化工仪表及自动化第5章

1、化工仪表及自动化第五章 温度检测1内容提要要概述测温仪表表的分类类温度检测测的基本本原理热电偶温温度计热电偶补偿导线线与冷端端温度补补偿热电阻温温度计测温原理理常用热电电阻内容提要要温度变送送器电动温度度变送器器一体化温温度变送送器智能式温温度变送送器第一节概概述述温度是化化工过程程中最普普遍而重重要的操操作参数数。所有的过过程都是是在一定定的温度度条件下下进行的的；温度决定定一些反反应能否否进行和和反应方方向；温度决定定一些反反应的进进程程度度；温度显示示反应的的能量变变化。温标 1、温度的数数值表示示方法称称为温标标。它规定定了温度度的读数数的起点点（即零零点）以以及温度度的单位位。各类类

2、温度计计的刻度度均由温温标确定定。2、国际上上规定的的温标有有：摄氏氏温标、华氏温温标、热热力学温温标等。几种温标标的对比比正常体温温为37C，相当于华华氏温度度多少度度？1990国际温标标(ITS-90)从1990年1月1日开始在在全世界界范围内内采用1990年国际温温标，简简称ITS-90。它定义了了一系列列温度的的固定点点，测量量和重现现这些固固定点的的标准仪仪器以及及计算公公式，例例如水的的三相点点为273.16K（0.01C）等。第一节概概述一、测温温仪表的的分类温度不能能直接测测量。温度的测测量都是是通过温温度传递递到敏感感元件后后，该敏敏感元件件的物理性质质随温度度变化而而进行的

3、。传递温度度的方式式：热交换热辐射分类：600C以上上-高温温计600C以下下-温度度计接触式、非接触触式1、物体体受热，体积膨膨胀V-T2、压力力随温度度变化P-T3、金属属导体电电阻随温温度变化化 R-T4、热电电效应原原理E-T5、热辐辐射原理理二、温度度检测的的基本原原理第一节概概述第一节概概述测温方式温度计种类 优点 缺点 使用范围 接触式测温仪表玻璃液体温度计 结构简单、使用方便、测量准确、价格低廉 容易破损、读数麻烦、一般只能现场指示 ,不能记录与远传-100100（150）有机液体0 350（-30 650）水银双金属温度计结构简单、机械强度大、价格低、能记录、报警与自控 精度

4、低、不能离开测量点测量 ,量程与使用范围均有限 0 300（-50 600）压力式温度计结构简单、不怕震动、具有防爆性、价格低廉、能记录、报警与自控 精度低、测量距离较远时 ,仪表的滞后性较大、一般离开测量点不超过 10米 0 500（-50 600）液体型0 100（-50 200）蒸汽型电阻温度计测量精度高 ,便于远距离、多点、集中测量和自动控制 结构复杂、不能测量高温 ,由于体积大 ,测点温度较困难 -150 500（-200 600）铂电阻0 100（-50 150）铜电阻-50 150（180）镍电阻-100 200（300）热敏电阻热电偶温度计测温范围广 ,精度高 ,便于远距离、多

5、点、集中测量和自动控制 需冷端温度补偿 ,在低温段测量精度较低 -20 1300（1600）铂铑10-铂-50 1000（1200）镍铬-镍硅-40 800（900）镍铬-铜镍-40 300（350）铜-铜镍非接触式测温仪表光学高温计携带用、可测量高温、测温时不破坏被测物体温度场 测量时 ,必须经过人工调整 ,有人为误差 ,不能作远距离测量 ,记录和自控 900 2000（700 2000）辐射高温计测温元件不破坏被测物体温度场 ,能作远距离测量、报警和自控、测温范围广 只能测高温,低温段测量不准,环境条件会影响测量精度,连续测高温时须作水冷却或气冷却 100 2000（50 2000）表5-

6、1各种温度度计的优优缺点及及使用范范围第一节概概述1.应用热膨膨胀原理理测温图5-1 双金属片图5-2 双金属温度信号器1双金属片；2调节螺钉；3绝缘子；4信号灯利用液体体或固体体受热时时产生热热膨胀的的原理,可以制成成膨胀式式温度计计。双金属温温度计2、压力式式温度计计利用液体体的蒸发发或气体体的膨胀胀而引起起的压力力变化进进行测量量。温包：传热、容纳膨膨胀介质质；毛细管：传递压压力；弹簧管：显示压压力（温温度）。第一节概概述3、辐射式式温度计计通过特定定波长光波的强强度或热辐射强强度来确定光光源温度度。辐射式温温度计：测定热热辐射强强度；光学温度度计：采用光光学分频频法，测测定不同同频率光

