溫度檢測方法及儀表課件

溫度檢測方法及儀表課件第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表溫度檢測方法應用熱膨脹測溫應用工作物質的壓力隨溫度變化的原理測溫應用熱電效應測溫應用熱電阻原理測溫應用熱輻射原理測溫溫度檢測儀表熱電偶溫度計熱電阻溫度計溫度變送器本節(jié)主要內容第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表溫度檢測的基本知識溫度：反映了物體冷熱的程度，與自然界中的各種物理和化學過程相聯系。溫度概念的建立及測量：以熱平衡為基礎的，溫度最本質的性質：當兩個冷熱程度不同的物體接觸后就會產生導熱換熱，換熱結束后兩物體處于熱平衡狀態(tài)，則它們具有相同的溫度。測量方法：接觸式測溫和非接觸式測溫第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表接觸式測溫

溫度敏感元件與被測對象接觸，經過換熱后兩者溫度相等。

(1)膨脹式溫度計 (2)熱電阻溫度計

(3)熱電偶溫度計(4)其他原理的溫度計直觀、可靠，測量儀表也比較簡單特點非接觸測溫

溫度敏感元件不與被測對象接觸，而是通過輻射能量進行熱交換，由輻射能的大小來推算被測物體的溫度。

(1)輻射式溫度計(2)光纖式溫度計：特點不與被測物體接觸，不破壞原有的溫度場。精度一般不高。第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表溫標攝氏溫標

---------是把標準大氣壓下純水的冰融點定為0度，純水的沸點定為100度的一種溫標。在0度和100度之間分成100等分，每一分為一攝氏度，符號為℃。華氏溫標

---------規(guī)定在大氣壓下，純水的冰融點為32度，純水的沸點為212度，中間劃分為180等分，每一分為一華氏度，符號為℉。熱力學溫標

---------又稱開爾文溫標，單位為開爾文（K）。國際實用溫標

---------是一種符合熱力學溫標又使用簡單的溫標。最新溫標是1990年國際溫標(ITS－90)第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表應用熱膨脹原理測溫

測量原理物體受熱時產生膨脹

液體膨脹式溫度計

固體膨脹式溫度計

玻璃管溫度計

雙金屬溫度計第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表應用熱電效應測溫

測量原理兩種不同的金屬A和B構成閉合回路當兩個接觸端T﹥T0時，回路中會產生熱電勢熱電勢由兩種材料的接觸電勢和單一材料的溫差電勢決定熱電極第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表閉和回路總電勢

AB

第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表

分度表如果能使冷端溫度t0固定，則總電勢就只與溫度t成單值函數關系分度表-----熱電勢與熱端溫度之間關系列成表格注：熱電勢與熱端溫度之間關系是非線性第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表

補償導線

問題引出

解決方法熱電偶冷端暴露于空間，受環(huán)境溫度影響熱電極長度有限，冷端受到被測溫度變化的影響把熱電偶的冷端延伸到遠離被測對象且溫度比較穩(wěn)定的地方造成浪費選用一種具有和所連接的熱電偶相同的熱電性能，其材料又是廉價金屬導線補償導線其一實現了冷端遷移；其二是降低了成本。

功能第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表不同型號的熱電偶所配用的補償導線不同連接補償導線時要注意區(qū)分正負極，使其分別與熱電偶的正負極一一對應補償導線連接端的工作溫度不能超出（0~100℃），否則會給測量帶來誤差。

使用補償導線注意問題第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表

問題引出

冷端溫度補償熱電偶的分度表所表征的是冷端溫度為0℃時的熱電勢-溫度關系，與熱電偶配套使用的顯示儀表就是根據這一關系進行刻度的。

解決方法0℃恒溫法

冷端溫度修正法

儀表機械零點調整法

補償電橋法

第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表

0℃恒溫法適用于實驗室中的精確測量和檢定熱電偶時使用第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表冷端溫度修正法

設：冷端溫度恒為t0（t0≠0）被測溫度為t

修正公式冷端t0的熱電勢測量得出的熱電勢

被測溫度t的熱電勢

儀表機械零點調整法

將顯示儀表的機械零點調至t0處，相當于在輸入熱電偶熱電勢之前就給顯示儀表輸入了電勢E(t0,0)第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表由分度表查得E(20,0)=0.113mv則E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)=7.32+0.113=7.434mv

再查分度表得其對應的被測溫度t=808℃例用S型熱電偶測溫，熱電偶的冷端溫度t0=20℃，測得熱電勢為7.32mv，求被測對象的實際溫度t。解第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表

使用補償電橋注意問題根據各類熱電偶的型號選擇配套的補償電橋

注意補償溫度的起點在20℃平衡，須把顯示儀表的機械零點預先調整到20℃

在0℃平衡，須把顯示儀表的機械零點預先調整到0℃補償是相對的，以此有一定誤差第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表

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、耐腐蝕和沖擊的外保護套管也是必不可少的。

1.

普通型裝配式結構

2.柔性安裝型鎧裝結構熱電偶結構第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表應用熱電阻原理測溫

導體或半導體的電阻值隨溫度變化

測量原理在0～630.74℃范圍內，金屬鉑的電阻值與溫度的關系為TR熱電阻在-50～180℃范圍內，金屬銅的電阻值與溫度的關系為溫度0℃時的電阻值

溫度t℃時的電阻值

第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表熱電阻溫度計

應用于-200~600℃范圍內的溫度測量

熱電阻＝電阻體（最主要部分）＋絕緣套管＋接線盒熱電阻的材料要求： 電阻溫度系數要大；電阻率盡可能大，熱容量要小，在測量范圍內，應具有穩(wěn)定的物理和化學性能；電阻與溫度的關系最好接近于線性； 應有良好的可加工性，且價格便宜。第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表常用熱電阻

鉑電阻電阻率較大，電阻-溫度關系呈非線性，但測溫范圍廣，精度高，且材料易提純，復現性好工業(yè)用鉑電阻分度號為Pt100和Pt10

銅電阻電阻值與溫度的關系幾乎呈線性，電阻溫度系數也較大，而且其材料易提純，價格比較便宜，但缺點是在100℃以上易被氧化工業(yè)用銅熱電阻的分度號為Cu50和Cu100

熱敏電阻（負溫度系數熱敏電阻NTC）電阻溫度系數約為鉑電阻的4～9倍，且本身電阻值較高。半導體熱敏電阻的電阻-溫度特性呈非線性，并且穩(wěn)定性和互換性差。第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三溫度檢測方法及儀表熱電阻結構456第二