青島大學機電工程學院溫度測量1鉑銠10doc資料

1、青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量青島大學機電工程學院溫度測量1鉑銠10青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量2 2、國際實用溫標、國際實用溫標( (International Practical Temperature Scale) 國際實用溫標以國際實用溫標以熱力學溫度熱力學溫度為基本溫度，其符號為為基本溫度，其符號為T T，單位是，單位是開爾文開爾文（簡稱開，符號為（簡稱開，符號為K K）。定義）。定義1K1K等于等于水處于三相點時熱力學溫度的水處于三相點時熱力學溫度的1/273.161/273.16。3 3、攝氏溫標、

2、攝氏溫標 攝氏溫標是工程上通用的溫標。攝氏溫標是工程上通用的溫標。攝氏溫標規(guī)定攝氏溫標規(guī)定水銀水銀隨溫度變化的體膨脹是線性關系。隨溫度變化的體膨脹是線性關系。分度方法是分度方法是在標準在標準大氣壓下，將冰的融點定為大氣壓下，將冰的融點定為0，把水的沸點定為，把水的沸點定為100，在水銀的這兩個點之間劃分，在水銀的這兩個點之間劃分100等份，每一等等份，每一等分為分為1。攝氏溫度一般用。攝氏溫度一般用t表示（表示（t，單位，單位0C）。攝氏）。攝氏溫度溫度t和國際實用溫度和國際實用溫度T的關系為：的關系為：273.15tT 水的三相點為水的三相點為0.010.010 0C C青島大學機電工程學院

3、青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量 在工程習慣中，在工程習慣中，00以下常用開爾文表示，以下常用開爾文表示，00以以上常用攝氏度表示。這樣可以避免出現(xiàn)負溫度值。上常用攝氏度表示。這樣可以避免出現(xiàn)負溫度值。二、溫度計的分類二、溫度計的分類 兩大類兩大類接觸式：接觸式：測溫元件與被測介質保持熱接觸測溫元件與被測介質保持熱接觸非接觸式：非接觸式：測溫元件不與被測介質直接接觸測溫元件不與被測介質直接接觸主要有膨脹式溫度計、壓力式溫度計、熱主要有膨脹式溫度計、壓力式溫度計、熱電偶和熱電阻式溫度計電偶和熱電阻式溫度計主要有輻射高溫計、光學高溫計、比色主要有輻射高溫計、光學高溫計、比色高溫計

4、高溫計青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量第二節(jié)第二節(jié) 熱電偶熱電偶 溫差熱電偶溫差熱電偶（簡稱熱電偶）是目前溫度測量中使用（簡稱熱電偶）是目前溫度測量中使用最普遍的傳感元件之一。具有最普遍的傳感元件之一。具有結構簡單，測量范圍寬、結構簡單，測量范圍寬、準確度高、熱慣性小準確度高、熱慣性小，輸出信號為電信號便于遠傳或，輸出信號為電信號便于遠傳或信號轉換等優(yōu)點，能用來測量流體的溫度、測量固體信號轉換等優(yōu)點，能用來測量流體的溫度、測量固體以及固體壁面的溫度。微型熱電偶還可用于快速及動以及固體壁面的溫度。微型熱電偶還可用于快速及動態(tài)溫度的測量。態(tài)溫度的測量。一、測量

5、原理一、測量原理 兩種不同的兩種不同的導體或半導體導體或半導體A A和和B B組成閉合回路，若導組成閉合回路，若導體體A A和和B B的連接處溫度不同，則回路中就有電流產生，的連接處溫度不同，則回路中就有電流產生，也就是說回路中有電動勢存在，這種現(xiàn)象叫做也就是說回路中有電動勢存在，這種現(xiàn)象叫做熱電效熱電效應應。這種現(xiàn)象早在。這種現(xiàn)象早在18211821年首先由西拜克（年首先由西拜克（SeeSeebackback）發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn), ,所以又稱所以又稱西拜克效應西拜克效應。青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量1 1、接觸電勢、接觸電勢 兩導體的組合稱為兩導體的組合稱為熱