7、光波的强强度比值值；比色法：直接通通过可见见光颜色色的对比比，确定定光源温温度。辐射式温温度计，通常用用于测量量高温条条件，特特别是光光学温度度计和比比色温度度计需要要利用物物体在高高温下发发射的可可见光进进行检测测。第一节概概述1.红外线辐辐射温度度计红外辐射射温度计计既可用用于高温温测量，又可用用于冰点点以下的的温度测测量，市市售的红红外辐射射温度计计的温度度范围可可以从-303000，中间分分成若干干个不同同的规格格，可根根据需要要选择适适合的型型号。一切温度度高于绝绝对零度度的物体体都在不不停地向向周围空空间发出出红外辐辐射能量量。物体体的红外外辐射能能量的大大小及其其按波长长的分布布

8、与它的表表面温度度有着十十分密切切的关系系。因此此，通过过对物体体自身辐辐射的红红外能量量的测量量，便能能准确地地测定它它的表面面温度。红外辐射射温度计测温依据据红外线辐辐射温度度计外形形激光仅用用于瞄准准红外线辐辐射温度度计在非接触触体温测测量中的的应用耳温仪集成IC温度测量量红外线辐辐射温度度计在非非接触温温度测量量中的应应用利用红色色激光瞄瞄准被测测物（电电控柜、天花板板内的布布线层）温度采采集系统统光学高温温计隐丝式光光学高温温计测测量方法法：调节节电阻R以改变灯灯丝亮度度,当它与待待测光源源像的亮亮度相等等时，灯灯丝在光光源的像像上消失失,这时由电电表G上读出物物体的亮亮度温度度；或

9、用用补偿法法由电位位差计测测量电流流的精确确值，再再通过计计算求出出亮度温温度，后后一方法法适用于于精密测测量温度度。CIT比比色在线线式红外外测温仪仪测温范围围-203500比色式温温度传感感器比色式温温度传感感器采用用比色式式（双波波段）测测温原理理实现对对被测目目标的非非接触测测温，用用户不需需知道物物质的发发射率。它抗烟烟雾、水水蒸气和和灰尘能能力较强强，不受受窗口玻玻璃影响响，能瞄瞄准,测量小目目标，可可不考虑虑距离系系数，可可以不完完全被目目标充满满，不需需调焦就就可准确确测量。比色温度度计适于环境境条件恶恶劣的工工业现场场中使用用，如:烟雾、水水蒸气、灰尘比比较严重重的钢铁铁、焦

10、化化和炉窑窑等应用用现场。非接触式式光纤传传感测温温仪热电偶测测温的主主要优点点1、它属于于自发电型型传感器：测量时时可以不不需外加加电源，可直接接驱动动动圈式仪仪表；2、测温范范围广：下限可可达-270C，上限可达达1800C以上；3、各温区区中的热热电势均均符合国际计量量委员会会的标准。第二节热热电偶偶温度计计第二节热热电偶偶温度计计一、热电电偶热电偶温温度计是以热电电效应为为基础的的测温仪仪表。图5-3 热电偶温度计测温系统示意图1热电偶；2补偿导线；3测量仪表热电偶温温度计由三部分分组成：热电偶偶；测量量仪表；补偿导导线。图5-4 热电偶示意图热电效应应1821年，德国国物理学学家赛贝

11、克用两种不不同金属属组成闭闭合回路路，并用用酒精灯灯加热其其中一个个接触点点（称为为结点)，发现放放在回路路中的指指南针发发生偏转转（说明明什么?)，如果用用两盏酒酒精灯对对两个结结点同时时加热，指南针针的偏转转角反而而减小（又说明明什么？）。指南针的的偏转说说明回路路中有电电动势产产生并有有电流在在回路中中流动，电流的的强弱与与两个结结点的温温差有关关。1.热电现象象及测温温原理热电偶工工作原理理演示结论：当当两个结结点温度度不相同同时，回回路中将将产生电电动势。热电极A右端称为为：自由端(参考端、冷端）左端称为为：测量端(工作端、热端)热电极B热电势AB1.热电现象象及测温温原理热电势的的

