建筑環(huán)境測試技術(shù)溫測量課件

3溫度測量溫度測量概述膨脹式溫度計熱電偶測溫熱電阻測溫非接觸式測溫3溫度測量溫度測量概述3.1溫度測量概述3.1.1溫度與溫標一、溫度溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量，標志著系統(tǒng)內(nèi)部分子無規(guī)則運動的劇烈程度。3.1溫度測量概述二、溫標

溫標是溫度數(shù)值化的標尺。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點和測量溫度的基本單位。各種溫度計的刻度數(shù)值均由溫標確定。溫標的三要素：溫度計、固定點和內(nèi)插函數(shù)。經(jīng)驗溫標熱力學溫標國際溫標

二、溫標溫標是溫度數(shù)值化的標尺。它規(guī)定了溫度經(jīng)驗溫標華氏溫標以水銀為測溫介質(zhì)，規(guī)定水沸點為212度，氯化氨和冰的混合物為0度，兩固定點間等分212格，每格為華氏1度，符號為℉。1714Fahrenheit攝氏溫標攝氏溫標規(guī)定標準大氣壓下純水的冰融點為0度，水沸點為100度，中間等分為100格，每格為攝氏1度，符號為℃。

1740Celsius類似的經(jīng)驗溫標還有蘭氏、列氏等經(jīng)驗溫標的缺點在于它的局限性和隨意性經(jīng)驗溫標華氏溫標攝氏溫標類似的經(jīng)驗溫標還有蘭氏、列氏等熱力學溫標

熱力學溫標又稱開氏溫標（K）或絕對溫標，它規(guī)定分子運動停止時的溫度為絕對零度。它建于熱力學基礎(chǔ)，體現(xiàn)出溫度僅與熱量有關(guān)而與測溫物質(zhì)的任何物理性質(zhì)無關(guān)的理想溫標，已由國際權(quán)度大會采納作為國際統(tǒng)一的基本溫標。熱力學溫標熱力學溫標又稱開氏溫標

熱力學中卡諾定理指出：一個理想的卡諾機，當它工作于溫度為T2的熱源與溫度為T1的冷源之間，它從熱源中吸收的熱量Q2與向冷源中放出的熱量Q1，應(yīng)遵循以下關(guān)系：這就是建立熱力學溫標的物理基礎(chǔ)。如果指定了一個定點溫度數(shù)值，就可以通過熱量比求得未知溫度值。熱力學溫標規(guī)定水在標準大氣壓下的三相點為273.16K。

熱力學中卡諾定理指出：一個理想的卡諾機，當

國際溫標為了使用方便，國際上經(jīng)協(xié)商，決定建立一種既使用方便，又具有一定科學技術(shù)水平的溫標，這就是國際溫標的由來。具備的條件：盡可能接近熱力學溫標復現(xiàn)精度高，各國均能以很高的準確度復現(xiàn)同樣的溫標，確保溫度量值的統(tǒng)一用于復現(xiàn)溫標的標準溫度計，使用方便，性能穩(wěn)定

國際溫標

國際溫標

ITS-27，第七屆國際計量大會決定

ITS-48IPTS-68ITS-90

1）固定點2）標準儀器0.65~5.2K，3He和4He蒸氣壓溫度計3.0~24.6K，3He或4He氣體溫度計13.8K~962℃，鉑電阻溫度計~962℃以上，光學或光電高溫計3）內(nèi)插公式國際溫標ITS-27，第七屆國際計量大會決定1溫度不能“直接”測量，而是借助于物質(zhì)的某些物理特性是溫度的函數(shù)，通過對某些物理特性變化量的測量“間接”地獲得溫度值。按工作原理來劃分，也根據(jù)溫度范圍（高溫、中溫、低溫等）或儀表精度（基準、標準等）來劃分。根據(jù)溫度測量儀表的使用方式，通?？煞诸悶榻佑|法與非接觸法兩大類。

3.1.2溫度測量方法及測量儀表的分類溫度不能“直接”測量，而是借助于物質(zhì)的某些物理特性是溫度的一、接觸法當兩個物體接觸后，經(jīng)過足夠長的時間達到熱平衡后，則它們的溫度必然相等。如果其中之一為溫度計，就可以用它對另一個物體實現(xiàn)溫度測量，這種測溫方式稱為接觸法。特點：溫度計要與被測物體有良好地熱接觸，使兩者達到熱平衡。一、接觸法接觸式：測溫元件與被測對象接觸，依靠傳熱和對流進行熱交換。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、可靠，測溫精度較高。缺點：由于測溫元件與被測對象必須經(jīng)過充分的熱交換且達到平衡后才能測量，這樣容易破壞被測對象的溫度場，同時帶來測溫過程的延遲現(xiàn)象，不適于測量熱容量小的對象、極高溫的對象、處于運動中的對象。不適于直接對腐蝕性介質(zhì)測量。接觸式：測溫元件與被測對象接觸，依靠傳熱和對流進行熱交換。二、非接觸法利用物體的熱輻射能隨溫度變化的原理測定物體溫度，這種測溫方式稱為非接觸法。特點：不與被測物體接觸，也不改變被測物體的溫度分布，熱慣性小。通常用來測定1000℃以上的移動、旋轉(zhuǎn)或反應(yīng)迅速的高溫物體的溫度。二、非接觸法非接觸式：測溫元件不與被測對象接觸，而是通過熱輻射進行熱交換，或測溫元件接收被測對象的部分熱輻射能，由熱輻射能大小推出被測對象的溫度。優(yōu)點：從原理上講測量范圍從超低溫到極高溫，不破壞被測對象溫度場。非接觸式測溫響應(yīng)快，對被測對象干擾小，可用于測量運動的被測對象和有強電磁干擾、強腐蝕的場合。缺點：容易受到外界因素的干擾，測量誤差較大，且結(jié)構(gòu)復雜，價格比較昂貴。

非接觸式：測溫元件不與被測對象接觸，而是通過熱輻射進行熱交換3.2膨脹式溫度計

膨脹式溫度計是利用物體受熱膨脹的原理制成的溫度計，主要有液體膨脹式溫度計、固體膨脹式溫度計和壓力式溫度計三種。3.2膨脹式溫度計膨脹式溫度計是利用物3.2.1液體膨脹式溫度計一、測溫原理

液體膨脹系數(shù)遠比玻璃的膨脹系數(shù)大，因此當溫度變化時，引起工作液體在玻璃管內(nèi)體積的變化，進而表現(xiàn)為液柱高度的變化。玻璃棒式溫度計