6、電熱電偶偶，組成回路的組成回路的A、B兩導兩導體稱為體稱為熱電極熱電極 熱電勢符號熱電勢符號E EABAB(T,T(T,T0 0) ) 熱電勢由兩導體的熱電勢由兩導體的接觸接觸電勢電勢和單一導體的和單一導體的溫差電勢溫差電勢所組成。所組成。 接觸電勢接觸電勢：兩種：兩種自由電子密度不同自由電子密度不同的導體在接觸的導體在接觸處形成的電勢。處形成的電勢。導 體導 體 A A電子密電子密度大度大由由 A A 擴擴散 到散 到 B B電子多電子多A A呈正電位呈正電位B B呈負電位呈負電位ABAB間的靜電場間的靜電場阻止電子擴散阻止電子擴散電子擴散達動平衡電子擴散達動平衡建立固定接觸電勢建立固定接觸

7、電勢青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量接觸電勢原理圖接觸電勢原理圖+ABTEAB(T)-( )lnAABBNkTETeN接觸電勢的大小與溫度高低及導體中的電子密度有關。接觸電勢的大小與溫度高低及導體中的電子密度有關。 設導體設導體A A、B B的的自由電子密自由電子密度度分別為分別為N NA A、N NB B，且，且N NA ANNB B；兩導體兩端接觸點的溫度分兩導體兩端接觸點的溫度分別為別為T T和和T T0 0，則有，則有00( )lnAABBkTNETeN電子電荷電子電荷e e =1.6 =1.61010-19-19C C波爾茲曼常數(shù)波爾茲曼常數(shù) k

8、 k =1.38 =1.381010-23 -23 J/KJ/K回路總接觸電勢：回路總接觸電勢：00( )( )()lnAABABBNkETETTTeN青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量00( ,)TAATE T TdT湯姆遜系數(shù)，溫差為湯姆遜系數(shù)，溫差為1 10 0C C時所產生的電勢值時所產生的電勢值 同一導體，由于同一導體，由于兩端溫度不同兩端溫度不同而產而產生的電勢。生的電勢。2 2、溫差電勢、溫差電勢高溫端電高溫端電子能量多子能量多電子向低電子向低溫端擴散溫端擴散高溫端帶正電高溫端帶正電低溫短帶負電低溫短帶負電形成溫形成溫差電勢差電勢當當TTTT0

9、 0，A A、B B導體的溫差電勢分別為：導體的溫差電勢分別為：00( ,)BBTTE T TdT總溫差電勢為總溫差電勢為000( ,)( ,)()BBTAATE T TE T TdTAEA(T,To)ToTT0青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量000( ,)( )( )()TABABABABTET TETETdT3 3、熱電偶回路的總熱電勢、熱電偶回路的總熱電勢 （1 1）若構成熱電偶回路的兩熱電極的材料為相同的若構成熱電偶回路的兩熱電極的材料為相同的均質導體，即均質導體，即N NA AN NB B、 A A=B B，則回路總電勢為零。，則回路總電勢為零。

10、 （2 2）若熱電偶的兩個接觸點溫度相同，即若熱電偶的兩個接觸點溫度相同，即T=TT=T0 0，則回，則回路總電勢為零。路總電勢為零。熱電偶產生熱電勢的必備條件：熱電偶產生熱電勢的必備條件： （1 1）熱電偶必須要用兩種熱電偶必須要用兩種不同材料不同材料的熱電極構成。的熱電極構成。（2 2）熱電偶的兩接點必須具有熱電偶的兩接點必須具有不同溫度不同溫度。青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量特別指出：特別指出： 若構成熱電偶的材料已選定，并使一個接點的溫若構成熱電偶的材料已選定，并使一個接點的溫度保持不變，則度保持不變，則熱電勢熱電勢 另一接點的溫度另一接點的溫度

11、。 測溫時，置于被測介質中的接點稱為熱電偶的測溫時，置于被測介質中的接點稱為熱電偶的熱熱端或測量端。端或測量端。另一端則處于已知的恒定溫度條件下，另一端則處于已知的恒定溫度條件下，稱此接點為熱電偶的稱此接點為熱電偶的冷端或參考端。冷端或參考端。特別地，特別地，規(guī)定參規(guī)定參考端溫度為零度，考端溫度為零度，將熱電勢與測量端溫度的對應關系將熱電勢與測量端溫度的對應關系用實驗方法得到并制成表格，用實驗方法得到并制成表格，稱為分度表。稱為分度表。 通常，通常，接觸電勢接觸電勢遠大于遠大于溫差電勢溫差電勢，故兩個熱電極，故兩個熱電極中自由電子密度大的導體總是正極。中自由電子密度大的導體總是正極。熱電勢的方