12、产生不同金属属具有不不同的电电子密度度；两种金属属接触面面因为电电子的扩扩散作用用而产生生电场；电子在扩扩散作用用和电场场力作用用下最终终达到平平衡；电子的扩扩散与温温度相关关，温度度越高，扩散作作用越强强。+-扩散作用用电场作用用金属A金属B+-金属A金属B接触电势势eABeAB(t) t对于一定定材料1.热电现象象及测温温原理ABeAB(t)eAB(t0)eA(t,t0)eBt,t0)图5-7热电偶原原理1.热电现象象及测温温原理A BeAB(t0)eAB(t)eA(t,t0)eB(t,t0)闭合回路路中所产产生的热热电势由由接触电势势和温差电势势两部分组组成：由于温差差电势比比接触电电势

13、小很很多，常常常把它它忽略不不计，这这样热电电偶的电电势可表表示为：注意：如果下下标次序序改为eBA，则热电势势e前面的符符号也应应相应改改变，即即式(i)当冷端温温度t0一定时，对于确确定的热热电偶来来说，eAB(t0)为常数，因此，其总热热电势EAB(t,t0)就与温度度t成单值函函数对应应关系，和热电电偶的长长短、直直径无关关。只要要测量出出热电势势大小，就能判判断被测测温度的的高低，这就是是热电偶偶的温度度测量原原理。=eAB(t)+ eBA(t0)1.热电现象象及测温温原理重要结论论：1.如果果组成热热电偶的的两种电电极材料料相同，则无论论热电偶偶冷、热热两端的的温度如如何，闭闭合回

14、路路中的总总热电势势为零；2.如果果热电偶偶冷、热热两端的的温度相相同，则则无论两两电极材材料如何何，闭合合回路中中的总热热电势也也为零3.热电电偶产生生的热电电势除了了冷、热热两端的的温度有有关之外外，还与与电极材材料有关关，也就就是说由由不同电极极材料制制成的热热电偶在在相同的的温度下下产生的的热电势势是不同同的。热电偶AB在接接点温度度为T、T0时的热电电势EAB(T,T0)等于热热电偶AB在接接点温度度为T、TC和TC、T0的热电势势EAB(T,TC)和EAB(TC,T0)的代数数和EAB(T,T0)=EAB(T,TC)+EAB(TC,T0)热电偶的的“中间间温度定定律”第二节热热电偶

15、偶温度计计2.插入第三三种导线线的问题题利用热电电偶测量量温度时时，必须须要用某某些仪表表来测量量热电势势的数值值，见下下图。总的热电势（5-4）（5-5）（5-6）将式（5-5）5代入式（5-4）图3-58 热电偶测温系统连接图tABCt0t0当tt0时，有第二节热热电偶偶温度计计说明：在热电偶回路中接入第三种金属导线对原热电偶所产生的热电势数值并无影响。不过必须保证引入线两端的温度相同。 图5-9 开路热电偶的应用第二节热热电偶偶温度计计3.常用热电电偶的种种类工业上对对热电极极材料的的要求在测温范范围内其其热电性性质要稳稳定,不随时间间变化;在测温范范围内要要有足够够物理、化学稳稳定性,

16、不易被氧氧化或腐腐蚀;电阻温度度系数要要小,电导率要要高,组成热电电偶后产产生的热热电势要要大,其值与温温度成线线性关系系或有简简单的函函数关系系;复现性要要好,这样便于于成批生生产,而且在应应用上也也可保证证良好的的互换性性;材料组织织均匀、要有韧韧性,便于加工工成丝。第二节热热电偶偶温度计计热电偶名称代号分度号热电极材料测温范围/新旧正热电极负热电极长期使用短期使用铂铑30-铂铑6铂铑10-铂镍铬-镍硅镍铬-铜镍铁-铜镍铜-铜镍WRRWRPWRNWREWRFWRCBSKEJTLL-2LB-3EU-2-CK铂铑30合金铂铑10合金镍铬合金镍铬合金铁铜铂铑6合金纯铂镍硅合金铜镍合金铜镍合金铜镍

17、合金3001600-201300-501000-40800-40700-400300180016001200900750350表5-2常用热电电偶几种常用用热电偶偶的热电电势与温温度的关关系曲线线分析哪几种热热电偶的的测温上上限较高高？结论：哪几种热热电偶的的线性较较差？哪一种热热电偶的的灵敏度度高？哪一种热热电偶的的灵敏度度较低？为什么所所有的曲曲线均过过原点（零度点点）？热电偶的的分度表表热电偶的的线性较较差，多多数情况况下采用用查表法法我国从1991年开始采采用国际际计量委委员会规规定的“1990年国际温温标”（简称称ITS-90）的新标准准。按此此标准，制定了了相应的的分度表表，并且且

