测温元件工作原理和故障处理

1、测温元件的工作原理和故障处理现代温度测量方法现代温度测量方法1温度测量技术近年发展重点及趋势温度测量技术近年发展重点及趋势2北玻院试验厂测温元件北玻院试验厂测温元件3现代温度测量方法现代温度测量方法 温度是国际单位制（温度是国际单位制（SISI）中七个基本物理量之一。）中七个基本物理量之一。它与人类生活、工农业生产和科学研究有着密切的关系，它与人类生活、工农业生产和科学研究有着密切的关系，几乎没有不要求温度检测的生产过程和科学研究。几乎没有不要求温度检测的生产过程和科学研究。 一般来讲。温度是表征物体冷热程度的物理量。一般来讲。温度是表征物体冷热程度的物理量。 常用的温标有经验温标、热力学温标

2、和国际温标等常用的温标有经验温标、热力学温标和国际温标等几种。几种。温度测量方法分类温度测量方法分类温度测量方法的分类温度测量方法的分类1 1接触法测温：敏感元件直接与被测对象接触，通过传导或对流达到热接触法测温：敏感元件直接与被测对象接触，通过传导或对流达到热平衡，反映被测对象的温度。平衡，反映被测对象的温度。优点：直观、可靠。优点：直观、可靠。缺点：存在负载效应；受到测量条件的限制，不能充分接触，使检测元缺点：存在负载效应；受到测量条件的限制，不能充分接触，使检测元件温度与被测件温度与被测 对象温度不一致；热量传递需要一定时间造成测温滞后现对象温度不一致；热量传递需要一定时间造成测温滞后现

3、象。（动态误差）象。（动态误差）2 2非接触法测温：检测部分与被测对象不直接接触，不破坏原有温度场。非接触法测温：检测部分与被测对象不直接接触，不破坏原有温度场。通常用来测量通常用来测量10001000以上的移动、旋转、或反映迅速的高温物体。以上的移动、旋转、或反映迅速的高温物体。温度计的使用范围温度计的使用范围接触式测温方法原理及特点接触式测温方法原理及特点膨胀式测温方法膨胀式测温方法膨胀式测温是一种比较传统的温度测量方法，它主要利用物质的热胀冷缩原理，即根据物体体积或几何变形与温度的关系进行温度测量。膨胀式温度计包括玻璃液体温度计、双金属膨胀式温度计和压力式温度计等。玻璃液体温度计 双金属

4、膨胀式温度计 压力式温度计接触式测温方法原理及特点接触式测温方法原理及特点电量式温度测温方法电量式温度测温方法电量式测温方法主要利用材料的电势、电阻或其它电性能与温度的单值关系进行温度测量，包括热电偶温度测量、热电阻和热敏电阻温度测量、集成芯片温度测量等。 热电偶 防爆热电阻接触式测温方法原理及特点接触式测温方法原理及特点接触式光电、热色测温方法接触式光电、热色测温方法接触式光电测温方法主要是指通过接触被测对象，将温度变化引起的热辐射或其他光电信号引出，通过光电转换器件检测该信号，从而获得测温结果的方法。主要有光纤式温度测量和热色测温等。光纤光栅温度计 BGK-FBG-4700 示温漆非接触式

5、测温方法原理及特点非接触式测温方法原理及特点辐射式测温方法辐射式测温方法辐射式测温方法是以热辐射定律为基础的，由于实际物体往往是非黑体，因此引入了辐射温度、亮度温度和颜色温度等表观温度的概念，基于以上三种表观温度测量方法的高温计分别称为全辐射高温计、亮度式高温计和比色式高温计。光谱测温方法光谱测温方法光谱测温方法主要适用于高温火焰和气流温度的测量。当单色光线照射透明物体时，会发生光的散射现象，散射光包括弹性散射和非弹性散射，弹性散射中的瑞利散射和非弹性散射的拉曼散射的光强都与介质的温度有关。相比而言，拉曼散射光谱测温技术的实用性更好，常用拉曼散射光谱来测量温度。光纤传感辐射式测温仪非接触式测温

6、方法原理及特点非接触式测温方法原理及特点激光干涉测温方法激光干涉测温方法基于干涉原理的各种光学方法测量介质的温度场，均可以等效为测量介质的折射率分布。它们的测量原理是将流场中各处折射率的变化（即被测介质密度的变化）转变为各种光参量的变化，记录并处理后可以得到其温度和分布。声波、微波测温方法声波、微波测温方法声学测温是基于声波在介质中的传播速度与介质温度有关的原理实现的，因此只要测得声速，就可以推算出温度。微波衰减法可以用来测量火焰温度，其原理是当入射微波通过火焰时，与火焰中的等离子体相互作用，使出射的微波强度减弱，通过测量入射微波的衰减程度可以确定火焰气体的温度。温度测量技术近年来的发展重点温

