測試技術 第十一章 溫度測量課件

第十一章溫度測量§1概述

一、測溫方法接觸式測溫膨脹式溫度計電阻式溫度計熱電偶溫度計其他非接觸式測溫輻射式溫度計亮度溫度計比色溫度計光導纖維測溫§2膨脹式溫度計和壓力式溫度計一、膨脹式溫度計1、液體膨脹式

圖9-1 液體：水銀、酒精、甲苯等2、固體膨脹式 a）桿式溫度計

圖9-2a） 桿對外套產(chǎn)生相對運動 b）雙金屬溫度計

圖9-2a） 螺旋式、螺線式§3熱電偶式傳感器——測量高溫熱電勢效應：兩種導體組成一回路，如兩連接點溫度不同，回路中便有電流產(chǎn)生。見圖9-4熱電勢由接觸電勢和溫差電勢組成。接觸電勢：由于不同導體具有不同的自由電子濃度，兩導體接觸后，電子從濃度高→低，形成靜電性的電位差。溫差電勢：同一導體兩點溫度不同時，高溫端的電子吸收熱量多而動能大，它向低溫端擴散，電子在高溫端少，低溫端多，形成電位差。常用的熱電偶材料：表9-1

§4、電阻溫度計利用導體和半導體的電阻隨溫度變化做成的溫度計。金屬：溫度升高1℃，電阻增加0.4~0.6% 常用鉑、銅、鎳。半導體：………….，………….2~6% 但重復性和高溫穩(wěn)定性不理想。二、銅電阻溫度計兩種規(guī)格：初始電阻為：100和50特點：測量范圍：-50~150℃。 比鉑小。溫度系數(shù)比鉑電阻高，約4.2510-3/℃。價格低缺點：電阻率小，所以銅電阻絲細，易氧化。應用：精度要求不高的場合。三、半導體熱敏電阻特點：測量范圍：<300℃。溫度系數(shù)大。電阻率大、體積小、壽命長。缺點：重復性和互換性較差。上限溫度不高。應用：四、電阻溫度計的測溫誤差來源1、熱電阻的基本誤差

—熱電阻參數(shù)實際值偏離標準值而產(chǎn)生的誤差 —過大的電流引起電阻發(fā)熱造成測量誤差。 一般工作電流<6mA2、引線熱電阻的誤差 金屬引線受熱使其電阻變化，造成測量誤差。

解決方法：3、顯示儀表的誤差§5、光輻射測溫任何物體受熱后，都將有一部分的熱能轉變?yōu)檩椛淠?。溫度測量常用可見光和紅外線。一、輻射溫度計1、全輻射溫度計

它是通過測量物體在全光譜范圍的總輻射功率，測出被測對象的溫度。 其結構見圖9-12，包括光學系統(tǒng)、輻射接收器等。

輻射接收器可用熱電堆，由8對熱電偶串聯(lián)組成，熱端涂上黑層吸收熱輻射。 說明：

—測出的是輻射溫度，不是實際溫度，需要進行修正 —測溫范圍：700~2000℃

—測量時注意被測物與儀表間的距離。B、熱釋電型 某些晶體在外電場作用下產(chǎn)生極化。在紅外輻射下，溫度升高，引起極化強度下降，表面電荷減少。 ——熱釋電效應

特點： 工作溫度：300K 響應時間：10ms 常用于光譜儀、測穩(wěn)儀、紅外攝像等三、亮度溫度計利用物體在不同溫度下輻射的單色亮度不同。單色亮度：指波長范圍一定。圖9-14 被測物體輻射的單色亮度和儀表內(nèi)的高溫燈泡的燈絲亮度比較，兩者亮度相同時，燈絲亮度隱沒在背景中，燈絲溫度與被測溫度一致。 燈絲溫度可通過流過的電流大小來確定。四、光導纖維測溫

光纖用于傳輸光，可使光路轉彎。1、液晶-光導纖維溫度計 利用液晶熱色效應，即溫度不同時液晶的液色不同，從而導致液晶對入射單色光（紅光）反射強弱的變化。

圖9-17 內(nèi)部有兩束光纖。§6溫度檢測系統(tǒng)設計舉例例：有一溫度為400℃左右的空氣流，速度為150~200m/s， 靜壓p=0.4MPa，管道直徑為500mm，管壁溫度100℃，

要求連續(xù)測量氣流的總溫。一、何為總溫？ 總溫Th=靜溫T0+動溫TV 靜溫：溫度計與氣流相對靜止時測得的溫度。 動溫：氣流受阻滯時動能變?yōu)闊崮埽? ，使 氣體溫度升高，升高的溫度即為動溫。 把溫度計插入氣流中，實測溫度Tg在靜溫和總溫之間。 氣流速度不高時，Tg

T0。 …………超過70m/s時，就要考慮速度動能影響?？倻乜赏ㄟ^下式求得： 流速已知，氣體的氣壓比熱容CP可查表，只要恢復系數(shù)r一定，測出Tg就可求出總溫。二、方案選擇 根據(jù)被測介質和被測溫度400℃，確定用熱電偶。三、結構設計1、以上分析可知，測量過程中要使r值穩(wěn)定。 扭焊和對焊的熱電偶的恢復系數(shù)r的試驗曲線見