留點水銀溫度計

銅套溫度計

3.2.1液體膨脹式溫度計一、測溫原理玻璃棒式溫度計留點二、主要特點直觀，測量準確，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉三、分類標準溫度計，實驗室用溫度計，工業(yè)用溫度計，電接點溫度計四、測溫誤差分析玻璃材料的熱滯后效應(yīng)導致溫度計零點漂移插入深度不夠引起測溫不準3.2.1液體膨脹式溫度計二、主要特點3.2.1液體膨脹式溫度計利用密閉容積內(nèi)工作介質(zhì)隨溫度升高而壓力升高的性質(zhì)，通過對工作介質(zhì)的壓力測量來判斷溫度值工作介質(zhì)是氣體、液體或蒸氣3.2.2壓力式溫度計簡單可靠、抗振性能好，具有良好的防爆性動態(tài)性能差，示值的滯后較大，不能測量迅速變化的溫度利用密閉容積內(nèi)工作介質(zhì)隨溫度升高而壓力升高的性質(zhì)，通過對工作雙金屬片式3.2.3固體膨脹式溫度計雙金屬片式3.2.3固體膨脹式溫度計3.3.1熱電偶的測溫原理

兩種不同的導體（或半導體）相接的兩個接點溫度不同時，回路中會產(chǎn)生電勢，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。由此效應(yīng)所產(chǎn)生的電勢，通常稱為熱電勢。熱電偶產(chǎn)生的熱電勢由兩部分組成：接觸電勢和溫差電勢。熱電極B熱電極ATT0參考端冷端工作端熱端3.3熱電偶測溫3.3.1熱電偶的測溫原理兩種不同的導體（或半導體）兩種不同材料接觸處會產(chǎn)生電勢EAB（T）原因：A、B材料不同，自由電子濃度不同，設(shè)NA>NB在結(jié)點處要發(fā)生電子擴散，且在兩個方向上擴散的速率不同?？傮w是：A的濃度高，其擴散的速率大?！郃失去的電子比得到的多，故帶“+”電荷∴B失去的電子比得到的少，故帶“-”電荷一、接觸電勢(帕爾貼電勢)兩種不同材料接觸處會產(chǎn)生電勢原因：A、B材料不同，自由電子濃

接觸電勢：式中e——單位電荷，4.802×10-10C；

K——波爾茲曼常數(shù)，K=1.38×10-23J/K；

NA(T)、NB(T)——材料A、B在溫度T時的自由電子密度；

T——A、B接觸點的溫度，K。從理論上可以證明該接觸電勢的大小和方向主要取決于兩種材料的性質(zhì)（電子密度）和接觸面溫度的高低。溫度越高，接觸電勢越大；兩種導體電子密度比值越大，接觸電勢也越大。一、接觸電勢(帕爾貼電勢)接觸電勢：從理論上可以證明該接觸電勢的大小和方向主要

溫差電勢：高溫端：自由電子活動能力強低溫端：自由電子活動能力弱二、溫差電勢（湯姆遜電勢）∴熱端失去的電子比得到的多，故帶“+”電荷∴冷端失去的電子比得到的少，故帶“-”電荷溫差電勢：高溫端：自由電子活動能力強低溫端：自由電子三、熱電偶閉合回路的總熱電勢TT0AB設(shè)T>T0，NA>NB；那么回路中存在兩個接觸電勢EAB(T)和EAB(T0)，兩個溫差電勢EA(T,T0)和EB(T,T0)EB（T，T0）EA（T，T0）EAB（T）EAB（T0）三、熱電偶閉合回路的總熱電勢TT0AB設(shè)T>T0，N三、熱電偶閉合回路的總熱電勢TT0ABEB（T，T0）EA（T，T0）EAB（T）EAB（T0）

代入前述公式，可得：材料A和B確定，可簡化：EAB(T,T0)=f(T)－

f(T0)冷端溫度恒定，可簡化：EAB(T,T0)=f(T)－C

三、熱電偶閉合回路的總熱電勢TT0ABEB（T，T0）EA（TT0ABEB（T，T0）EA（T，T0）EAB（T）EAB（T0）

代入前述公式，可得：3.3.2熱電偶的基本定律——均質(zhì)導體定律

不論其截面和長度如何以及沿長度方向上各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。反之，若回路中存在熱電勢則材料必為非均質(zhì)的。

若閉合回路由一種均質(zhì)導體組成，TT0ABEB（T，T0）EA（T，T0）EAB（T）EABTT0ABEB（T，T0）EA（T，T0）EAB（T）EAB（T0）3.3.2熱電偶的基本定律TT0ABC回路中引入第三種導體不改變回路總電勢。——中間導體定律TT0ABEB（T，T0）EA（T，T0）EAB（T）EABTT0AB3.3.2熱電偶的基本定律——中間溫度定律TTnABTnT0ABEAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0)TT0AB3.3.2熱電偶的基本定律——中間溫度定律TTn中間導體定律：在熱電偶回路中接入第三種導體，只要第三種導體兩端溫度相同，對熱電偶回路的總電勢沒有影響。熱電偶回路中可接入各種儀表或連接導線。只要所處的環(huán)境溫度穩(wěn)定，回路熱電勢將不受影響。熱電偶的接點不僅可以焊接而成，也可以借助均質(zhì)等溫的導體加以連接。3.3.2熱電偶的基本定律

均質(zhì)導體定律：由一種均質(zhì)導體組成的閉合回路中，不論其截面和長度如何以及沿長度方向上各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。同理，熱電偶回路中接入多種導體后，只要保證接入的每種導體的兩端溫度相同，則對熱電偶的熱電勢沒有影響。中間導體定律：在熱電偶回路中接入第三種導體，只要第中間導體定律：在熱電偶回路中接入第三種導體，只要第三種導體兩端溫度相同，對回路總電勢沒有影響。3.3.2熱電偶的基本定律

均質(zhì)導體定律：由一種均質(zhì)導體組成的閉合回路中，不論其截面和長度如何以及沿長度方向上各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。中間溫度定律：熱電偶回路中，兩接點溫度分別為T、T0時的熱電勢，等于接點溫度為T、TN和TN、T0的兩支同性質(zhì)熱電偶的熱電勢的代數(shù)和。EAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0)當熱電偶參比端溫度t0≠0℃時，只要能測得熱電勢E(t,t0)，且t0已知，仍可以采用熱電偶分度表求得被測溫度t值。中間導體定律：在熱電偶回路中接入第三種導體，只要第例：用熱電偶測量金屬壁面溫度有兩種方案，如下圖所示，當熱電偶具有相同的參考端溫度t0時，問在壁溫相等的兩種情況下，儀表的示值是否一樣？為什么？例：用熱電偶測量金屬壁面溫度有兩種方案，如下圖所示，當熱例：用兩支分度號為K的熱電偶測量A區(qū)和B區(qū)的溫差，連接回路如右圖所示。當熱電偶參考端溫度t0為0℃時，儀表指示200℃。問在參考端溫度上升25℃時，儀表的指示值為多少？為什么？例：用兩支分度號為K的熱電偶測量A區(qū)和B區(qū)的溫差，連接回熱電偶結(jié)構(gòu)3.3.3熱電偶的結(jié)構(gòu)與分類

