50150 半導(dǎo)體熱敏

2、電阻 50150 銅電阻 測(cè)量精度高，便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中檢測(cè)和自動(dòng)控制，應(yīng)用廣泛；不能測(cè)高溫 200600 鉑電阻 熱阻效應(yīng) 測(cè)溫范圍廣、測(cè)量精度高、便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中檢測(cè)和自動(dòng)控制，應(yīng)用廣泛；需自由瑞溫度補(bǔ)償，在低溫段測(cè)量精度較低 2001800 熱電偶 熱電效應(yīng) 結(jié)構(gòu)緊湊、可靠；測(cè)量精度低、量程和使用范圍有限 80600 雙金屬 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量準(zhǔn)確、價(jià)格低廉；測(cè)量上限和精度受玻璃質(zhì)量的限制，易碎，不能遠(yuǎn)傳 100600 玻璃液體 膨脹式 接觸式 主要特點(diǎn) 測(cè)溫范圍 測(cè)溫儀表 測(cè)溫方式 精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室精品課程精品課程

3、山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室ABtto看一個(gè)實(shí)驗(yàn)：看一個(gè)實(shí)驗(yàn)：酒精燈靠近酒精燈靠近t端電壓表指針如何變化？端電壓表指針如何變化？酒精燈靠近酒精燈靠近t0端電壓表指針如何變化？端電壓表指針如何變化？酒精燈離開(kāi)酒精燈離開(kāi)t端電壓表指針如何變化？端電壓表指針如何變化？酒精燈離開(kāi)酒精燈離開(kāi)t0端電壓表指針如何變化？端電壓表指針如何變化？精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室ABBA圖圖3-37 熱電偶示意圖A BeAB(t0)eAB(t)eA(t,t0)eB(t,t0)圖圖3-38 熱電現(xiàn)象 熱電效應(yīng)（熱電偶測(cè)溫的基本原熱電效應(yīng)（熱電偶測(cè)溫

4、的基本原理）：任何兩種不同材料的金屬絲理）：任何兩種不同材料的金屬絲A材料、材料、B材料，將其兩端點(diǎn)分別焊接材料，將其兩端點(diǎn)分別焊接在一起，處在不同的溫度下在一起，處在不同的溫度下 t 及及 t0 ，在該回路內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。稱(chēng)此在該回路內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。稱(chēng)此電動(dòng)勢(shì)為熱電勢(shì)電動(dòng)勢(shì)為熱電勢(shì)Et，稱(chēng)兩種不同材料，稱(chēng)兩種不同材料的金屬絲為熱電偶，的金屬絲為熱電偶，t稱(chēng)做熱電偶的稱(chēng)做熱電偶的熱端（工作端），熱端（工作端），t0稱(chēng)做熱電偶的冷稱(chēng)做熱電偶的冷端（參比端），此物理現(xiàn)象稱(chēng)做熱端（參比端），此物理現(xiàn)象稱(chēng)做熱電效應(yīng)。電效應(yīng)。精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室)

5、ttE0AB、（A BeAB(t0)eAB(t)eA(t,t0)eB(t,t0)E 表示回路中總的電動(dòng)勢(shì)。A、B表示組成熱電偶的材料和極性A為正極、B為負(fù)極t為熱電偶熱端溫度（被測(cè)溫度）t0為熱電偶冷端溫度（參比溫度）0000( , )( )( )( , )( , )ABABABBAEt tetetet tet t 接觸電勢(shì)溫差電勢(shì)精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室溫差電勢(shì)溫差電勢(shì) 、定義 同一種材料的導(dǎo)體，由于兩端點(diǎn)溫度的差異，而產(chǎn)生的熱電勢(shì)叫溫差電勢(shì)。、物理解釋在t端溫度高，電子能量大。t0端電子能量小，能量大的電子就要向能量小的地方擴(kuò)散，t端失去電子