12、向總熱電勢的方向總是與實際溫度較高端的接觸電勢的方向一致是與實際溫度較高端的接觸電勢的方向一致。 測溫時，必須在回路中接入導線和測量熱電勢的測溫時，必須在回路中接入導線和測量熱電勢的儀表，只要接入的中間導體兩端等溫，不影響熱電勢。儀表，只要接入的中間導體兩端等溫，不影響熱電勢。青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量 熱電偶的熱電偶的分度表分度表是以參考端溫度為是以參考端溫度為0 00 0C C時給出的，時給出的，實際測量時，若參考端溫度不為實際測量時，若參考端溫度不為0 00 0C C，可按中間溫度定，可按中間溫度定律公式計算：律公式計算：00( ,)( ,)(

13、 ,)ABABnABnET TET TET T中間溫度中間溫度【例【例101】 用鎳鉻鎳硅熱電偶測溫，參考端溫度用鎳鉻鎳硅熱電偶測溫，參考端溫度T Tn n=20=200 0C C，儀表測得熱電勢儀表測得熱電勢E(T,TE(T,Tn n)=8.13mV)=8.13mV，求測量端實際溫度，求測量端實際溫度T T)(),(),(0,0TTETTETTEnn0nE TT（ ， ）=E(20,0)=0.8mV先查鎳鉻鎳硅熱電偶分度表，得先查鎳鉻鎳硅熱電偶分度表，得反查分度表得被測溫度反查分度表得被測溫度T T2202200 0C C解：解：根據(jù)根據(jù)中間溫度定律中間溫度定律公式，得公式，得=8.13mV

14、+0.8mV=8.93mV=8.13mV+0.8mV=8.93mV青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量4 4、常用熱電偶的特點和結、常用熱電偶的特點和結構構 常用熱電偶分兩類常用熱電偶分兩類 標準化熱電偶標準化熱電偶：具有統(tǒng)一的分度表，同一型號的標：具有統(tǒng)一的分度表，同一型號的標準熱電偶具有互換性。準熱電偶具有互換性。 非標準化熱電偶非標準化熱電偶：用來滿足某些特殊場合測溫，在高：用來滿足某些特殊場合測溫，在高溫、超低溫、高真空和有核輻射等被測對象中，具有某溫、超低溫、高真空和有核輻射等被測對象中，具有某些特別良好的性能。例如，些特別良好的性能。例如，鎢錸系熱

15、電偶鎢錸系熱電偶，長期使用的，長期使用的最高溫度可達最高溫度可達280028000 0C C，短期使用可達，短期使用可達300030000 0C C。鎳鉻金鎳鉻金鐵熱電偶鐵熱電偶可測超低溫可測超低溫2K2K。 常用的標準化熱電偶有以下幾種：常用的標準化熱電偶有以下幾種：青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量標準化熱電偶技術數(shù)據(jù)標準化熱電偶技術數(shù)據(jù)熱電偶名稱熱電偶名稱分度分度號號熱電極識別熱電極識別E E（100,0100,0）（mVmV）測溫范圍（測溫范圍（）對分度表允許偏差（對分度表允許偏差（）新新極極性性識別識別長期長期短期短期等等級級使用溫度使用溫度允差允

16、差鉑銠10-鉑S正亮白較硬0.6460130016006001.5負亮白柔軟6000.25%t鉑銠13-鉑R正較硬0.6470130016006001.5負柔軟11000.25%t鉑銠30-鉑銠B正較硬0.0330160018006009004負稍軟8000.5%t鎳鉻-鎳硅K正不親磁4.096012001300-4013002.5或0.75%t負稍親磁-200402.5或1.5%t鎳鉻硅-鎳硅N正不親磁2.774-20012001300-4011001.5或0.4%t負稍親磁-4013002.5或0.75%t鎳鉻-康銅E正暗綠6.319-200760850-409002.5或0.75%t負亮