18、有相应应的线性性化集成成电路与与之对应应。直接从热热电偶的的分度表表查温度度与热电电势的关关系时的的约束条条件是：自由端（冷端）温度必必须为C。分度表：当t0=0时，与温度t对应的数数值表。（非线性）分度号：与分度表表所对应应的热电电偶的代代号。第二节热热电偶偶温度计计热电偶是是在自由由端温度度为0时进行分分度的,因此,若自由端端温度不不为0而为t0时,则热电势势与温度度之间的的关系可可用下式式进行计计算。EAB(t,t0) =EAB(t,0)-EAB(t0,0)第二节热热电偶偶温度计计举例例5-1 今用一只镍铬-镍硅热电偶,测量小氮肥厂中转化炉的温度,已知热电偶工作端温度为800,自由端(冷

19、端)温度为30,求热电偶产生的热电势 E(800,30)。 解：由附附录三可可以查得得E(800,0)=33.277(mV)E(30,0)=1.203(mV)将上述数数据代入入式(5-3),即得E(800,30)=E(800,0) -E(30,0)=32.074 (mV)第二节热热电偶偶温度计计例5-2某支铂铑铑10-铂热电偶偶在工作作时，自自由端温温度t0= 30,测得热电电势E(t,t0) =13.034mV，求被测测介质的的实际温温度。解:由附录一可以查得 E(30,0)=0.173(mV)代入式(5-3)变换得 E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=0.173+13.034=1

20、3.207(mV)再由附录一可以查得13.203mV对应的温度为1304,再加上(1305-1304)*(13207-13203)/ (13216-13203)+1304。第二节热热电偶偶温度计计注意：由于热电电偶所产产生的热热电势与与温度的的关系都都是非线线性的(当然各种种热电偶偶的非线线性程度度不同),因此在自自由端温温度不为为零时,将所测热热电势对对应的温温度值加加上自由由端温度度,并不等于于实际的的被测温温度。第二节热热电偶偶温度计计4.热电偶的的构造及及结构形形式图5-10 热电偶的结构热电极绝缘子保护套管管接线盒常用热电电偶类型型：普通型热热电偶铠装型热电偶多点式热热电偶防爆型热热

21、电偶表面型热热电偶普通装配配型热电偶的的外形普通装配配型热电偶的的结构放放大图接线盒引出线套套管固定螺纹纹（出厂时时用塑料料包裹）热电偶工工作端（热端）不锈钢保护管铠装型热热电偶外外形法兰铠装型热电偶可 长达上百米薄壁金属属 保护护套管（铠体）BA绝缘 材料铠装型热热电偶横横截面铠装型热热电偶的的三种结结构铠装型热热电偶铠装热电电偶的制制造工艺艺：把热电极极材料与与高温绝绝缘材料料预置在在金属保保护管中中、运用用同比例例压缩延延伸工艺艺、将这这三者合合为一体体，制成各种种直径、规格的的铠装偶偶体，再再截取适适当长度度、将工工作端焊焊接密封封、配置置接线盒盒即成为为柔软、细长的的铠装热热电偶。铠

22、装热电电偶特点点：内部的热热电偶丝丝与外界界空气隔隔绝，有有着良好好的抗高高温氧化化、抗低低温水蒸蒸气冷凝凝、抗机机械外力力冲击的的特性。热响应时时间少，减小动动态误差差；可弯曲安安装使用用,解决微小小、狭窄窄场合的的测温问问题.测量范围围大；机械强度度高，耐耐压性能能好；多点热电电偶适用于生生产现场场存在温温度梯度度不显著著，须同同时测量量多个位位置或位位置的多多处测量量。广泛泛应用于于大化肥肥合成塔塔、存储储罐等装装置中。图3.4多点热电电偶隔爆型热电偶偶外形厚壁保护管压铸的接接线盒电缆线隔爆型热电偶偶结构特点点：隔爆热电电偶的接接线盒在在设计时时采用防防爆的特特殊结构构，它的的接线盒盒是

