西交09春学期传热学课堂笔记-奥鹏教育

1、、国际温标奥鹏远程教育中心助学服务部西交 09 春学期动力测试技术第四章拓展资源引言温度是科学研究和工业生产中应用极为普遍又极其重要的热工参数。 无论是在动 力、机械、化工、冶金、制冷以及电子、医药、食品、航天等工业部门，还是国防、 科学研究领域里，都有大量的温度测量问题。可以说它是国民经济各部门都必不可少 的的。那么究竟什么是温度？用什么方式来表示温度？我们如何衡量温度的高低？工 业生产中常用的测温方法有哪些？本章将为我们一一解释这些问题。、温度、温标及常用测温方法、摄氏温标12奥鹏远程教育中心助学服务部、华氏温标32 度， 沸点为 212 度，两点间等分为 180 格，每小格为华氏 1华氏

2、温标 规定纯水的冰点为 度，记为 1 。华氏温标、摄氏温标、国际温标三者间的 变换公式 为：5C （F 32） ； K C 273.15上述公式中， C摄氏温度；F华氏温度；K 国际温度。常用测温方法测温方式温度计与传感器测温范围（）主要特点热膨胀式液体膨胀式（玻璃温度计）固体膨胀式（双金属温度计）-100 -80 600600结构简单，价廉，一般用于直接读数接触式压力式气体式液体式 200 600耐振，价廉，准确度不高，滞后性大，可转换成电信号热电偶 200 1700种类多，结构简单，价廉，感温部小，广泛应用于电测13奥鹏远程教育中心助学服务部 热电阻金属热电阻半导体热敏电阻 260 600

3、 260 350种类多，精度高，感温部较大，广泛应用于电测体积小，响应快，灵敏度高，广泛应用于电测非接触式辐射式温度计光学高温计比色高温计红外光电温度计20 3500不干扰被测温度场，可对运动体测温，响应较快。测温计结构复杂，价高，需定标修正测量值二、热电偶温度计热电偶测温原理由两种不同的导体（或半导体）组成的闭合回路，当两导体和的两个结点处温度不同时，则回路中产生热电势。热电偶就是利用这个原理工作的。2、热电偶的基本定律A、中间温度定律应用热电偶实际测温时，会很长。 根据中间温度定律，工作端和参考端有时可以用补偿导线连接加长热电偶。在一定范围内（0 -150 ）补偿导线具有和所连接热电偶相同

4、的热电性质。如果冷端温度 比较恒定， 测量精度要求不高时， 可将动圈仪表的机若热电偶与动圈仪表配套使用时，械零点调至热电偶冷端温度，这相当于在输入电势之前就给仪表输入一个补偿热电势。见下图。14B、 中间导体定律回路中加入第三种导体，只要加入的导体两端温度相同，则对回路的热电势没有影响。根据中间导体定律，可以用开路热电偶对液态金属或金属壁面测温。具体应用见下图。标准化热电偶标准化热电偶指已大量生产和使用，工艺稳定，性能符合专业标准或国家标准，具有统奥鹏远程教育中心助学服务部分度表的热电偶。8 种标准化热电偶型号标志材料使用温度S铂铑 10 铂-50 1768R铂铑 13 铂-50 1768B铂

5、铑 30 铂铑 60 1820K镍铬镍硅-270 1372N镍铬硅镍硅-270 130015镍铬铜镍合金（康铜）-270 1000铁铜镍合金（康铜）-210 1200铜铜镍合金（康铜）-270 400奥鹏远程教育中心助学服务部dBT4 防爆类别范围内，只隔爆式热电偶（左图）工作原理和基本结构隔爆热电偶和可拆卸热电偶的结构、原理基本相同，所区别的 是，隔爆型产品接线盒（外壳）在 设计上采用防爆特殊结构，接线盒 用高强度铝合金铸而成，并具有足 够的内部空间、壁厚和机械强度， 橡胶密封圈的热稳定性均符合国家 防爆标准。所以，当接线盒内部的 爆炸性混合气体爆炸时，其内压不会破坏接线盒，而由此产生的热能

6、不能向外扩散传爆。由于产品采用上述防爆特殊结构，使产品完全符合使用在要用户严格遵守产品使用规则，产品就能达到可靠的防爆效果。16奥鹏远程教育中心助学服务部三、热电阻测温热电阻测温法是利用导体或半导体的电阻率随温度变化而变化的物理特性实现温度的测 量。四、热电偶及热电阻的测温电路温度曲线是否符合标热电偶的输出电势较小，仅为几毫伏或几十毫伏，因此特别要注意防止周围电磁场的干扰，要根据所用的测试线路对所测热电势适当放大。在测定缓变温度时，可选用模拟低通滤波或积分式模数转换器和数字滤波器，以防止干扰。在测定快速变化的温度时，要注意热电偶输出的时域波形会滞后于实际温度，有的可达10s 以上。热电阻是电阻

7、输出型感温元件，因此大多数热电阻测温电路均是电桥型的。五、热电偶和热电阻的校验定）。准。验。热电偶、热电阻以及由它们组成的测温系统，在使用前和使用中都需要进行校验（称为标校验的目的： a.核对热电偶的热电势b.标定非标准热电偶的热电势温度曲线和热电偶的电阻温度曲线；c.确定测量系统的系统误差并加以修正。校验的方法有定点法和比较法。对工业热电偶和热电阻较多采用比较法。若热电偶经校验，发现误差超出规定范围时，可将原来的热端剪去一段，重新焊接后再校六、其他测温计1 、辐射高温计WFT-202 型辐射高温计（如左图）是非接触式简易辐射测温仪表，它是根据物体的热辐射效应原理来测量物体表面温度的。它适 用

8、于冶金、机械、硅酸盐及化学工业部门中连续测量各种熔炉、高 温窖、盐浴池等场合的温度，以及用于其它不适宜装置热电偶的地方。配合适当的显示仪表，可以指示、记录或自动调节被测温度。17奥鹏远程教育中心助学服务部仪表为固定安装式，感温器可在10 80的 环境下使用，在环境温度超过80或空气介质中含有水蒸气、烟雾时可借助于水冷、通风等辅助装置来降低环境温度，吹净测量通道中的 烟气，以减小测量误差。测量范围400600100012009001400120018007001400900180011002000石英玻璃 （分度号 F1）K9 玻璃 分度号 F2 ）基本允许误差温度范围误差值400 1000161000200020配显示仪表电子电位差计 数显仪表 或毫伏表2、 精密光学高温计感温器辅助装置分轻型和重型两种。重型是使用在环境恶劣的情况下，为了防止被测炉窖 中的火焰或高温炉气从测量通道喷出而灼伤仪器，设置了火焰防护装置，能在发生危险时自动 动作，保护仪器并发出报警信号 测量范围和误差WGJ-01 型精密光学高温计（如左图）是用于高温测量的精密仪器，能在900 3200 温度范围内精确地进行温度测量和温标传递，因此能适用于一系列实验热工学温度的研究，例如熔点热容量、相变点的测定以及各种最新能量反应的研究等，同时也适合工