温度检测方法及仪表ppt课件

1、 温度检测方法及仪表docin/sundae_meng温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表温度检测方法温度检测方法v应用热膨胀测温v应用工作物质的压力随温度变化的原理测温v应用热电效应测温v应用热电阻原理测温v应用热辐射原理测温温度检测仪表温度检测仪表v热电偶温度计v热电阻温度计v温度变送器本节主要内容本节主要内容温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表温度检测的基本知识温度检测的基本知识温度：反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过温度：反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过 程相联系。程相联系。温度概念的建立及测量：以热平衡为基础的，温度概念的建立及测量：以热平衡为基础的

2、，温度最本质的性质：当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生温度最本质的性质：当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生 导热换热，换热结束后两物体处于热平衡状态，则它们具导热换热，换热结束后两物体处于热平衡状态，则它们具 有相同的温度。有相同的温度。测量方法：接触式测温和非接触式测温测量方法：接触式测温和非接触式测温温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表接触式测温接触式测温 温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。 (1) (1) 膨胀式温度计膨胀式温度计 (2) (2) 热电阻温度计热电阻温度计 (3) (3)热电偶温度计热电偶温度计

3、 (4) (4)其他原理的温度计其他原理的温度计直观、可靠，测量仪表也比较简单直观、可靠，测量仪表也比较简单特点非接触测温非接触测温 温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交换，由辐射温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交换，由辐射能的大小来推算被测物体的温度。能的大小来推算被测物体的温度。 (1) (1) 辐射式温度计辐射式温度计 (2) (2) 光纤式温度计：光纤式温度计：特点不与被测物体接触，不破坏原有的温度场。精度一般不高。不与被测物体接触，不破坏原有的温度场。精度一般不高。温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表温 标摄氏温标 -是把标准大气压下纯水的冰融点

4、定为0度，纯水的沸点定为100度的一种温标。在0度和100度之间分成100等分，每一分为一摄氏度，符号为。华氏温标 -规定在大气压下，纯水的冰融点为32度，纯水的沸点为212度，中间划分为180等分，每一分为一华氏度，符号为。热力学温标热力学温标 - -又称开尔文温标，单位为开尔文又称开尔文温标，单位为开尔文K K）。）。国际实用温标国际实用温标 -是一种符合热力学温标又使用简单的温标。是一种符合热力学温标又使用简单的温标。最新温标是最新温标是19901990年国际温标年国际温标 (ITS (ITS90)90)温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表应用热膨胀原理测温应用热膨胀原理测温 测量原理物

5、体受热时产生膨胀 液体膨胀式温度计 固体膨胀式温度计 玻璃管温度计 双金属温度计温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表应用热电效应测温应用热电效应测温 测量原理两种不同的金属两种不同的金属A A和和B B构成闭合回路构成闭合回路当两个接触端当两个接触端 T T T0 T0时，回路中会产生热电势时，回路中会产生热电势热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定热电极热电极温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表闭和回路总电势 AB )(0tAB),(0ttB),(0ttA)(tAB),()(),()(),(0000ttttttttAABBABAB

6、)()(0ttABAB温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 分 度 表如果能使冷端温度如果能使冷端温度t0 t0 固定，则总电势就只与温度固定，则总电势就只与温度t t成单值函数关系成单值函数关系 CtttABAB)(),(0分度表分度表-热电势与热端温度之间热电势与热端温度之间 关系列成表格关系列成表格注：热电势与热端温度之间注：热电势与热端温度之间 关系是非线性关系是非线性温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 补偿导线 问题引出 解决方法热电偶冷端暴露于空间，受环境温度影响热电偶冷端暴露于空间，受环境温度影响热电极长度有限，冷端受到被测温度变化的影响热电极长度有限，冷端受到被测温度变化的影

7、响把热电偶的冷端延伸到远离被测对象且温度比较稳定的地方把热电偶的冷端延伸到远离被测对象且温度比较稳定的地方造成浪费造成浪费选用一种具有和所连接的热电偶相同的热电性能，其材料又是廉价金属导线选用一种具有和所连接的热电偶相同的热电性能，其材料又是廉价金属导线补偿导线其一实现了冷端迁移；其二是降低了成本。 功 能温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的正负极一一对应正负极一一对应补偿导线连接端的工作温度不能超出补偿导线连接端的工作温度

8、不能超出01000100），否则），否则会给测量带来误差。会给测量带来误差。 使用补偿导线注意问题温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 问题引出 冷端温度补偿热电偶的分度表所表征的是冷端温度为热电偶的分度表所表征的是冷端温度为00时的时的热电势热电势- -温度关系，与热电偶配套使用的显示仪温度关系，与热电偶配套使用的显示仪表就是根据这一关系进行刻度的。表就是根据这一关系进行刻度的。 解决方法0恒温法 冷端温度修正法冷端温度修正法 仪表机械零点调整法仪表机械零点调整法 补偿电桥法补偿电桥法 温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 0恒温法适用于实验室中的精确测量和检定热电偶时使用适用于实验室中的精