17、黃-200402.5或1.5%t銅-康銅T正紅色4.279-200350400-403501或0.75%t負銀白色-200401或1.5%t鐵-康銅J正親磁5.269-40600750-407502.5或0.75%t負不親磁青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量1 1）鉑銠）鉑銠1010- -鉑熱電偶（鉑熱電偶（S S型）型） 貴金屬熱電偶。電極線徑規(guī)定為貴金屬熱電偶。電極線徑規(guī)定為0.5mm0.5mm，正極，正極(SP)(SP)的名義化的名義化學成分為鉑銠合金負極學成分為鉑銠合金負極(SN)(SN)為純鉑，故俗稱為單鉑銠熱電偶。長為純鉑，故俗稱為單鉑銠熱電偶。

18、長期最高使用溫度為期最高使用溫度為13001300，短期最高使用溫度為，短期最高使用溫度為16001600。 優(yōu)點優(yōu)點：準確度高，穩(wěn)定性好，測溫溫區(qū)和使用壽命長，物理：準確度高，穩(wěn)定性好，測溫溫區(qū)和使用壽命長，物理化學性能良好，在高溫下抗氧化性能好，適用于氧化和惰性氣氛化學性能良好，在高溫下抗氧化性能好，適用于氧化和惰性氣氛中。中。缺點缺點：熱電率較小，靈敏度低，高溫下機械強度下降，對污：熱電率較小，靈敏度低，高溫下機械強度下降，對污染敏感，貴金屬材料昂貴，因此一次性投資較大。染敏感，貴金屬材料昂貴，因此一次性投資較大。2 2）鉑銠）鉑銠3030- -鉑銠鉑銠6 6（B B型）型） 貴金屬熱電

19、偶。熱偶絲線徑規(guī)定為貴金屬熱電偶。熱偶絲線徑規(guī)定為0.5mm0.5mm，正極，正極(BP)(BP)和負極和負極(BN)(BN)的名義化學成分均為鉑銠合金，只是含量不同，故俗稱雙鉑的名義化學成分均為鉑銠合金，只是含量不同，故俗稱雙鉑銠熱電偶。長期最高使用溫度銠熱電偶。長期最高使用溫度16001600，短期最高使用溫度，短期最高使用溫度18001800優(yōu)點優(yōu)點：準確度高，穩(wěn)定性好，測溫溫區(qū)寬，使用壽命長等，適：準確度高，穩(wěn)定性好，測溫溫區(qū)寬，使用壽命長等，適于氧化性和惰性氣氛中，也可短期用于真空中，但不適用于還原于氧化性和惰性氣氛中，也可短期用于真空中，但不適用于還原性氣氛或含有金屬或非金屬蒸汽中

20、；參比端不需進行冷端補償，性氣氛或含有金屬或非金屬蒸汽中；參比端不需進行冷端補償，因為在因為在0 05050范圍內熱電勢小于范圍內熱電勢小于3V3V。缺點缺點：熱電率較小，靈敏：熱電率較小，靈敏度低，高溫下機械強度下降，抗污染能力差，貴金屬材料昂貴。度低，高溫下機械強度下降，抗污染能力差，貴金屬材料昂貴。青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量3 3）鎳鉻）鎳鉻- -鎳硅熱電偶（鎳硅熱電偶（K K型）型） 使用量最大的廉金屬熱電偶，用量為其他熱電偶的使用量最大的廉金屬熱電偶，用量為其他熱電偶的總和總和。正。正極（極（KPKP）的名義化學成分為：）的名義化學成分為：

21、Ni:Cr=90:10Ni:Cr=90:10，負極（，負極（KNKN）的名義）的名義化學化學成分為化學化學成分為Ni:Si=97:3Ni:Si=97:3。其使用溫度為。其使用溫度為-200-20013001300。 優(yōu)點優(yōu)點：線性度好，熱電勢較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和復現(xiàn)：線性度好，熱電勢較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和復現(xiàn)性均好，抗氧化性強，價格便宜。能用于氧化性和惰性氣氛中。性均好，抗氧化性強，價格便宜。能用于氧化性和惰性氣氛中。缺點缺點：K K型熱電偶不能在高溫下直接用于硫、還原性或還原、氧型熱電偶不能在高溫下直接用于硫、還原性或還原、氧化交替的氣氛中，也不能用于真空中?；惶娴臍夥罩?，也不能

