现场常用仪表-温度

1、现场常用仪表现场常用仪表（温度）（温度）一、温标一、温标 1 1、温度的数值表示方法称为温标温度的数值表示方法称为温标。它规定了温度。它规定了温度的读数的起点（即零点）以及温度的单位。各类温的读数的起点（即零点）以及温度的单位。各类温度计的刻度均由温标确定。度计的刻度均由温标确定。 2 2、国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、热力学温标等。热力学温标等。 几种温标的对比几种温标的对比 正常体温正常体温为为37 C C ，相当于华相当于华氏温度多氏温度多少度？少度？二、双金属温度计二、双金属温度计 测量原理测量原理物体受热时产生膨胀物体受热时产生膨胀

2、双金属温度计双金属温度计双金属温度计的工作原理是利用二种不同温度膨胀系数的金属，为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷形状，当多层金属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量不等，使得螺旋卷卷起或松开。 由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由转动的指针相连，因此，当双金属片感受到温度变化时，指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度来 三、三、 热电偶热电偶应用最普遍、最广泛的温度测量元件应用最普遍、最广泛的温度测量元件结构简单、制作方便结构简单、制作方便测量范围宽、准确度高、热惯性小测量范围宽、准确度高、热惯性小直接输出直流电压信号，可以远传，便于集中检直接输出直流电压信号，可以远传，便于集中检测

3、和自动控制。测和自动控制。微型热电偶还可用于快速及动态温度的测量。微型热电偶还可用于快速及动态温度的测量。热电极热电极自由端自由端参考端参考端冷端冷端 热电偶测温原理热电偶测温原理 测量端测量端工作端工作端热端热端 热电势热电势热电效应热电效应( (赛贝克效应赛贝克效应) )中间导体定律中间导体定律 在热电偶回路中插入第三种（或多种）均质材料，只要在热电偶回路中插入第三种（或多种）均质材料，只要所插入的材料两端连接点温度相同，则所插入的第三种材所插入的材料两端连接点温度相同，则所插入的第三种材料不影响原回路的热电势。料不影响原回路的热电势。 热电偶回路中可接入测量热电势的仪表，只要仪表处于稳定

4、的环境热电偶回路中可接入测量热电势的仪表，只要仪表处于稳定的环境温度，原热电偶回路的热电势将不受接入测量仪表的影响温度，原热电偶回路的热电势将不受接入测量仪表的影响 同时该定律还表明热电偶的接点不仅可以焊接而成，也可以借用均同时该定律还表明热电偶的接点不仅可以焊接而成，也可以借用均质等温的导体加以连接质等温的导体加以连接EABC(T,T0)= EAB(T,T0) 中间温度定律中间温度定律 A和和B组成的热电偶回路，接点温度分别为组成的热电偶回路，接点温度分别为T和和To时的时的热电势热电势EAB(T ,To)等于热电偶在连接点温度为等于热电偶在连接点温度为(T,Tn)和和(Tn,To)时的热电

5、势时的热电势EAB(T ,Tn)和和EAB(Tn,To)的代数和的代数和EAB(T,T0)= EAB(T,Tn)+ EAB(Tn,T0) EABBA(T, Tn, T0)=EAB(T, Tn)+ EAB(Tn, T0) 热电偶的结构热电偶的结构 热电偶一般由热电极、绝缘套管、保护管和接线盒组成热电偶一般由热电极、绝缘套管、保护管和接线盒组成 连接形式可分为固定螺纹连接形式可分为固定螺纹连接连接、固定法兰、固定法兰连接连接、活动法兰、活动法兰连接连接、无固定装置等。、无固定装置等。 热电偶的结构热电偶的结构 绝缘管绝缘管 用以防止两根热电极短路，通常采用氧化铝或工业陶瓷用以防止两根热电极短路，通

6、常采用氧化铝或工业陶瓷管管 保护套管保护套管 保护套管避免热电极受被测介质的化学腐蚀或机械损伤。保护套管避免热电极受被测介质的化学腐蚀或机械损伤。其材质一般根据测量范围、加热区长度、环境气氛以及测温其材质一般根据测量范围、加热区长度、环境气氛以及测温的时间常数等条件来确定，具体选择时可查阅有关技术手册。的时间常数等条件来确定，具体选择时可查阅有关技术手册。科学研究中所用的热电偶有时用细热电极丝自制焊接而成，科学研究中所用的热电偶有时用细热电极丝自制焊接而成，也可不用保护套管以减少热惯性，提高测量精度。也可不用保护套管以减少热惯性，提高测量精度。 接线盒接线盒 接线盒一般由铝合金制成，固定接线座