6、顯正電，t0端得到電子顯負(fù)電從而建立內(nèi)部電場(chǎng)，此電場(chǎng)阻礙電子的進(jìn)一步擴(kuò)散，當(dāng)電場(chǎng)力和擴(kuò)散力平衡時(shí)，我們稱(chēng)此電場(chǎng)為溫差電勢(shì)。eA（t，t0） 精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室、影響eA（t，t0）、eB (t，t0)的因素 （1）、材料的電子密度A、B 、 （2）、導(dǎo)體的溫度差。(tt0)接觸電勢(shì)接觸電勢(shì) )(te (t)e0ABAB，、定義 兩種不同材料的導(dǎo)體在某溫度下接觸，產(chǎn)生的熱電勢(shì)叫接觸電勢(shì)。精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室、物理解釋電子密度A大于B，A材料的電子就要向B材料擴(kuò)散，A材料失去電子顯正電，B材料

7、得到電子顯負(fù)電，從而建立內(nèi)部電場(chǎng)，此電場(chǎng)阻礙電子的進(jìn)一步擴(kuò)散，當(dāng)電場(chǎng)力和擴(kuò)散力平衡時(shí)，我們稱(chēng)此電場(chǎng)為接觸電勢(shì)。eAB（t）、eAB（t0）。、影響eAB（t）、eAB（t0）的因素(1)、NA，NB的電子密度比 (2)、接點(diǎn)溫度t、t0BAABNNLnK t ) t (e精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室BA00ABNNLn K t) t (e同樣0000( , )( )( )( , )( , )ABABABBAEt tetetet tet t 接觸電勢(shì)溫差電勢(shì)00( , )( )( ) (i)ABABABEt tetet精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系

8、儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室若NA 、NB 、to 均為常數(shù)則CNNLn K t) t (eBA00AB常數(shù) EAB( t, to) =eAB( t )C EAB ( t, to) = CF ( t )BANNLnK t 這樣一來(lái)，當(dāng)熱電偶的熱端溫度變化時(shí)，其接觸電勢(shì)發(fā)生變化，回路中總的電動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化。 若能測(cè)出EAB( t,to)，就可以達(dá)到測(cè)量溫度t之目的。精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室 to=0 eAB（to） =KtoLn（NA/NB）=0EAB(t,to)=eAB(t)= KtLn（NA/NB）可直接查熱電偶的分度表。 精品課程精品

9、課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室 例： 某廠用K熱電偶測(cè)量熱交換器的出口溫度，to=0 當(dāng)儀表指示為5.00mv時(shí)，實(shí)際溫度t為多少？ 已知 to=0 EK（t,0）=5.00mv 求 t=?8.01mv解 根據(jù) EK（t,0）=5.00mv 查K熱電偶分度表 t=122 答 實(shí)際溫度為122。若 t變化到197時(shí)，儀表示值為？精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室、 to0 to=常數(shù) EAB(t,to)= EAB(t,0) EAB(t0,0) 測(cè)量值 真實(shí)值 誤差值 例：某廠用E熱電偶測(cè)量反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度，to=20 當(dāng)儀表指示

10、為26.153mv時(shí)，反應(yīng)釜的溫度t=?精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室已知 to=20 EE(t,20)=26.153mv 求 t=? 解 根據(jù) EE(t,to)= EE(t,0)- EE(t0,0) EE(t,0)= EE(t,to)+ EE(t0,0) EE(t,20)=26.153mv EE(t0,0)=1.192mv EE(t,0)=27.345mv 查表 t=380 答 反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度為380。精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室課堂練習(xí)： 已知熱電偶鎳鉻-鎳硅，分度號(hào)K，當(dāng)自由端溫度 t0=60時(shí)，測(cè)得

11、的熱電勢(shì)為40.15mv問(wèn)： 熱端溫度 t=？ 如果t0=20，熱端溫度保持不變，此時(shí)產(chǎn)生的熱電勢(shì)為多少？ 顯示儀表刻度盤(pán)是在t0=0的情況下刻度，當(dāng)t0變化到10時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多大的誤差？精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室解 、 EK(t,60)= EK(t,0)- EK(60,0) EK(60,0)=2.436MV EK(t,60)=40.15MV EK(t,0)=40.15+2.436=42.586(mv) 查表 t=1034 、 EK(1034,20)= EK(1034,0)- EK(20,0) EK(1034,0)=42.586mv EK(20,0)