22、用于真空中。4 4）銅）銅康銅熱電偶康銅熱電偶 適于適于-2004000C內測溫。測量精確度高，低溫靈敏度高，價格低內測溫。測量精確度高，低溫靈敏度高，價格低 又稱鎳鉻又稱鎳鉻- -康銅熱電偶，也是一種廉價金屬熱電偶。其正極康銅熱電偶，也是一種廉價金屬熱電偶。其正極(EP)(EP)為鎳鉻合金，化學成分與為鎳鉻合金，化學成分與KPKP相同，負極相同，負極(EN)(EN)為銅鎳合金，名為銅鎳合金，名義化學成分為義化學成分為55%55%的銅、的銅、45%45%的鎳以及少量的鈷、錳、鐵等元素。的鎳以及少量的鈷、錳、鐵等元素。5 5）鎳鉻）鎳鉻- -銅鎳熱電偶（銅鎳熱電偶（E E型）型） 其電動勢之大，

23、靈敏度之高屬所有標準熱電偶其電動勢之大，靈敏度之高屬所有標準熱電偶之最之最，宜制成，宜制成熱電偶堆來測量微小溫度變化。長期可測熱電偶堆來測量微小溫度變化。長期可測6006000 0C C，短期短期8008000 0C C。E E型型熱電偶可用于濕度較大的環(huán)境里，具有穩(wěn)定性好，抗氧化性能高，熱電偶可用于濕度較大的環(huán)境里，具有穩(wěn)定性好，抗氧化性能高，價格便宜等優(yōu)點。但不能在高溫下用于硫、還原性氣氛中。價格便宜等優(yōu)點。但不能在高溫下用于硫、還原性氣氛中。 青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量非標準化熱電偶非標準化熱電偶名稱名稱熱電極材料熱電極材料使用溫度使用溫度范圍

24、范圍()()過熱使用溫過熱使用溫度度范圍范圍()()特征特征正極正極負極負極鎢萊系Wre5、Wre3Wre26、Wre25023003000適用于還原性、H2及惰性氣體。質脆鉑銠系PtRh20、PtRh40PtRh5、PtRh2030015001100160018001800在高溫下使用，熱電動勢小，其它性能與R型相同銥銠系Ir、Ir、IrIrRh40、IrRh50、IrRh60110020002100適用于真空、惰性氣體及微氧化性氣氛。質脆鎳鉬系NiNiMo1801280/可用于還原性氣氛，熱電動勢大鈀鉑系Pd、Pt及Au合金Au、Pd合金011001300耐磨性能強，熱電動勢的大小基本上與

25、K型相同鎳鉻、金鐵以Ni-Cr為主的合金含0.07mo1%Fe的合金0300K/20K以下熱電動勢比較大，熱電動勢的線性好銀金、金鐵含Au為0.37mo1%的合金含0.03mo1%Fe的Au-Fe合金140K/熱電動勢小，受磁場影響非標準化熱電偶非標準化熱電偶名稱名稱熱電極材料熱電極材料使用溫度使用溫度范圍范圍()()過熱使用溫過熱使用溫度度范圍范圍()()特征特征正極正極負極負極鎢萊系Wre5、Wre3Wre26、Wre25023003000適用于還原性、H2及惰性氣體。質脆鉑銠系PtRh20、PtRh40PtRh5、PtRh2030015001100160018001800在高溫下使用，熱

26、電動勢小，其它性能與R型相同銥銠系Ir、Ir、IrIrRh40、IrRh50、IrRh60110020002100適用于真空、惰性氣體及微氧化性氣氛。質脆鎳鉬系NiNiMo1801280/可用于還原性氣氛，熱電動勢大鈀鉑系Pd、Pt及Au合金Au、Pd合金011001300耐磨性能強，熱電動勢的大小基本上與K型相同鎳鉻、金鐵以Ni-Cr為主的合金含0.07mo1%Fe的合金0300K/20K以下熱電動勢比較大，熱電動勢的線性好銀金、金鐵含Au為0.37mo1%的合金含0.03mo1%Fe的Au-Fe合金140K/熱電動勢小，受磁場影響青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測