熱電偶結(jié)構(gòu)3.3.3熱電偶的結(jié)構(gòu)與分類建筑環(huán)境測試技術(shù)溫測量課件兩個熱電極兩個建筑環(huán)境測試技術(shù)溫測量課件熱電偶接點熱電偶接點鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶表面熱電偶表面熱電偶熱電偶的分類根據(jù)熱電偶的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同，可分為標準熱電偶和非標準熱電偶。

國際電工委員會（IEC）推薦了七種標準化的熱電偶：非標準化熱電偶：鎢-錸系熱電偶(max:2600~3000oC)、鎢-銥系熱電偶(max:2200oC)熱電偶的分類根據(jù)熱電偶的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同，可分為標廉金屬熱電偶

1）T型（銅－康銅）熱電偶

-20~350oC，在廉金屬熱電偶中準確度最高，熱電勢較大

2）K型（鎳鉻－鎳鋁或鎳硅）熱電偶

-200~1100oC，在廉金屬熱電偶中測溫范圍最寬，溫度-毫伏信號接近線性，熱電勢較大

3）E型（鎳鉻－康銅）熱電偶靈敏度最高，氧化氣氛中可使用到1000oC4）J型（鐵－康銅）熱電偶

0~750oC（氧化氣氛），0~950oC（還原氣氛），在很多國家工業(yè)上最通用，價廉、靈敏廉金屬熱電偶貴金屬熱電偶

1）S型（鉑銠10－鉑）熱電偶

0~1600oC，準確度等級最高，熱電勢小，熱電特性曲線非線性較大

2）R型（鉑銠13－鉑）熱電偶

0~1600oC，熱電勢稍大

3）B型（鉑銠30－鉑銠6）熱電偶

0~1800oC，抗污染能力強，具有較好穩(wěn)定性，熱電勢極小貴金屬熱電偶3.3.4熱電偶測溫系統(tǒng)熱電偶測溫系統(tǒng)是由熱電偶、補償導線、顯示儀表及相應(yīng)的電路構(gòu)成的。3.3.4熱電偶測溫系統(tǒng)熱電偶測溫系統(tǒng)是由熱電偶、補償導線型號分度號補償導線合金絲100℃時允差(℃)200℃時允差(℃)正極負極普通級精密級普通級精密級SCSSPC(銅)SNC(銅鎳)±5±3±5－KCKKPC(銅)KNC(銅鎳)±2.5±1.5－－KXKKPX(鎳鉻)KNX(鎳硅)±2.5±1.5±2.5±1.5EXEEPX(鎳鉻)ENX(銅鎳)±2.5±1.5±2.5±1.5JXJJPX(鐵)JNX(銅鎳)±2.5±1.5±2.5±1.5TXTTPX(銅)TNX(銅鎳)±2.5±1.5±2.5±1.5補償導線型號分度號補償導線合金絲100℃時允差(℃)200℃顯示儀表（變送器）變送器直流電源轉(zhuǎn)換電阻顯示儀表（變送器）變送器直流電源轉(zhuǎn)換電阻補償導線補償導線參考端溫度的處理1）冷端恒溫及計算修正法原理：用補償導線把熱電偶的冷端延長到某一溫度T0處（通常是環(huán)境溫度），然后再對冷端溫度進行修正。中間溫度定律：EAB(T,0)=EAB(T,T0)+EAB(T0,0)補償導線補償導線參考端溫度的處理1）冷端恒溫及計算修正法中間例：用分度號為K的鎳鉻鎳硅熱電偶及毫伏表刻度的顯示儀表測量爐溫，在自由端溫度為20oC時，測得的熱電勢Et=39.17mV問爐溫為多少度？解：由得則根據(jù)插值法得例：用分度號為K的鎳鉻鎳硅熱電偶及毫伏表刻度的顯示儀表測量爐4）補償電橋法原理：在熱電偶測溫系統(tǒng)中串聯(lián)一個不平衡電橋，此電橋輸出的電壓隨熱電偶冷端溫度變化而變化，從而修正熱電偶冷端溫度波動引入的誤差。假定0oC度時電橋平衡，溫度升高后a、b點間的電勢如何變化？4）補償電橋法假定0oC度時電橋平衡，溫度升高后a、b點間的熱電偶的檢定為了保證熱電偶的測量精度，必須定期進行檢定。熱電偶的檢定方法有兩種，比較法和定點法。熱電偶的檢定為了保證熱電偶的測量精度，必須定期進行檢定。熱電1）分度誤差：指檢定時產(chǎn)生的誤差，其值不得超過允許誤差。2）冷端溫度引起的誤差。3）補償導線的誤差：由于補償導線的熱電特性與所配熱電偶不完全相同所造成的4）熱交換所引起的誤差5）測量線路和顯示儀表的誤差6）其他誤差熱電偶的誤差分析1）分度誤差：指檢定時產(chǎn)生的誤差，其值不得超過允許誤差。4）熱電偶的使用與安裝流體溫度測量管道上測溫元件斜插安裝測表面溫度的熱電偶安裝帶防腐蝕套管的熱電偶熱電偶的使用與安裝流體溫度測量管道上測溫元件斜插安裝測表面溫熱電阻是用金屬導體或半導體材料制成的感溫元件。導體或半導體的電阻率與溫度有關(guān)，利用此特性制成電阻溫度感溫件，它與測量電阻阻值的儀表配套組成電阻溫度計。3.4熱電阻測溫熱電阻是用金屬導體或半導體材料制成的感溫元件。導體或3.4.1熱電阻的特性電阻溫度系數(shù)：電阻比：百度電阻比：單位為1/℃3.4.1熱電阻的特性電阻溫度系數(shù)：電阻比：百度電阻比：單3.4.2常用熱電阻元件

常用的熱電阻有鉑熱電阻、銅熱電阻、鎳熱電阻和半導體熱電阻。

鉑熱電阻和銅熱電阻屬國際電工委員會推薦的，也是我國國標化的熱電阻。3.4.2常用熱電阻元件常用的熱電阻有鉑熱電阻、一、鉑熱電阻特點：精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。有良好的工藝性，可以制成極細的鉑絲或極薄的鉑箔。與其他熱電阻材料相比，有較高的電阻率。電阻溫度系數(shù)較小，價格較貴。電阻溫度關(guān)系：－200℃~0℃：Rt=R0[1+At+Bt2+C(t－100)t3]