12、=0.798mv EK(1034,20)=42.586-0.798=41.788(mv) 、 EK(10,0)=0.397mv答： 。精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室1、組成熱電偶的兩金屬材料相同，即 NA=NB 不管其溫度如何，熱電偶回路中的總電勢(shì)為零。 EAB（t,t0）=02、在熱電偶回路中，若 t=t0 不管其金屬材料是否相同，熱電偶回路中的總電勢(shì)為零。 EAB（t,t0）=03、回路中的熱電勢(shì)是兩接點(diǎn)溫度的函數(shù)差，而不是溫度差的函數(shù)。 EAB（t,t0）=eAB(t)- eAB(t0) EAB（t,t0）eAB(t - t0)精品課程精品課程山

13、東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室4、符號(hào)法則在熱電勢(shì)的表示方法中，若A、B、t、t0的位置調(diào)換，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)號(hào)。A 表示熱電勢(shì)的正極。 B 表示熱電勢(shì)的負(fù)極。 t 表示熱電偶的熱端。 t0 表示熱電偶的冷端。 若A、B的位置調(diào)換或t、t0的位置調(diào)換，都會(huì)改變熱電勢(shì)的正負(fù)號(hào)。 EAB（t,t0）=- EAB（t0,t） eAB(t)=- eBA(t) EAB（t,t0）=- EAB（t0，t） EBA(t0,t)= EAB（t,t0）精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室熱電偶的輸出信號(hào)是毫伏信號(hào)，毫伏熱電偶的輸出信號(hào)是毫伏信號(hào)，毫伏信號(hào)的

14、大小不僅與冷、熱兩端的溫度信號(hào)的大小不僅與冷、熱兩端的溫度有關(guān)，還和熱電偶的電極材料有關(guān)，有關(guān)，還和熱電偶的電極材料有關(guān)，理論上任何兩種不同導(dǎo)體都可以組成理論上任何兩種不同導(dǎo)體都可以組成熱電偶，都會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。熱電偶，都會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。但如何來(lái)檢測(cè)熱電偶產(chǎn)生的毫伏信號(hào)但如何來(lái)檢測(cè)熱電偶產(chǎn)生的毫伏信號(hào)呢？呢？因?yàn)橐獪y(cè)量毫伏信號(hào)，必須在熱電偶因?yàn)橐獪y(cè)量毫伏信號(hào)，必須在熱電偶回路中串接毫伏信號(hào)的檢測(cè)儀表，回路中串接毫伏信號(hào)的檢測(cè)儀表，那那串接的檢測(cè)儀表是否會(huì)產(chǎn)生額外的熱串接的檢測(cè)儀表是否會(huì)產(chǎn)生額外的熱電勢(shì)，對(duì)熱電偶回路產(chǎn)生影響呢？電勢(shì)，對(duì)熱電偶回路產(chǎn)生影響呢？tt0ABCC毫伏計(jì)答：不會(huì)產(chǎn)生影響的。答

15、：不會(huì)產(chǎn)生影響的。精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室ABtt0tt0ABCC毫伏計(jì)如果斷開(kāi)冷端，接入第三種導(dǎo)體如果斷開(kāi)冷端，接入第三種導(dǎo)體C C，并保持，并保持A A和和C C、B B和和C C接觸處的溫度均為接觸處的溫度均為t t0 0，則回路中的總熱電勢(shì)，則回路中的總熱電勢(shì)等于各接點(diǎn)處的接觸電勢(shì)之和等于各接點(diǎn)處的接觸電勢(shì)之和: : 000( , )( )( )( )ABCABBCCAEt tetetet精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室當(dāng)當(dāng)t tt t0 0時(shí)時(shí)00000( , )( )( )( )0ABCABBC

16、CAEt tetetet于是可得于是可得 000( , )( )( )( , )ABCABABABEt tetetEt t )(t-e)(e)(te0AB0C0BCtA 在熱電偶回路中，接入第三種導(dǎo)線，只要其接點(diǎn)溫度相同，就不會(huì)影響原回路中的熱電勢(shì)。這個(gè)定律就叫中間導(dǎo)體定律。中間導(dǎo)體定律。精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室 同理還可以證明，在熱電偶中接入同理還可以證明，在熱電偶中接入第四種、第五種第四種、第五種導(dǎo)體以后，只要接導(dǎo)體以后，只要接入導(dǎo)體的兩端溫度相同，接入的導(dǎo)體對(duì)入導(dǎo)體的兩端溫度相同，接入的導(dǎo)體對(duì)原熱電偶回路中的熱電勢(shì)均沒(méi)有影響。原熱電偶回路中