27、量溫度測量 熱電偶結構型式熱電偶結構型式 為保證熱電偶的正常工作，熱電偶的兩極之間以及與為保證熱電偶的正常工作，熱電偶的兩極之間以及與保護套管之間都需要良好的電絕緣，而且耐高溫、耐腐保護套管之間都需要良好的電絕緣，而且耐高溫、耐腐蝕和沖擊的外保護套管也是必不可少的。蝕和沖擊的外保護套管也是必不可少的。 熱電偶按其熱電偶按其結構結構分為分為普通熱電偶普通熱電偶、鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶、薄膜薄膜熱電偶熱電偶等。等。接線柱接線柱接線座接線座絕緣套管絕緣套管熱電極熱電極測量端測量端熱熱電電極極絕緣套管絕緣套管保護管保護管接線盒接線盒(a)(a)(b)(b) 普通熱電偶普通熱電偶：主要用于測量氣體、蒸汽、

28、液體等介：主要用于測量氣體、蒸汽、液體等介質的溫度。質的溫度。青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量碰底型碰底型不碰底型不碰底型露頭型露頭型金屬套管金屬套管絕 緣絕 緣材料材料熱電極熱電極 鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶 結構結構：由熱電極、耐高溫的金屬氧：由熱電極、耐高溫的金屬氧化物粉末（化物粉末（AlAl2 2O O3 3等）、不銹鋼套管三者經拉細組成一等）、不銹鋼套管三者經拉細組成一體。體。特點特點：結構緊湊、牢固、抗振、可：結構緊湊、牢固、抗振、可，且熱慣性，且熱慣性小、性能穩(wěn)定。小、性能穩(wěn)定。 薄膜熱電偶薄膜熱電偶 用真空蒸鍍法，用真空蒸鍍法，將熱電偶材料沉積在

29、絕緣基板上而將熱電偶材料沉積在絕緣基板上而制成。可做得很?。ㄟ_微米級）。制成?？勺龅煤鼙。ㄟ_微米級）。適于各種表面的溫度測量。適于各種表面的溫度測量。熱電極熱電極熱 接熱 接點點絕 緣絕 緣基板基板引出線引出線青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量5 5、熱電偶溫度計、熱電偶溫度計 熱電偶溫度計熱電偶溫度計熱電偶熱電偶配套顯示儀表，配套時配套顯示儀表，配套時需考慮熱電偶的分度號。需考慮熱電偶的分度號。 1 1）XCZXCZ101101型動圈儀表型動圈儀表 其表頭是一只磁電式電流其表頭是一只磁電式電流表?？梢杂煤练鼣?shù)來刻度，也可直接用溫度值刻度。表?？梢杂煤练鼣?shù)來

30、刻度，也可直接用溫度值刻度。它的精確度等級為它的精確度等級為1.01.0級。級。 2 2）自動電子電位差計）自動電子電位差計 可以自動顯示和自動記錄，可以自動顯示和自動記錄，精確度等級為精確度等級為0.50.5級。級。 引用誤差引用誤差 是指儀表示值的最大絕對誤差與儀表是指儀表示值的最大絕對誤差與儀表的測量上限值或量程之比。的測量上限值或量程之比。我國規(guī)定電工儀表精確度我國規(guī)定電工儀表精確度等級有等級有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七級。七級。0.1級即級即表示引用誤差是表示引用誤差是0.1%,其他類推。其他類推。 青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章

31、溫度測量溫度測量第三節(jié)第三節(jié) 熱電阻熱電阻原理原理 某些導體或半導體材料的電阻隨溫度變化某些導體或半導體材料的電阻隨溫度變化 特點特點 測量精確度高，在低溫下（測量精確度高，在低溫下（5005000 0C C以下）輸出信號比熱以下）輸出信號比熱電偶大得多，不存在熱電偶的冷端補償問題，尤其適于電偶大得多，不存在熱電偶的冷端補償問題，尤其適于2002000 0C C5005000 0C C。一、鉑熱電阻一、鉑熱電阻 特點特點 精確度高、穩(wěn)定性好、性能可靠。在國際實用溫標精確度高、穩(wěn)定性好、性能可靠。在國際實用溫標中，作為中，作為259.34259.340 0C C630.74630.740 0C

32、C范圍的溫度基準。其價格較貴。范圍的溫度基準。其價格較貴。鉑電阻鉑電阻R R與溫度與溫度t t的關系：的關系：200(1)0650tRRAtBttC 23001(100) 2000tRRAtBtC ttCt 0 00 0C C時的電阻時的電阻云母骨架云母骨架鉑絲鉑絲彈簧支撐片彈簧支撐片銀引出線銀引出線 制作制作 用細的純鉑絲用細的純鉑絲( (直徑直徑0.030.030.07mm)0.07mm)繞在繞在石英或云母骨架上，最外石英或云母骨架上，最外層用金屬套管保護。層用金屬套管保護。303.96847 10 (1)AC705.847 10 (1)BC 1204.22 10(1)CC 實驗測得常數(shù)實