0~650℃：Rt=R0(1+At+Bt2)

式中，A（3.96847×10-3）、B（-5.847×10-7)、C（-4.22×10-12)。百度電阻比W（100）=1.387~1.390純度越高，W（100）越高。

一、鉑熱電阻電阻溫度關(guān)系：二、銅熱電阻特點：它的電阻值與溫度的關(guān)系是線性的，電阻溫度系數(shù)也比較大，而且材料易提純，價格比較便宜，但它的電阻率低，易于氧化。在－50℃~150℃范圍內(nèi)，銅的電阻溫度關(guān)系為Rt=R0(1+αt)式中，α—銅的電阻溫度系數(shù)，α＝4.25×10-3~4.28×10-3℃-1測溫范圍-50~150二、銅熱電阻三、鎳熱電阻特點：電阻溫度系數(shù)較鉑大，約為鉑的1.5倍。在－50～150℃內(nèi)，其電阻與溫度關(guān)系為

Rt=100+0.5485t+0.665×10-3t2+2.805×10-9t4200℃左右具有特異點，故多用于150℃以下

三、鎳熱電阻四、半導體熱敏電阻

大多數(shù)半導體熱敏電阻具有負的溫度系數(shù)，其電阻值與溫度的關(guān)系為：RT=AeB/T測溫范圍：-40~350℃

優(yōu)點：具有較大的負電阻溫度系數(shù)電阻率遠比金屬材料大得多

缺點是電阻溫度特性分散性大，非線性嚴重，元件性能不穩(wěn)定，因此互換性差，精度較低。四、半導體熱敏電阻優(yōu)點：缺點是電阻溫度特性分散性大，3.4.3熱電阻測溫電路平衡/不平衡電橋測溫3.4.3熱電阻測溫電路平衡/不平衡電橋測溫3.4.3熱電阻測溫電路平衡/不平衡電橋測溫三線制的優(yōu)勢？3.4.3熱電阻測溫電路平衡/不平衡電橋測溫三線制的優(yōu)勢？比較熱電阻與熱電偶兩種測溫方法的異同？接觸式測溫方法的共同特點？比較熱電阻與熱電偶兩種測溫方法的異同？接觸式測溫方法的共同特3.5非接觸測溫非接觸測溫主要是利用光輻射來測量物體溫度，與被測對象無直接的物理接觸。3.5非接觸測溫非接觸測溫主要是利用光輻射來測量普朗克定律3.5.1熱輻射基本定律式中，C1=3.74×10-16W·m2，普朗克第一輻射常數(shù);C2=1.4388×10-2m

·K，普朗克第二輻射常數(shù);λ輻射波長，m；T黑體絕對溫度，K；E0λ光譜輻射強度，W/m3。任何物體都會有一部分的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠埽瑴囟仍礁?，則發(fā)射到周圍空間的能量就越多。絕對黑體的單色輻射強度：普朗克定律3.5.1熱輻射基本定律式中，C1=3.5.1熱輻射基本定律任何物體都會有一部分的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠?，溫度越高，則發(fā)射到周圍空間的能量就越多。式中，C1=3.74×10-16W·m2，普朗克第一輻射常數(shù);C2=1.4388×10-2m

·K，普朗克第二輻射常數(shù);λ輻射波長，m；T黑體絕對溫度，K；E0λ光譜輻射強度，W/m3。絕對黑體的單色輻射強度：普朗克定律3.5.1熱輻射基本定律任何物體都會有一部分的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椌S恩公式溫度在3000K以下普朗克公式可用維恩公式代替。維恩公式維恩位移定律

熱輻射電磁波中包含著各種波長．物體峰值輻射波長與物體自身的絕對溫度T成以下關(guān)系：維恩位移定律斯忒潘—玻耳茲曼定律

物體的總的輻射出射度E與溫度的四次方成正比。式中，E—某物體在溫度T時單位面積和單位時間的輻射總能量；σ—斯忒藩-玻爾茲曼常數(shù)，等于5.67×10-8W/(m2·K4)；ε—輻射率

0.65微米單色光輻射強度全輻射能量斯忒潘—玻耳茲曼定律

物體的總的輻射出射度E與溫度的四次方成3.5.2單色輻射溫度計對于灰體：高溫物體會明顯發(fā)出可見光，具有一定亮度。亮度溫度同樣溫度下黑體與灰體哪個亮度更高？同樣亮度下黑體與灰體哪個溫度更高？亮度溫度和實際溫度之間的關(guān)系？3.5.2單色輻射溫度計對于灰體：高溫物體會明顯發(fā)一、光學高溫計光學高溫計結(jié)構(gòu)原理圖

1-物鏡；2-吸收玻璃；3-高溫計燈泡；4-目鏡；5-紅色慮光片；6-顯示儀表；7-滑線電阻一、光學高溫計光學高溫計結(jié)構(gòu)原理圖二、光電高溫計

光電高溫計用光電器件作為敏感元件感受輻射源的亮度變化，并將其轉(zhuǎn)換成與亮度成比例的電信號，再經(jīng)過電子放大器放大，最后輸出被測溫度值，并將自動記錄下來。

二、光電高溫計光電高溫計用光電器件作為敏感元件感受輻光學高溫計光電高溫計使用單色高溫計應(yīng)注意的事項？

光學高溫計光電高溫計使用單色高溫計應(yīng)注意的事項？使用單色高溫計應(yīng)注意的事項

①非黑體輻射的影響由于被測物體均為非黑體，其ελ隨波長、溫度、物體表面情況而變化，使被測物體溫度示值可能具有較大的誤差。

②中間介質(zhì)的吸收其間的灰塵、煙霧、水蒸氣和二氧化碳等對熱輻射均可能有散射效應(yīng)或吸收作用而造成測量誤差，一般在1～2m比較合適。

③被測對象

光學高溫計不宜測量反射光很強的物體；不能測量不發(fā)光的透明火焰。使用單色高溫計應(yīng)注意的事項？

使用單色高溫計應(yīng)注意的事項①非黑體輻射的影響使用單色高溫

根據(jù)絕對黑體全輻射定律的原理設(shè)計的高溫計稱為全輻射高溫計。當測出黑體全輻射強度E0后就可知溫度T。

全輻射高溫計是按絕對黑體對象進行分度的，則溫度Tp稱為被測物體的輻射溫度。1物鏡；2光欄；3玻璃泡；4熱電堆；5灰色濾光片；6目鏡；7鉑箔；云母片；9顯示儀表3.5.3全輻射高溫計根據(jù)絕對黑體全輻射定律的原理設(shè)計的高溫計稱為全輻射高溫計使用全輻射高溫計應(yīng)注意的事項：