17、的熱電勢(shì)均沒(méi)有影響。 根據(jù)這一性質(zhì)，可以在熱電偶回路根據(jù)這一性質(zhì)，可以在熱電偶回路中接入各種儀表和連接導(dǎo)線，只要保證中接入各種儀表和連接導(dǎo)線，只要保證兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同就可以對(duì)熱電勢(shì)進(jìn)兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同就可以對(duì)熱電勢(shì)進(jìn)行測(cè)量而不影響熱電偶的輸出。行測(cè)量而不影響熱電偶的輸出。 精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室解一：解一：E=eE=eABAB(240)+e(240)+eBCBC(50)+e(50)+eCACA(10)(10)， 而而 e eABAB(50)+e(50)+eBCBC(50)+e(50)+eCACA(50)=0(50)=0 E= e E= eAB

18、AB(240) +e(240) +eCACA(10)- e(10)- eABAB(50)-e(50)-eCACA(50)=10.181 mV(50)=10.181 mV例：求熱電偶回路的電勢(shì)。例：求熱電偶回路的電勢(shì)。 已知：已知：e eABAB(240)=9.747mV(240)=9.747mV，e eABAB(50)=2.023mV(50)=2.023mV，e eACAC(50)=3.048mV(50)=3.048mV，e eACAC（l0l0）=0.591mV=0.591mV。 解二：利用中間導(dǎo)體定律解二：利用中間導(dǎo)體定律 E=eE=eABAB(240)+e(240)+eBABA(50)+

19、e(50)+eACAC(50)+e(50)+eCACA(10)(10) = e = eABAB(240) +e(240) +eCACA(10)- e(10)- eABAB(50)-e(50)-eCACA(50)=10.181 mV (50)=10.181 mV 。 精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室1、熱電偶材料的選擇、單位溫度變化產(chǎn)生的熱電勢(shì)要 大。（dEt/dt大，靈敏度高）、熱端溫度與熱電勢(shì)成線性關(guān)系。（Et=Kt,線性好）、穩(wěn)定性，復(fù)現(xiàn)性好。（精度高）、耐氧化，耐腐蝕，機(jī)械強(qiáng)度高。 根據(jù)熱電效應(yīng)，似乎任意兩種不同材料的導(dǎo)體，都可以構(gòu)成熱電偶，用于溫

20、度測(cè)量。但事實(shí)上并不是這樣，對(duì)組成熱電偶的材料必須滿足以下要求；精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室、鉑銠10- 鉑 熱電偶分度號(hào) S極性 鉑銠10為，鉑為。均為0.5mm。側(cè)溫范圍 201300 短期測(cè)量 1600。特點(diǎn) 耐高溫，不易氧化，穩(wěn)定性能好，測(cè)量精度高。靈敏度較低，0.009mv/,線性較差，價(jià)格昂貴，1200元/支。2、常用熱電偶精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室、鎳鉻鎳硅（鎳鋁） 分度號(hào) K 極性 鎳鉻為， 鎳硅（鎳鋁）為。側(cè)溫范圍 501000， 短期測(cè)量 1200 。特點(diǎn) 線性好，靈敏度較高，0.04

21、mv/,復(fù)現(xiàn)性好，穩(wěn)定性能較好價(jià)格便宜。 100元/支。在工業(yè)上應(yīng)用最廣。精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室 鎳鉻銅鎳 分度號(hào) E 極性 鎳鉻為， 銅鎳為。 側(cè)溫范圍 40800 短期測(cè)量 900 。特點(diǎn) 靈敏度高，0.078mv/, 測(cè)量上限低，（銅易氧化），測(cè)量范圍較窄。價(jià)格便宜 60元支。 精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室、鉑銠30鉑銠6分度號(hào) B極性 鉑銠30為 鉑銠6為。測(cè)溫范圍 3001600 短期測(cè)量 1800 。特點(diǎn) 穩(wěn)定性能最好，測(cè)量精度高，測(cè)量上限最高。靈敏度低，價(jià)格最昂貴。3000元/支。精品課

22、程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室EB常用熱電偶的特性比較在常用熱電偶中：E熱電偶靈敏度最高。溫度上限最低，量程最小。K熱電偶線性最好。量程中等，精度較高。S（B）熱電偶靈敏度最低、線性最差，但精度最高。測(cè)量上限最高。 精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室如果熱電偶如果熱電偶ABAB在某一溫度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)與熱在某一溫度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)與熱電偶電偶CDCD在同一溫度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)相等，在同一溫度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)相等，即即 ，則這兩支熱電偶在該，則這兩支熱電偶在該溫度范圍內(nèi)是可以相互替換的，這就是所謂的熱電偶