7、，连接补偿导线，接线盒一般由铝合金制成，固定接线座，连接补偿导线，兼有密封和保护接线端子的作用兼有密封和保护接线端子的作用 热电偶的分类热电偶的分类 八种国际通用热电偶：八种国际通用热电偶： B: 铂铑铂铑30铂铑铂铑6、 R: 铂铑铂铑13铂、铂、 S: 铂铑铂铑10铂、铂、 K: 镍铬镍铬镍硅、镍硅、 N: 镍铬硅镍铬硅镍硅、镍硅、 E: 镍铬镍铬铜镍、铜镍、 J: 铁铁铜镍铜镍 、 T: 铜铜铜镍铜镍 用于制造用于制造铂铂热电偶的各种热电偶的各种铂铂热电偶丝热电偶丝1)1)标准型热电偶标准型热电偶 几种常用热电偶的测温范围及热电势几种常用热电偶的测温范围及热电势 分度号分度号 名称名称

8、测量温度范围测量温度范围 1000 C热电势热电势/ mVB铂铑铂铑3030铂铑铂铑6 6501820 C C4.8344.834R铂铑铂铑1313铂铂-501768 C C10.50610.506S铂铑铂铑1010铂铂-501768 C C9.5879.587K镍铬镍铬镍铬镍铬 (铝铝) -2701370 C C41.27641.276E镍铬铜镍镍铬铜镍 (康铜康铜)270800 C C?几种常用热电偶的热电势与温度的关系几种常用热电偶的热电势与温度的关系 K系列热电偶系列热电偶热电偶的冷端补偿热电偶的冷端补偿理论上，热电偶是冷端以理论上，热电偶是冷端以00为标准进行测量的。然而，为标准进行

9、测量的。然而，通常测量时仪表是处于室温之下的，但由于冷端不为通常测量时仪表是处于室温之下的，但由于冷端不为00，造成了热电势差减小，使测量不准，出现误差。因此为造成了热电势差减小，使测量不准，出现误差。因此为减少误差所做的补偿措施就是冷端温度补偿减少误差所做的补偿措施就是冷端温度补偿 常用的补偿方法：常用的补偿方法：冰点法、热电势修正法、冷端补偿器法、补偿导线法冰点法、热电势修正法、冷端补偿器法、补偿导线法 补偿导线原理补偿导线原理是最常用的方法，即把热电偶延长把冷端引至温度较稳定是最常用的方法，即把热电偶延长把冷端引至温度较稳定的地方的地方( (通常为控制室通常为控制室) )，然后由人工来调

10、正冷端温度，即，然后由人工来调正冷端温度，即把仪表零点调至室温把仪表零点调至室温, ,或由仪表内电路进行自动补偿。对于或由仪表内电路进行自动补偿。对于贵金属热电偶把热电偶延长也是不可能的，因为价格太高贵金属热电偶把热电偶延长也是不可能的，因为价格太高行不通，就用热电特性相近的贱金属来做延长导线，中间行不通，就用热电特性相近的贱金属来做延长导线，中间温度定则是应用补偿导线的理论基础。补偿导线并不能自温度定则是应用补偿导线的理论基础。补偿导线并不能自动补偿热电偶冷端温度的变化，仅只是将热电偶冷端引至动补偿热电偶冷端温度的变化，仅只是将热电偶冷端引至温度较稳定的地方而已，补偿还要由人工和仪表来进行。

11、温度较稳定的地方而已，补偿还要由人工和仪表来进行。 补偿导线补偿导线补偿导线补偿导线回路总热电势为回路总热电势为E=EAB(T,T0)+EAB(T0,T0)E=EAB(T,T0)EAB(T0,T0)=EAB(T0,T0)R型延长线 各种补偿导线只能与相应型号的热电偶用；各种补偿导线只能与相应型号的热电偶用； 使用时必须各极相连，切勿将其极性接反；使用时必须各极相连，切勿将其极性接反；如果用普通铜导线，根据热电偶原理，接线处又如果用普通铜导线，根据热电偶原理，接线处又会产生温差电势，就会产生测量误差会产生温差电势，就会产生测量误差 补偿导线的正确使用补偿导线的正确使用补偿导线型号（续）补偿导线型

12、号（续）型号型号配用热电偶配用热电偶正正-负负型号型号导线外皮导线外皮颜色颜色 正正-负负100 C时的时的热电势热电势/ mVRC R （铂铑（铂铑1313铂）铂）RC红红-绿绿 0.647NC N（镍铬硅镍铬硅镍硅镍硅）NC 红红-黄黄2.744EX E （镍铬镍铬铜镍铜镍）EX红红-棕棕6.319JXJ（铁铁铜镍铜镍）JX红红-紫紫5.264TX T （铜铜铜镍铜镍 ） TX红红-白白4.279四、热电阻 的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次仪表上。 安装要求 热电阻应尽量垂直装在水平或垂直管道上，安装时应有保护套管，以方便检修和更换 测量管道内温度时，元件长度应在管道中心线上(即保护管插入深度应为管径的一半) 要根据不同的温度选择不同的测量元件。一般测量温度小于400时选择热电阻 热电阻热电阻测温元件不与被测对象接触，而是通过热辐射进测温元件不与被测对象接触，而是通过热辐射进行热交换，由热辐射能大小算出被测对象温度行热交换，由热辐射能大小算出被测对象温度优点：测量范围广，不破坏温度场，响应快，干优点：测量范围广，不破坏温度场，响应快，干扰小，可用于测量运动的被测对象和