①盡可能確定被測物體發(fā)射率。

②被測物體與高溫計之間的距離L和被測物體的直徑D之比（L/D）有一定限度。

③環(huán)境溫度不宜太高。使用全輻射高溫計應(yīng)注意的事項：①盡可能確定被測物體發(fā)射率2.5.4光電比色高溫計

采用顏色比較法，測量兩個波長下輻射強度之比而確定物體的溫度

若、

一定，且對應(yīng)波長下的黑度系數(shù)、已知，則R-T呈單值函數(shù)關(guān)系。讓兩個波長下的輻射強度分別作用于相應(yīng)的光電池上轉(zhuǎn)變?yōu)楣怆娏?，該電流在負載電阻上轉(zhuǎn)換為電位差，測出此二個電位差之比，就測得輻射強度之比，也就測知了被測物體的溫度。2.5.4光電比色高溫計若、一定，且對應(yīng)波長下比色測溫法精度較高原因：①如果兩黑度系數(shù)相近，則比色溫度與真實溫度接近。大多數(shù)金屬的、相接近，故比色溫度較接近真實溫度；②測試兩波長黑度系數(shù)的比值要比單獨測試物體的黑度系數(shù)準確；③采用輻射強度對比的方法，中間介質(zhì)吸收的影響較小比色測溫法精度較高原因：①如果兩黑度系數(shù)相近，則比色溫度與非接觸式測溫與接觸式測溫方法的優(yōu)缺點？非接觸式測溫與接觸式測溫方法的優(yōu)缺點？本章主要知識點：一、基本概念溫度、溫標、溫度測量方法分類二、接觸式測溫

膨脹式溫度計、熱電偶、熱電阻

熱電偶的冷端溫度處理、補償導線、測溫電路設(shè)計

熱電阻的三線制接法三、非接觸式測溫

各種方法的測溫原理、誤差分析

亮度溫度、輻射溫度、比色溫度本章主要知識點：一、基本概念用分度號Cu100的銅電阻溫度計測得發(fā)電機冷卻水溫度為56℃，但檢定時確知銅熱電阻的R0

＝100.8Ω，電阻溫度系數(shù)α’＝4.29×10-3/℃，試求冷卻水的實際溫度。用分度號Cu100的銅電阻溫度計測得發(fā)電機冷卻水溫度為56℃1、測溫線路如圖所示，其間由于補償導線不夠長采用一段銅導線代替；所用顯示儀表為k分度的電子電位差計?，F(xiàn)在儀表指示值為900℃。求：被測點的真實溫度t為多少？2、測溫線路如圖所示，由于工人疏忽，補償導線極性接反，并且由于補償導線不夠長而采用一段銅導線代替；所用顯示儀表為k分度的電子電位差計?，F(xiàn)在儀表指示值為900℃。求：被測點的真實溫度t為多少？3、用分度號Cu100的銅電阻溫度計測得發(fā)電機冷卻水溫度為56℃，但檢定時確知銅熱電阻的R0

＝100.8Ω，電阻溫度系數(shù)α’＝4.29×10-3/℃，試求冷卻水的實際溫度。1、測溫線路如圖所示，其間由于補償導線不夠長采用一段銅導線代

3溫度測量溫度測量概述膨脹式溫度計熱電偶測溫熱電阻測溫非接觸式測溫3溫度測量溫度測量概述3.1溫度測量概述3.1.1溫度與溫標一、溫度溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量，標志著系統(tǒng)內(nèi)部分子無規(guī)則運動的劇烈程度。3.1溫度測量概述二、溫標

溫標是溫度數(shù)值化的標尺。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點和測量溫度的基本單位。各種溫度計的刻度數(shù)值均由溫標確定。溫標的三要素：溫度計、固定點和內(nèi)插函數(shù)。經(jīng)驗溫標熱力學溫標國際溫標

二、溫標溫標是溫度數(shù)值化的標尺。它規(guī)定了溫度經(jīng)驗溫標華氏溫標以水銀為測溫介質(zhì)，規(guī)定水沸點為212度，氯化氨和冰的混合物為0度，兩固定點間等分212格，每格為華氏1度，符號為℉。1714Fahrenheit攝氏溫標攝氏溫標規(guī)定標準大氣壓下純水的冰融點為0度，水沸點為100度，中間等分為100格，每格為攝氏1度，符號為℃。

1740Celsius類似的經(jīng)驗溫標還有蘭氏、列氏等經(jīng)驗溫標的缺點在于它的局限性和隨意性經(jīng)驗溫標華氏溫標攝氏溫標類似的經(jīng)驗溫標還有蘭氏、列氏等熱力學溫標

熱力學溫標又稱開氏溫標（K）或絕對溫標，它規(guī)定分子運動停止時的溫度為絕對零度。它建于熱力學基礎(chǔ)，體現(xiàn)出溫度僅與熱量有關(guān)而與測溫物質(zhì)的任何物理性質(zhì)無關(guān)的理想溫標，已由國際權(quán)度大會采納作為國際統(tǒng)一的基本溫標。熱力學溫標熱力學溫標又稱開氏溫標

熱力學中卡諾定理指出：一個理想的卡諾機，當它工作于溫度為T2的熱源與溫度為T1的冷源之間，它從熱源中吸收的熱量Q2與向冷源中放出的熱量Q1，應(yīng)遵循以下關(guān)系：這就是建立熱力學溫標的物理基礎(chǔ)。如果指定了一個定點溫度數(shù)值，就可以通過熱量比求得未知溫度值。熱力學溫標規(guī)定水在標準大氣壓下的三相點為273.16K。

熱力學中卡諾定理指出：一個理想的卡諾機，當

國際溫標為了使用方便，國際上經(jīng)協(xié)商，決定建立一種既使用方便，又具有一定科學技術(shù)水平的溫標，這就是國際溫標的由來。具備的條件：盡可能接近熱力學溫標復現(xiàn)精度高，各國均能以很高的準確度復現(xiàn)同樣的溫標，確保溫度量值的統(tǒng)一用于復現(xiàn)溫標的標準溫度計，使用方便，性能穩(wěn)定

國際溫標

國際溫標

ITS-27，第七屆國際計量大會決定

ITS-48IPTS-68ITS-90

1）固定點2）標準儀器0.65~5.2K，3He和4He蒸氣壓溫度計3.0~24.6K，3He或4He氣體溫度計13.8K~962℃，鉑電阻溫度計~962℃以上，光學或光電高溫計3）內(nèi)插公式國際溫標ITS-27，第七屆國際計量大會決定1溫度不能“直接”測量，而是借助于物質(zhì)的某些物理特性是溫度的函數(shù)，通過對某些物理特性變化量的測量“間接”地獲得溫度值。按工作原理來劃分，也根據(jù)溫度范圍（高溫、中溫、低溫等）或儀表精度（基準、標準等）來劃分。根據(jù)溫度測量儀表的使用方式，通常可分類為接觸法與非接觸法兩大類。