23、溫度范圍內(nèi)是可以相互替換的，這就是所謂的熱電偶等值替代定律。等值替代定律。 00( , )( , )ABCDEt tEt tt0tAAABBBDCtt0tctc例例 如左圖，設(shè)如左圖，設(shè) ，證明該回路的總熱電勢(shì)為證明該回路的總熱電勢(shì)為 00( , )( , )ABcCDcEt tEt t0( , )ABEt t（略）（略）精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室DC補(bǔ)償導(dǎo)線冷端的延伸ttcAB熱電偶被測(cè)設(shè)備被測(cè)設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)t0毫伏計(jì)恒溫環(huán)境恒溫環(huán)境AB根據(jù)熱電偶測(cè)量原理00( , )( )( ) (i)ABABABEt tetet精品課程精品課程山東師范

24、大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室 只有當(dāng)t0為常數(shù)時(shí),回路中總的熱電勢(shì)EAB(t,t0)才與被測(cè)溫度t 具有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系。 但是在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中t0由于暴露在大氣中，受以下因素的影響，保證為一常數(shù)是困難的：（）季節(jié)溫度的影響；（）環(huán)境溫度的影響；（）熱端溫度的影響；例如，某熱電偶，熱端溫度為t，冷端溫度為tc，顯然冷端溫度難以實(shí)現(xiàn)恒定，怎么辦？精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室可以把熱電偶做得很長(zhǎng)，一直到控制室。把冷端溫度延伸到控制室，變?yōu)閠0，恒定t0比較容易此時(shí)，測(cè)得的熱電勢(shì)為00( , )( , )( , )ABcABcABEt tE

25、t tEt t但熱電偶一般為（較）貴重的金屬，采用如圖所示的延伸方式將需要大量的貴金屬材料，不妥。如果選用一組較廉價(jià)的材料（C、D），且CD在一定溫度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)與熱電偶AB在同一溫度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)相等，就可以用CD來(lái)替代AB的延伸段。00( , )( , )( , )ABcCDcABEt tEt tEt tCD即為熱電偶AB的補(bǔ)償導(dǎo)線。精品課程精品課程補(bǔ)償導(dǎo)線的作用就是山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室材料：補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)與相應(yīng)的熱電偶在0100范圍內(nèi)具有相同的熱電特性極性：補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)與相應(yīng)的熱電偶連接時(shí)，應(yīng)同極性連接，正接正，負(fù)接負(fù)接點(diǎn)溫度：補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)與相應(yīng)

26、的熱電偶接點(diǎn)溫度小100價(jià)格：補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)比熱電偶便宜否則沒(méi)有意義精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律拆開(kāi)冷端，串入拆開(kāi)冷端，串入“毫伏計(jì)毫伏計(jì)”，可以，可以測(cè)量熱電勢(shì)，而不影響總的熱電勢(shì)測(cè)量熱電勢(shì)，而不影響總的熱電勢(shì)等值替代定律等值替代定律利用補(bǔ)償導(dǎo)線來(lái)延伸冷端，是把熱利用補(bǔ)償導(dǎo)線來(lái)延伸冷端，是把熱電偶的冷端從溫度較高和不穩(wěn)定的電偶的冷端從溫度較高和不穩(wěn)定的現(xiàn)場(chǎng)延伸到溫度較低和比較穩(wěn)定的現(xiàn)場(chǎng)延伸到溫度較低和比較穩(wěn)定的操作室內(nèi)操作室內(nèi)精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室 由于操作室內(nèi)的溫度往往高于由于