33、驗測得常數(shù)青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量二、銅熱電阻二、銅熱電阻 優(yōu)點優(yōu)點 測量精確度測量精確度比較比較高，高，電阻值與溫度近于呈線性關系，電電阻值與溫度近于呈線性關系，電阻溫度系數(shù)比鉑高，即靈敏度比鉑電阻高，容易提純、加工，阻溫度系數(shù)比鉑高，即靈敏度比鉑電阻高，容易提純、加工，價格便宜。價格便宜。 缺點缺點 在溫度高于在溫度高于1001000 0C C的介質中易于氧化，與鉑相比，銅的電的介質中易于氧化，與鉑相比，銅的電阻率低，所以銅電阻的體積較大。阻率低，所以銅電阻的體積較大。 應用場合應用場合 一般用于一般用于50500 0C C1501500 0C

34、 C的低溫測量和沒有水分及無的低溫測量和沒有水分及無侵蝕性介質的溫度測量。侵蝕性介質的溫度測量。銅電阻銅電阻R R與溫度與溫度t t的關系：的關系：0(1)tRRt銅的電阻系數(shù)銅的電阻系數(shù)30(4.254.28) 10 (1)C制作制作 用直徑約為用直徑約為0.1mm0.1mm的絕緣漆包銅絲無感雙線的絕緣漆包銅絲無感雙線繞在圓柱形塑料骨架上，繞在圓柱形塑料骨架上，最外層是金屬套管保護。最外層是金屬套管保護。骨架骨架漆包銅線漆包銅線引出線引出線青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量三、半導體熱敏電阻三、半導體熱敏電阻 優(yōu)點優(yōu)點 溫度系數(shù)比金屬大溫度系數(shù)比金屬大(4

35、(49 9倍倍) )，靈敏度高、分辨率高；，靈敏度高、分辨率高； 體積小，熱慣性小，響應速度快。體積小，熱慣性小，響應速度快。 缺點缺點 非線性嚴重，因而精確度較低，使用時一般需做線性化非線性嚴重，因而精確度較低，使用時一般需做線性化處理。此外，其互換性差。處理。此外，其互換性差。 制作制作 用鐵、錳、銅等金屬的氧化物或它們的其他化合物，進用鐵、錳、銅等金屬的氧化物或它們的其他化合物，進行不同配比，經成形、燒結而成。行不同配比，經成形、燒結而成。原理原理 利用半導體的利用半導體的電阻值隨溫度顯著變化電阻值隨溫度顯著變化的特性制成。的特性制成。 分類分類 按基本性能可分：負溫度系數(shù)按基本性能可分

36、：負溫度系數(shù)(NTC)(NTC)、正溫度系數(shù)、正溫度系數(shù)(PTC)(PTC)、臨界溫度系數(shù)臨界溫度系數(shù)(CTC)(CTC)三類。三類。 1 1）NTCNTC熱敏電阻熱敏電阻 具有很大的負電阻溫度系數(shù)，主要由具有很大的負電阻溫度系數(shù)，主要由MnMn、CoCo、NiNi、FeFe、CuCu等等過渡金屬氧化物過渡金屬氧化物混合燒結而成?；旌蠠Y而成。用途用途：用于：用于1001003003000 0C C點溫、表面溫度、溫差、溫場等測量；自動控制及電點溫、表面溫度、溫差、溫場等測量；自動控制及電子線路的熱補償線路。子線路的熱補償線路。青島大學機電工程學院青島大學機電工程學院第十章第十章 溫度測量溫度測量 2 2）PTCPTC熱敏電阻熱敏電阻 正溫度正溫度系數(shù)鈦酸鋇摻合稀土元素燒系數(shù)鈦酸鋇摻合稀土元素燒結而成。結而成。特點特點：當溫度超過：當溫度超過某一數(shù)值時，其電阻迅速增某一數(shù)值時，其電阻迅速增加，具有開關特性。使用溫加，具有開關特性。使用溫度范圍度范圍5050