23、经过过压铸而成的，有一定定的厚度度、隔爆爆空间，机构强度度较高；采采用螺纹纹隔爆接接合面，并采用用密封圈圈进行密密封，因因此，当当接线盒盒内一旦旦放弧时时，不会会与外界界环境的的危险气气体传爆爆，能达达到预期期的防爆爆、隔爆爆效果。使用场合合：工业用的的隔爆型型热电偶偶多用于于化学工业业自控系统统中（由于在化化工生产产厂、生生产现场场常伴有有各种易易燃、易易爆等化化学气体体或蒸汽汽，如果果用普通通热电偶偶则非常常不安全全、很容容易引起起环境气气体爆炸炸）。其他热电偶外外形小形K型热电偶偶第二节热热电偶偶温度计计二、补偿偿导线与与冷端温温度补偿偿采用一种种专用导导线，将将热电偶偶的冷端端延伸出出

24、来，这这既能保保证热电电偶冷端端温度保保持不变变，又经经济。1.补偿导线线图5-11 补偿导线接线图在0100C范围内与与所接热热电偶有有相同的的热电特特性的廉价金金属制成成,其作用是是将热电电偶的冷冷端延伸伸到温度度恒定的的操作室室.解决参比比端温度度的恒定定问题。第二节热热电偶偶温度计计在使用热热电偶补补偿导线线时，要要注意型型号相配配。热电偶名称补偿导线工作端为100，冷端为0时的标准热电势mV正极负极铂铑10-铂镍铬-镍硅镍铬-铜镍铜铜镍铬铜镍铜镍铜镍0.640.034.100.156.950.30表5-3常用热电电偶的补补偿导线线补偿导线线外形AB屏蔽层保护层第二节热热电偶偶温度计计

25、注意 使用补偿导线时,应当注意补偿导线的正、负极必须与热电偶的正、负极各端对应相接。此外,正、负两极的接点温度t1应保持相同,延伸后的冷端温度 t0应比较恒定且比较低。对于镍铬-铜镍等一类用廉价金属制成的热电偶,则可用其本身材料作补偿导线,将冷端延伸到环境温度较恒定的地方。 第二节热热电偶偶温度计计2.冷端温度度的变化化对测量量的影响响及消除除方法在应用热热电偶测测温时，只有将将冷端温温度保持持为，或者是是进行一一定的修修正才能能得出准准确的测测量结果果。这样样做，就就称为热电偶的的冷端温温度补偿偿。一般采采用下述述几种方方法。图5-12 热电偶冷端温度保持的方法（1）热电势势的修正正方法在实

26、际生生产中，冷端温温度往往往不是0，而是某一一温度t0，这就引引起测量量误差。因此，必须对对冷端温温度进行行修正。24第二节热热电偶偶温度计计实际生产中，其冷端温度为t0，即有 或由此可知知，热电电势的修修正方法法是把测测得的热热电势EAB（t，t0），加上热热端为室室温t0，冷端为为0时的热电电偶的热热电势EAB（t0，0），才能得得到实际际温度下下的热电电势EAB（t，0）。第二节热热电偶偶温度计计举例例5-3 用铂铑10-铂热电偶进行温度检测,热电偶的冷端温度t0=30，显示仪表的温度读数 (假定此仪表是不带冷端温度自动补偿且是以温度刻度的)为985，试求被测温度的实际值。 解：由分度度

27、号为S的铂铑10-铂热电偶偶分度表表(附录一)查出985时的热电电势值为为9.412mV。也就是是E(t,t0)=9.412mV,又从分度度表中查查得E(t0,0)=E(30 ,0)= 0.173mV。将此两两个数值值代入式式(5-14),得E(t,0)=9.412mV+0.173mV=9.585(mV)再查分度度表可知知,对应于9.585mV的温度t=1000,这就是该该支铂铑铑10-铂热电偶偶所测得得的温度度实际值值。第二节热热电偶偶温度计计（2）校正仪仪表零点点法若采用测测温元件件为热电电偶时，要使测测温时指指示值不不偏低，可预先先将仪表表指针调调整到相相当于室室温的数数值上。注意：只能

28、在测温要求不太高的场合下应用。（3）补偿电电桥法利用不平平衡电桥桥产生的的电势，来补偿偿热电偶偶因冷端端温度变变化而引引起的热热电势变变化值。第二节热热电偶偶温度计计 由于电桥是在20时平衡的，所以采用这种补偿电桥时须把仪表的机械零位预先调到20处。如果补偿电桥是在0时平衡设计的（DDZ-型温度变送器中的补偿电桥），则仪表零位应调在0处。注意！图5-13 具有补偿电桥的热电偶测温线路电桥补偿偿法t+RcuER1R2R3+ ab +电桥由R1、R2、R3（均均为锰铜铜电阻）和RCu（热热敏铜电电阻）组组成。在设计的的冷端温温度（例例如t00）时，满足足R1R2，R3RCu，这时电桥桥平衡，无电压