3.1.2溫度測量方法及測量儀表的分類溫度不能“直接”測量，而是借助于物質(zhì)的某些物理特性是溫度的一、接觸法當兩個物體接觸后，經(jīng)過足夠長的時間達到熱平衡后，則它們的溫度必然相等。如果其中之一為溫度計，就可以用它對另一個物體實現(xiàn)溫度測量，這種測溫方式稱為接觸法。特點：溫度計要與被測物體有良好地熱接觸，使兩者達到熱平衡。一、接觸法接觸式：測溫元件與被測對象接觸，依靠傳熱和對流進行熱交換。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、可靠，測溫精度較高。缺點：由于測溫元件與被測對象必須經(jīng)過充分的熱交換且達到平衡后才能測量，這樣容易破壞被測對象的溫度場，同時帶來測溫過程的延遲現(xiàn)象，不適于測量熱容量小的對象、極高溫的對象、處于運動中的對象。不適于直接對腐蝕性介質(zhì)測量。接觸式：測溫元件與被測對象接觸，依靠傳熱和對流進行熱交換。二、非接觸法利用物體的熱輻射能隨溫度變化的原理測定物體溫度，這種測溫方式稱為非接觸法。特點：不與被測物體接觸，也不改變被測物體的溫度分布，熱慣性小。通常用來測定1000℃以上的移動、旋轉(zhuǎn)或反應(yīng)迅速的高溫物體的溫度。二、非接觸法非接觸式：測溫元件不與被測對象接觸，而是通過熱輻射進行熱交換，或測溫元件接收被測對象的部分熱輻射能，由熱輻射能大小推出被測對象的溫度。優(yōu)點：從原理上講測量范圍從超低溫到極高溫，不破壞被測對象溫度場。非接觸式測溫響應(yīng)快，對被測對象干擾小，可用于測量運動的被測對象和有強電磁干擾、強腐蝕的場合。缺點：容易受到外界因素的干擾，測量誤差較大，且結(jié)構(gòu)復雜，價格比較昂貴。

非接觸式：測溫元件不與被測對象接觸，而是通過熱輻射進行熱交換3.2膨脹式溫度計

膨脹式溫度計是利用物體受熱膨脹的原理制成的溫度計，主要有液體膨脹式溫度計、固體膨脹式溫度計和壓力式溫度計三種。3.2膨脹式溫度計膨脹式溫度計是利用物3.2.1液體膨脹式溫度計一、測溫原理

液體膨脹系數(shù)遠比玻璃的膨脹系數(shù)大，因此當溫度變化時，引起工作液體在玻璃管內(nèi)體積的變化，進而表現(xiàn)為液柱高度的變化。玻璃棒式溫度計

留點水銀溫度計

銅套溫度計

3.2.1液體膨脹式溫度計一、測溫原理玻璃棒式溫度計留點二、主要特點直觀，測量準確，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉三、分類標準溫度計，實驗室用溫度計，工業(yè)用溫度計，電接點溫度計四、測溫誤差分析玻璃材料的熱滯后效應(yīng)導致溫度計零點漂移插入深度不夠引起測溫不準3.2.1液體膨脹式溫度計二、主要特點3.2.1液體膨脹式溫度計利用密閉容積內(nèi)工作介質(zhì)隨溫度升高而壓力升高的性質(zhì)，通過對工作介質(zhì)的壓力測量來判斷溫度值工作介質(zhì)是氣體、液體或蒸氣3.2.2壓力式溫度計簡單可靠、抗振性能好，具有良好的防爆性動態(tài)性能差，示值的滯后較大，不能測量迅速變化的溫度利用密閉容積內(nèi)工作介質(zhì)隨溫度升高而壓力升高的性質(zhì)，通過對工作雙金屬片式3.2.3固體膨脹式溫度計雙金屬片式3.2.3固體膨脹式溫度計3.3.1熱電偶的測溫原理

兩種不同的導體（或半導體）相接的兩個接點溫度不同時，回路中會產(chǎn)生電勢，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。由此效應(yīng)所產(chǎn)生的電勢，通常稱為熱電勢。熱電偶產(chǎn)生的熱電勢由兩部分組成：接觸電勢和溫差電勢。熱電極B熱電極ATT0參考端冷端工作端熱端3.3熱電偶測溫3.3.1熱電偶的測溫原理兩種不同的導體（或半導體）兩種不同材料接觸處會產(chǎn)生電勢EAB（T）原因：A、B材料不同，自由電子濃度不同，設(shè)NA>NB在結(jié)點處要發(fā)生電子擴散，且在兩個方向上擴散的速率不同。總體是：A的濃度高，其擴散的速率大。∴A失去的電子比得到的多，故帶“+”電荷∴B失去的電子比得到的少，故帶“-”電荷一、接觸電勢(帕爾貼電勢)兩種不同材料接觸處會產(chǎn)生電勢原因：A、B材料不同，自由電子濃

接觸電勢：式中e——單位電荷，4.802×10-10C；

K——波爾茲曼常數(shù)，K=1.38×10-23J/K；

NA(T)、NB(T)——材料A、B在溫度T時的自由電子密度；

T——A、B接觸點的溫度，K。從理論上可以證明該接觸電勢的大小和方向主要取決于兩種材料的性質(zhì)（電子密度）和接觸面溫度的高低。溫度越高，接觸電勢越大；兩種導體電子密度比值越大，接觸電勢也越大。一、接觸電勢(帕爾貼電勢)接觸電勢：從理論上可以證明該接觸電勢的大小和方向主要

溫差電勢：高溫端：自由電子活動能力強低溫端：自由電子活動能力弱二、溫差電勢（湯姆遜電勢）∴熱端失去的電子比得到的多，故帶“+”電荷∴冷端失去的電子比得到的少，故帶“-”電荷溫差電勢：高溫端：自由電子活動能力強低溫端：自由電子三、熱電偶閉合回路的總熱電勢TT0AB設(shè)T>T0，NA>NB；那么回路中存在兩個接觸電勢EAB(T)和EAB(T0)，兩個溫差電勢EA(T,T0)和EB(T,T0)EB（T，T0）EA（T，T0）EAB（T）EAB（T0）三、熱電偶閉合回路的總熱電勢TT0AB設(shè)T>T0，N三、熱電偶閉合回路的總熱電勢TT0ABEB（T，T0）EA（T，T0）EAB（T）EAB（T0）