27、操作室內(nèi)的溫度往往高于00，而且也是不恒定的，而且也是不恒定的（即使有空調(diào)也是不恒定的），這時(shí)，熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)（即使有空調(diào)也是不恒定的），這時(shí)，熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)必然會(huì)隨冷端溫度的變化而變。必然會(huì)隨冷端溫度的變化而變。因此，在應(yīng)用熱電偶時(shí)，只有把冷端溫度保持為因此，在應(yīng)用熱電偶時(shí)，只有把冷端溫度保持為00，或者，或者進(jìn)行必要的修正和處理才能得出準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，對(duì)熱電偶進(jìn)行必要的修正和處理才能得出準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，對(duì)熱電偶冷端溫度的處理稱(chēng)為冷端溫度補(bǔ)償。冷端溫度的處理稱(chēng)為冷端溫度補(bǔ)償。目前，熱電偶冷端溫度主要有以下幾種處理方法：目前，熱電偶冷端溫度主要有以下幾種處理方法： 冰浴法冰浴法 計(jì)算修

28、正法計(jì)算修正法 調(diào)整儀表零點(diǎn)法調(diào)整儀表零點(diǎn)法精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室ttc熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線毫伏計(jì)0恒溫裝置精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室EAB(t,to)= EAB(t,0) EAB(t0,0) 測(cè)量值 真實(shí)值 誤差值EAB(t,0) EAB(t,to)EAB(t0,0)0603010204050EAB(t0,0)EAB(t,to)儀表指示值EAB(t0,0)儀表指示誤差值精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室t+RcuER1R2R3+ ab 00tt0( , )E t t

29、0( , )E t t+精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室用一支熱電偶通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)補(bǔ)償若干支熱電偶的方法)()(),(),(0001tetettEt ttEABABABAB精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室用一支熱電偶補(bǔ)償若干支熱電偶的方法。（1）將一支熱電偶深深埋在地下（t0=常數(shù)）（2）回路中熱電勢(shì)為EAB（t，t0）（3）結(jié)合調(diào)零法進(jìn)行測(cè)溫。（零點(diǎn)調(diào)至t0）（4）用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)的轉(zhuǎn)換（接線盒 溫度為t1）精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室熱電偶廣泛應(yīng)用于各種條件下的溫度

30、測(cè)量，尤其適用于熱電偶廣泛應(yīng)用于各種條件下的溫度測(cè)量，尤其適用于500500以上較高溫度的測(cè)量，普通型以上較高溫度的測(cè)量，普通型熱電偶和鎧裝型熱電偶是實(shí)際應(yīng)用最廣泛的兩種結(jié)構(gòu)。熱電偶和鎧裝型熱電偶是實(shí)際應(yīng)用最廣泛的兩種結(jié)構(gòu)。 接線盒保護(hù)套管絕緣管熱電偶安裝法蘭引線口普通型熱電偶主要由熱電極、絕緣管、保護(hù)普通型熱電偶主要由熱電極、絕緣管、保護(hù)套管和接線盒等主要部分組成。套管和接線盒等主要部分組成。貴重金屬熱電極的直徑一般為貴重金屬熱電極的直徑一般為0.30.30.65mm0.65mm，普通金屬熱電極的直徑一般為，普通金屬熱電極的直徑一般為0.50.53.2mm3.2mm；熱電極的長(zhǎng)度由安裝條件和

31、插入深入而定，一般為熱電極的長(zhǎng)度由安裝條件和插入深入而定，一般為3503502000mm2000mm。絕緣管用于防止兩根電極短路絕緣管用于防止兩根電極短路保護(hù)套管用于保護(hù)熱電極不受化學(xué)腐蝕和機(jī)械損傷保護(hù)套管用于保護(hù)熱電極不受化學(xué)腐蝕和機(jī)械損傷普通型熱電偶主要有法蘭式和螺紋式兩種安裝方式普通型熱電偶主要有法蘭式和螺紋式兩種安裝方式精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室熱電極 絕緣材料 金屬套管熱電極絕緣材料鎧裝型熱電偶斷面結(jié)構(gòu)鎧裝型熱電偶是由熱電極、絕緣材料和金屬鎧裝型熱電偶是由熱電極、絕緣材料和金屬套管三者經(jīng)過(guò)拉伸加工成型的套管三者經(jīng)過(guò)拉伸加工成型的金屬套管一