9、确测量和检定热电偶时使用温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表冷端温度修正法 设：冷端温度恒为设：冷端温度恒为t0 t0t00t00被测温度为被测温度为 t t 修正公式修正公式)0 ,(),()0 ,(00tEttEt冷端 t0的热电势测量得出的热电势 被测温度 t 的热电势 仪表机械零点调整法 将显示仪表的机械零点调至将显示仪表的机械零点调至t0 t0处，相当于在输入热电偶热电势之前就处，相当于在输入热电偶热电势之前就给显示仪表输入了电势给显示仪表输入了电势E(t0, 0) E(t0, 0) 温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表由分度表查得由分度表查得 E (20,0 ) = 0.113 m

10、v E (20,0 ) = 0.113 mv 那么那么 E (t, 0) = E (t, t0)+E (t0, 0) E (t, 0) = E (t, t0)+E (t0, 0) = 7.32 + 0.113 = 7.32 + 0.113 = 7.434 mv = 7.434 mv 再查分度表得其对应的被测温度再查分度表得其对应的被测温度t = 808t = 808例用用S S型热电偶测温，热电偶的冷端温度型热电偶测温，热电偶的冷端温度t0=20t0=20，测得热电势，测得热电势为为7.32 mv7.32 mv，求被测对象的实际温度，求被测对象的实际温度t t 。解温度检测方法及仪表温度检测方

11、法及仪表 使用补偿电桥注意问题根据各类热电偶的型号选择配套的补偿电桥根据各类热电偶的型号选择配套的补偿电桥 注意补偿温度的起点注意补偿温度的起点 在在2020平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到20 20 在在00平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到00补偿是相对的，以此有一定误差补偿是相对的，以此有一定误差温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 为保证热电偶的正常工作，热电偶的两极之间以及与保护套管之间都需要良好的电绝缘，而且耐高温、耐腐蚀和冲击的外保护套管也是必不可少的。1. 普通型装配式结构2. 柔性安装型铠装

12、结构温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表应用热电阻原理测温应用热电阻原理测温 导体或半导体的电阻值随温度变化导体或半导体的电阻值随温度变化 测量原理在在0 0630.74630.74范围内，金属铂的电阻值与温度的关系为范围内，金属铂的电阻值与温度的关系为 T R热电阻在在-50-50180180范围内，金属铜的电阻值与温度的关系为范围内，金属铜的电阻值与温度的关系为)1 (0tRRt1 320CtBtAtRRt温度0时的电阻值 温度t时的电阻值 温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表热电阻温度计热电阻温度计 应用于应用于-200600-200600范围内的温度测量范围内的温度测量 热电阻电阻体最

13、主要部分）绝缘套管接线盒热电阻电阻体最主要部分）绝缘套管接线盒热电阻的材料要求：热电阻的材料要求：电阻温度系数要大；电阻率尽可能大，热容量要小，在测电阻温度系数要大；电阻率尽可能大，热容量要小，在测量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；电阻与温度的关系最量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；电阻与温度的关系最好接近于线性；好接近于线性；应有良好的可加工性，且价格便宜。应有良好的可加工性，且价格便宜。温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 铂电阻电阻率较大，电阻电阻率较大，电阻- -温度关系呈非线性，但测温范围广，精温度关系呈非线性，但测温范围广，精度高，且材料易提纯，复现性好度高，且材料易提纯，

14、复现性好工业用铂电阻分度号为工业用铂电阻分度号为Pt100Pt100和和Pt10 Pt10 铜电阻电阻值与温度的关系几乎呈线性，电阻温度系数也较大，而且电阻值与温度的关系几乎呈线性，电阻温度系数也较大，而且其材料易提纯，价格比较便宜，但缺点是在其材料易提纯，价格比较便宜，但缺点是在100100以上易被氧以上易被氧化化工业用铜热电阻的分度号为工业用铜热电阻的分度号为Cu50Cu50和和Cu100Cu100 热敏电阻（负温度系数热敏电阻（负温度系数热敏电阻 NTC ）电阻温度系数约为铂电阻的电阻温度系数约为铂电阻的49倍，且本身电阻倍，且本身电阻值较高。半导体热敏电阻的电阻值较高。半导体热敏电阻的电阻-温度特性呈非温度特性呈非线性，并且稳定性和互换性差。线性，并且稳定性和互换性差。温度检测方法及仪表温度检测