代入前述公式，可得：材料A和B確定，可簡化：EAB(T,T0)=f(T)－

f(T0)冷端溫度恒定，可簡化：EAB(T,T0)=f(T)－C

三、熱電偶閉合回路的總熱電勢TT0ABEB（T，T0）EA（TT0ABEB（T，T0）EA（T，T0）EAB（T）EAB（T0）

代入前述公式，可得：3.3.2熱電偶的基本定律——均質(zhì)導體定律

不論其截面和長度如何以及沿長度方向上各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。反之，若回路中存在熱電勢則材料必為非均質(zhì)的。

若閉合回路由一種均質(zhì)導體組成，TT0ABEB（T，T0）EA（T，T0）EAB（T）EABTT0ABEB（T，T0）EA（T，T0）EAB（T）EAB（T0）3.3.2熱電偶的基本定律TT0ABC回路中引入第三種導體不改變回路總電勢。——中間導體定律TT0ABEB（T，T0）EA（T，T0）EAB（T）EABTT0AB3.3.2熱電偶的基本定律——中間溫度定律TTnABTnT0ABEAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0)TT0AB3.3.2熱電偶的基本定律——中間溫度定律TTn中間導體定律：在熱電偶回路中接入第三種導體，只要第三種導體兩端溫度相同，對熱電偶回路的總電勢沒有影響。熱電偶回路中可接入各種儀表或連接導線。只要所處的環(huán)境溫度穩(wěn)定，回路熱電勢將不受影響。熱電偶的接點不僅可以焊接而成，也可以借助均質(zhì)等溫的導體加以連接。3.3.2熱電偶的基本定律

均質(zhì)導體定律：由一種均質(zhì)導體組成的閉合回路中，不論其截面和長度如何以及沿長度方向上各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。同理，熱電偶回路中接入多種導體后，只要保證接入的每種導體的兩端溫度相同，則對熱電偶的熱電勢沒有影響。中間導體定律：在熱電偶回路中接入第三種導體，只要第中間導體定律：在熱電偶回路中接入第三種導體，只要第三種導體兩端溫度相同，對回路總電勢沒有影響。3.3.2熱電偶的基本定律

均質(zhì)導體定律：由一種均質(zhì)導體組成的閉合回路中，不論其截面和長度如何以及沿長度方向上各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。中間溫度定律：熱電偶回路中，兩接點溫度分別為T、T0時的熱電勢，等于接點溫度為T、TN和TN、T0的兩支同性質(zhì)熱電偶的熱電勢的代數(shù)和。EAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0)當熱電偶參比端溫度t0≠0℃時，只要能測得熱電勢E(t,t0)，且t0已知，仍可以采用熱電偶分度表求得被測溫度t值。中間導體定律：在熱電偶回路中接入第三種導體，只要第例：用熱電偶測量金屬壁面溫度有兩種方案，如下圖所示，當熱電偶具有相同的參考端溫度t0時，問在壁溫相等的兩種情況下，儀表的示值是否一樣？為什么？例：用熱電偶測量金屬壁面溫度有兩種方案，如下圖所示，當熱例：用兩支分度號為K的熱電偶測量A區(qū)和B區(qū)的溫差，連接回路如右圖所示。當熱電偶參考端溫度t0為0℃時，儀表指示200℃。問在參考端溫度上升25℃時，儀表的指示值為多少？為什么？例：用兩支分度號為K的熱電偶測量A區(qū)和B區(qū)的溫差，連接回熱電偶結(jié)構(gòu)3.3.3熱電偶的結(jié)構(gòu)與分類

熱電偶結(jié)構(gòu)3.3.3熱電偶的結(jié)構(gòu)與分類建筑環(huán)境測試技術(shù)溫測量課件兩個熱電極兩個建筑環(huán)境測試技術(shù)溫測量課件熱電偶接點熱電偶接點鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶表面熱電偶表面熱電偶熱電偶的分類根據(jù)熱電偶的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同，可分為標準熱電偶和非標準熱電偶。

國際電工委員會（IEC）推薦了七種標準化的熱電偶：非標準化熱電偶：鎢-錸系熱電偶(max:2600~3000oC)、鎢-銥系熱電偶(max:2200oC)熱電偶的分類根據(jù)熱電偶的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同，可分為標廉金屬熱電偶