32、般為銅、不銹鋼、鎳基高溫合金等金屬套管一般為銅、不銹鋼、鎳基高溫合金等保護(hù)套管和熱電極之間填充絕緣材料粉末，保護(hù)套管和熱電極之間填充絕緣材料粉末，常用的絕緣材料有氧化鎂、氧化鋁等。常用的絕緣材料有氧化鎂、氧化鋁等。鎧裝型熱電偶可以做得很細(xì)，一般為鎧裝型熱電偶可以做得很細(xì)，一般為2 28mm8mm，在使用中可以隨測(cè)量需要任意彎曲。，在使用中可以隨測(cè)量需要任意彎曲。鎧裝熱電偶具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、機(jī)械強(qiáng)度高、抗震性好、可彎曲等優(yōu)點(diǎn)，可安裝在鎧裝熱電偶具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、機(jī)械強(qiáng)度高、抗震性好、可彎曲等優(yōu)點(diǎn)，可安裝在結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的裝置上，應(yīng)用十分廣泛。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的裝置上，應(yīng)用十分廣泛。 精品課程精品課程山東師范大

33、學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室思考題 如圖所示為熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)，若采用調(diào)零法對(duì)熱電偶冷端進(jìn)行溫度補(bǔ)償，儀表的零點(diǎn)應(yīng)調(diào)至 A 200 B 60 C 30D 20 E 18 精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室 在工業(yè)應(yīng)用中，熱電偶一般適用于測(cè)量在工業(yè)應(yīng)用中，熱電偶一般適用于測(cè)量500500以上的較高溫度。對(duì)于以上的較高溫度。對(duì)于500500以下的中、以下的中、低溫度，熱電偶輸出的熱電勢(shì)很小，這對(duì)二次低溫度，熱電偶輸出的熱電勢(shì)很小，這對(duì)二次儀表的放大器、抗干擾措施等的要求就很

34、高，儀表的放大器、抗干擾措施等的要求就很高，否則難以實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量；而且，在較低的溫度否則難以實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量；而且，在較低的溫度區(qū)域，冷端溫度的變化所引起的相對(duì)誤差也非區(qū)域，冷端溫度的變化所引起的相對(duì)誤差也非常突出。所以測(cè)量中、低溫度，一般使用熱電常突出。所以測(cè)量中、低溫度，一般使用熱電阻溫度測(cè)量?jī)x表較為合適。阻溫度測(cè)量?jī)x表較為合適。熱電阻的測(cè)溫范圍200500。精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室熱阻效應(yīng) 導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料當(dāng)所處環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，會(huì)使其電阻值發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱阻效應(yīng)。用這種材料制成的電阻叫熱電阻，用Rt表示。一般大多數(shù)金屬 每增加1變化

35、 電阻值增加 0.40.6 半導(dǎo)體 每增加1變化 電阻值減小 26精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室：金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示：近似關(guān)系式表示： 001()ttRRtt式中，式中， 為溫度為溫度t t時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻值時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻值 為溫度為溫度t t0 0( (通常通常t t0 00 0) )時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻值時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻值 為溫度系數(shù)。為溫度系數(shù)。 tR0tR精品課程精品課程)1 (tRROtt山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室：半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值和溫度的關(guān)系為：半導(dǎo)

36、體熱敏電阻的阻值和溫度的關(guān)系為： 式中，式中， 為溫度為溫度t t時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻值時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻值 A A、B B是取決于半導(dǎo)體材料和結(jié)構(gòu)的常數(shù)是取決于半導(dǎo)體材料和結(jié)構(gòu)的常數(shù) tR：熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上），但互換性較差，非線性嚴(yán)重，測(cè)溫范圍只有上），但互換性較差，非線性嚴(yán)重，測(cè)溫范圍只有5050300300左左右，大量用于家電和汽車(chē)用溫度檢測(cè)和控制。右，大量用于家電和汽車(chē)用溫度檢測(cè)和控制。金屬熱電阻一般適用于測(cè)量金屬熱電阻一般適用于測(cè)量200200500500范圍內(nèi)的溫度測(cè)量，其特范圍內(nèi)的溫度測(cè)量，其特點(diǎn)測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在過(guò)程控制領(lǐng)域中的應(yīng)用極其點(diǎn)測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在過(guò)程控制領(lǐng)域中的應(yīng)用極其廣泛。廣泛。 精品課程精品課程BttAeR山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室 精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室精品課程精品課程山東師范大學(xué)化工系儀表教研室山東師范大學(xué)化工系儀表教研室（1）鉑電阻）鉑電阻 分度號(hào) Pt10 Pt100 R010 R0100測(cè)量范圍 200630.74Rt=f(t)之關(guān)系Rt=R0（1At+Bt