7、度测量技术近年来的发展重点热电阻温度计热电阻温度计在用来进行低温测量的热电阻温度计中，占比例最大的是铂电阻。ITS-90国际温标规定工业装置和实验研究的低温测量中，低温区13.8033K273.16K范围内用铂电阻作标准温度计。目前，各国普遍将铂电阻温度计用于较精密的测量。薄膜电阻在法国、德国生产发展很快，有完整的流水线，产量也很高。国家国家电阻类型电阻类型优点优点美国直径4m钨丝可测量80K400K温度碳电阻温度计定点测量几十mK到30K的低温德国精密锰铜电阻最稳定的电阻材料日本铌薄膜作电极解决电阻温度计易受外部干扰，产生较大误差的问题温度测量技术近年来的发展重点温度测量技术近年来的发展重点

8、热电偶温度计热电偶温度计以美国为代表的一些发达国家生产的热电偶特点：（1）装配式热电偶和铠装热电偶并行发展，但受工艺的影响，装配式廉金属热电偶价格并不廉，只有铠装化才能使金属材料大量节约，成本降低，并具有耐压、耐冲击、耐腐蚀、热响应时间短、使用寿命长、易于安装的优点。（2）热电偶的材料品种多。国际电工委员会确认的品种、代号共8种，B,S,K,E,J,T,R,N。但不少厂家还生产许多非标准热电偶，一些由金、钨、铼、铂、铑等金属的合金制成。（3）热电偶保护管材料品种多。许多热电偶保护管在美国已经规格化，能大批生产。美国和澳大利亚合作研制的新型镍铬硅-镍硅热电偶，热稳定性是其他廉金属热电偶的460倍

9、，测量范围-2401230，是一种前途广阔的热电偶。目前德国的热电偶产品，也在一定程度上代表了国际水平。温度测量技术近年来的发展重点温度测量技术近年来的发展重点热敏电阻温度计热敏电阻温度计热敏电阻约占全部低温热敏元件总量的40%以上，是低温传感器的主流，国际上其产值在各类温度计中排第三位。我国的热敏电阻目前阻值精度一般为5% ，B 值精度为3% ，响应时间十几秒。日本拥有雄厚的力量，产量约占世界的，其次为美国，约占 。温度测量技术近年来的发展重点温度测量技术近年来的发展重点红外辐射温度计红外辐射温度计辐射式温度计是依据物体辐射的能量来测量其温度的传感器。它属于非接触式，具有测温范围宽、反应迅速

10、、热惰性小等优点。这种传感器适用于腐蚀性场合、运动状态物体的温度测量。新型低温温度传感器的测量成果新型低温温度传感器的测量成果近年来在低温温度测量方面，一些国家取得了可喜的成果。u 俄罗斯研制了电声气体温度计，在2K273K温度范围内测定热力学温度的误差约为0.01，研制的石英晶体音叉温度传感器，测量范围4.2K+250；u澳大利亚定容气体温度计在2K16K温度范围内准确度达0.003K；u美国研制的25欧低温标准铂电阻温度计，电桥分辨率0.00002 ，利用KClO3 晶体共振温度计测量12K297K的温区，综合误差为0.001K0.01K；u意大利也利用电子热噪声求出绝对零度附近的温度，精

11、度达 10-4K。温度传感器的发展趋势温度传感器的发展趋势u向高精度方向发展 u向集成化方向发展u向智能化方向发展u从模拟化向数字化发展u向高可靠性、长寿命方向发展u向小型化、微型化方向发展u从传统材料向新材料发展u向民用方向发展我国与国外主要技术差距我国与国外主要技术差距1.材料方面包括金属、非金属、化工、陶瓷、半导体等，国内冶金、化工现有条件往往难以提供各类用量小、质量高、规格要求特殊的基础材料。国外在对材料要求较高时可采用双真空冶炼及定向处理，消除杂质，由专门的机构完成，使产品的长期稳定性得以保证。2.工艺方面包括基础工艺及特殊工艺两方面。我国工业还不能完全解决诸如等离子、激光、电子束之

12、类加工工艺，在特殊工艺上又常常被人忽视，不注意积累开发。国外往往开展长期工作积累经验，他们对传感器的结构、材料、工艺等都十分重视，与国内重理论、轻实践，重设计、轻工艺的习俗正好相反。我国与国外主要技术差距我国与国外主要技术差距3.研制规模传感器属知识密集型开发产品，人员结构具有较高知识水平。国外研制、开发、生产传感器的企业多为202000 人的规模，都是充分利用本国或其他国家专业化厂的特点开展协作，本厂只组装、测试，既保证了产品质量又使成本下降，便于竞争，极大地提高了效率。4.销售意识法国是欧洲生产温度传感器的主要国家之一，开发研制和生产水平在国际上处于中上等，推广应用搞得好，供售关系密切，需要的零件基本上是靠其他专业企业协作加工完成，二次仪表的水平、质量比较高，均是按国际标准和欧洲标准生产的，传感器基本上都配有二次仪表。在这一点上，我国的仪表与之相比差距明显。北玻院试验厂测温元件北玻院试验厂测温元件MF51型电阻系珠状，玻璃密封式半导体温度敏感元件，主要用于温度检测和控制系统中，具有稳定性好，灵敏度高，热响应快等优点。在家用电器的温度控制和工业控温系统中广泛采用。北玻院试验厂测温元件北玻院试验厂测温元件互换热敏电阻两个单支热敏电阻串联或并联在一起，组成互换热