1）T型（銅－康銅）熱電偶

-20~350oC，在廉金屬熱電偶中準確度最高，熱電勢較大

2）K型（鎳鉻－鎳鋁或鎳硅）熱電偶

-200~1100oC，在廉金屬熱電偶中測溫范圍最寬，溫度-毫伏信號接近線性，熱電勢較大

3）E型（鎳鉻－康銅）熱電偶靈敏度最高，氧化氣氛中可使用到1000oC4）J型（鐵－康銅）熱電偶

0~750oC（氧化氣氛），0~950oC（還原氣氛），在很多國家工業(yè)上最通用，價廉、靈敏廉金屬熱電偶貴金屬熱電偶

1）S型（鉑銠10－鉑）熱電偶

0~1600oC，準確度等級最高，熱電勢小，熱電特性曲線非線性較大

2）R型（鉑銠13－鉑）熱電偶

0~1600oC，熱電勢稍大

3）B型（鉑銠30－鉑銠6）熱電偶

0~1800oC，抗污染能力強，具有較好穩(wěn)定性，熱電勢極小貴金屬熱電偶3.3.4熱電偶測溫系統(tǒng)熱電偶測溫系統(tǒng)是由熱電偶、補償導線、顯示儀表及相應(yīng)的電路構(gòu)成的。3.3.4熱電偶測溫系統(tǒng)熱電偶測溫系統(tǒng)是由熱電偶、補償導線型號分度號補償導線合金絲100℃時允差(℃)200℃時允差(℃)正極負極普通級精密級普通級精密級SCSSPC(銅)SNC(銅鎳)±5±3±5－KCKKPC(銅)KNC(銅鎳)±2.5±1.5－－KXKKPX(鎳鉻)KNX(鎳硅)±2.5±1.5±2.5±1.5EXEEPX(鎳鉻)ENX(銅鎳)±2.5±1.5±2.5±1.5JXJJPX(鐵)JNX(銅鎳)±2.5±1.5±2.5±1.5TXTTPX(銅)TNX(銅鎳)±2.5±1.5±2.5±1.5補償導線型號分度號補償導線合金絲100℃時允差(℃)200℃顯示儀表（變送器）變送器直流電源轉(zhuǎn)換電阻顯示儀表（變送器）變送器直流電源轉(zhuǎn)換電阻補償導線補償導線參考端溫度的處理1）冷端恒溫及計算修正法原理：用補償導線把熱電偶的冷端延長到某一溫度T0處（通常是環(huán)境溫度），然后再對冷端溫度進行修正。中間溫度定律：EAB(T,0)=EAB(T,T0)+EAB(T0,0)補償導線補償導線參考端溫度的處理1）冷端恒溫及計算修正法中間例：用分度號為K的鎳鉻鎳硅熱電偶及毫伏表刻度的顯示儀表測量爐溫，在自由端溫度為20oC時，測得的熱電勢Et=39.17mV問爐溫為多少度？解：由得則根據(jù)插值法得例：用分度號為K的鎳鉻鎳硅熱電偶及毫伏表刻度的顯示儀表測量爐4）補償電橋法原理：在熱電偶測溫系統(tǒng)中串聯(lián)一個不平衡電橋，此電橋輸出的電壓隨熱電偶冷端溫度變化而變化，從而修正熱電偶冷端溫度波動引入的誤差。假定0oC度時電橋平衡，溫度升高后a、b點間的電勢如何變化？4）補償電橋法假定0oC度時電橋平衡，溫度升高后a、b點間的熱電偶的檢定為了保證熱電偶的測量精度，必須定期進行檢定。熱電偶的檢定方法有兩種，比較法和定點法。熱電偶的檢定為了保證熱電偶的測量精度，必須定期進行檢定。熱電1）分度誤差：指檢定時產(chǎn)生的誤差，其值不得超過允許誤差。2）冷端溫度引起的誤差。3）補償導線的誤差：由于補償導線的熱電特性與所配熱電偶不完全相同所造成的4）熱交換所引起的誤差5）測量線路和顯示儀表的誤差6）其他誤差熱電偶的誤差分析1）分度誤差：指檢定時產(chǎn)生的誤差，其值不得超過允許誤差。4）熱電偶的使用與安裝流體溫度測量管道上測溫元件斜插安裝測表面溫度的熱電偶安裝帶防腐蝕套管的熱電偶熱電偶的使用與安裝流體溫度測量管道上測溫元件斜插安裝測表面溫熱電阻是用金屬導體或半導體材料制成的感溫元件。導體或半導體的電阻率與溫度有關(guān)，利用此特性制成電阻溫度感溫件，它與測量電阻阻值的儀表配套組成電阻溫度計。3.4熱電阻測溫熱電阻是用金屬導體或半導體材料制成的感溫元件。導體或3.4.1熱電阻的特性電阻溫度系數(shù)：電阻比：百度電阻比：單位為1/℃3.4.1熱電阻的特性電阻溫度系數(shù)：電阻比：百度電阻比：單3.4.2常用熱電阻元件

常用的熱電阻有鉑熱電阻、銅熱電阻、鎳熱電阻和半導體熱電阻。

鉑熱電阻和銅熱電阻屬國際電工委員會推薦的，也是我國國標化的熱電阻。3.4.2常用熱電阻元件常用的熱電阻有鉑熱電阻、一、鉑熱電阻特點：精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。有良好的工藝性，可以制成極細的鉑絲或極薄的鉑箔。與其他熱電阻材料相比，有較高的電阻率。電阻溫度系數(shù)較小，價格較貴。電阻溫度關(guān)系：－200℃~0℃：Rt=R0[1+At+Bt2+C(t－100)t3]

0~650℃：Rt=R0(1+At+Bt2)

式中，A（3.96847×10-3）、B（-5.847×10-7)、C（-4.22×10-12)。百度電阻比W（100）=1.387~1.390純度越高，W（100）越高。

一、鉑熱電阻電阻溫度關(guān)系：二、銅熱電阻特點：它的電阻值與溫度的關(guān)系是線性的，電阻溫度系數(shù)也比較大，而且材料易提純，價格比較便宜，但它的電阻率低，易于氧化。在－50℃~150℃范圍內(nèi)，銅的電阻溫度關(guān)系為Rt=R0(1+αt)式中，α—銅的電阻溫度系數(shù)，α＝4.25×10-3~4.28×10-3℃-1測溫范圍-50~150二、銅熱電阻三、鎳熱電阻特點：電阻溫度系數(shù)較鉑大，約為鉑的1.5倍。在－50～150℃內(nèi)，其電阻與溫度關(guān)系為

Rt=100+0.5485t+0.665×10-3t2+2.805×10-9t4200℃左右具有特異點，故多用于150℃以下

三、鎳熱電阻四、半導體熱敏電阻

大多數(shù)半導體熱敏電阻具有負的溫度系數(shù)，其電阻值與溫度的關(guān)系為：RT=AeB/T測溫范圍：-40~350℃

優(yōu)點：具有較大的負電阻溫度系數(shù)電阻率遠比金屬材料大得多

缺點是電阻溫度特性分散性大，非線性嚴重，元件性能不穩(wěn)定，因此互換性差，精度較低。四、半導體熱敏電阻優(yōu)點：缺點是電阻溫度特性分散性大，3.4.3熱電阻測溫電路平衡/不平衡電橋測溫3.4.3熱電阻測溫電路平衡/不平衡電橋測溫3.4.3熱電阻測溫電路平衡/不平衡電橋測溫三線制的優(yōu)勢？3.4.3熱電阻測溫電路平衡/不平衡電橋測溫三線制的優(yōu)勢？比較熱電阻與熱電偶兩種測溫方法的異同？接觸式測溫方法的共同特點？比較熱電阻與熱電偶兩種測溫方法的異同？接觸式測溫方法的共同特3.5非接觸測溫非接觸測溫主要是利用光輻射來測量物體溫度，與被測對象無直接的物理接觸。3.5非接觸測溫非接觸測溫主要是利用光輻射來測量普朗克定律3.5.1熱輻射基本定律式中，C1=3.74×10-16W·m2，普朗克第一輻射常數(shù);C2=1.4388×10-2m

·K，普朗克第二輻射常數(shù);λ輻射波長，m；T黑體絕對溫度，K；E0λ光譜輻射強度，W/m3。任何物體都會有一部分的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠?，溫度越高，則發(fā)射到周圍空間的能量就越多。絕對黑體的單色輻射強度：普朗克定律3.5.1熱輻射基本定律式中，C1=3.5.1熱輻射基本定律任何物體都會有一部分的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠埽瑴囟仍礁?，則發(fā)射到周圍空間的能量就越多。式中，C1=3.74×10-16W·m2，普朗克第一輻射常數(shù);C2=1.4388×10-2m

·K，普朗克第二輻射常數(shù);λ輻射波長，m；T黑體絕對溫度，K；E0λ光譜輻射強度，W/m3。絕對黑體