29、压输出，即Uab=0，回路中的的输出电电势就是是热电偶偶产生的的热电势势当冷端温温度由t0变化到t0时，不妨妨设t0t0，热电偶输输出的热热电势减减小，但但电桥中中RCu随温度的的上升而而增大，于是电电桥两端端会产生生一个不不平衡电电压Uab(t0)此时回路路中输出出的热电电势为:经过设计计，可使使电桥的的不平衡衡电压等等于因冷冷端温度度变化引引起的热热电势变变化，即即于是实现现了冷端端温度的的自动补补偿。实际的补补偿电桥桥一般是是按t020设计的，即t020时，补偿偿电桥平平衡无电电压输出出。第二节热热电偶偶温度计计（4）补偿热热电偶法法在实际生生产中，为了节节省补偿偿导线和和投资费费用，常

30、常用多支支热电偶偶而配用用一台测测温仪表表。图5-14 补偿热电偶连接线路第三节热热电阻阻温度计计在中、低低温区，一般是是使用热热电阻温温度计来来进行温温度的测测量较为为适宜。热电阻温温度计是由热电阻，显示仪表表以及连接导线线三部分分所组成。取一只100W/220V灯泡，用用万用表表测量其其电阻值值，可以以发现其其冷态阻阻值只有有几十欧欧姆，而而计算得得到的额额定热态态电阻值值应为484。 第三节热热电阻阻温度计计 对于线性变化的热电阻来说，其电阻值与温度关系如下式 热电阻温温度计适适用于测测量-200+500范围内液液体、气气体、蒸蒸汽及固固体表面面的温度度。一、测温温原理金属导体体的电阻阻

31、值随温温度变化化而变化化第三节热热电阻阻温度计计二、工业业常用热热电阻作为热电电阻的材材料一般般要求是是：电阻温度度系数、电阻率率要大；热容量要要小；在整个测测温范围围内，应应具有稳稳定的物物理、化化学性质质和良好好的复制制性；电阻值随随温度的的变化关关系，最最好呈线线性；价格便宜宜。目前最常常用的热热电阻有有铂热电电阻和铜铜热电阻阻。其他他有镍、铁。热电特性性:精度高、稳定性性好、性性能可靠靠,所以得到到了广泛泛应用。按IEC标准,铂热电阻阻的使用用温度范范围为-200+850。铂电阻的的特性方方程为在-2000的温度范范围内:在0850的温度范范围内:式中Rt和R0分别为t和0时铂电阻阻值

32、; A、B和C为常数。1.铂电阻第三节热热电阻阻温度计计热电阻在在温度t时的电阻阻值与R0有关。目目前我国国规定工工业用铂铂热电阻阻有两种R0分度号10Pt10100Pt100,其中以Pt100为常用。铂电阻阻不同分分度号亦亦有相应应分度表表,即Rt-t的关系表表,这样在实实际测量量中,只要测得得热电阻阻的阻值值Rt,便可从分分度表上上查出对对应的温温度值。第三节热热电阻阻温度计计2.铜电阻金属铜易易加工提提纯，价价格便宜宜；它的的电阻温温度系数数很大，且电阻阻与温度度呈线性性关系；在测温温范围为为-50+150内，具有有很好的的稳定性性。 在-50+150的范围内，铜电阻与温度的关系是线性的

33、。即工业上常常用的铂铂电阻有有两种R0分度号50Cu50100Cu100铜热电阻阻线性好好,价格便宜宜,但它易氧氧化,不适宜在在腐蚀性性介质或或高温下下工作。电阻率低低,电阻体大大普通型铂铂热电阻阻 热电阻的的结构形形式：普通型、铠装型型、专用用型固定螺纹纹式热电电阻活动法兰兰式热电电阻固定螺纹纹锥式热电阻薄膜型防水式铠铠装热电电阻圆接插式式铠装热电电阻防喷式铠铠装热电电阻端面热电电阻适合于测测量电厂厂汽轮机机及电机机轴瓦或或其它机机体表面面温度。防腐热电阻采用新型型防腐材材料，外外包覆聚聚四氟乙乙烯F46，适合于石石油化工工各种腐腐蚀性介介质中测测温。是是氯碱行行业的专专用测温温仪表。端面热

34、电电阻防腐热电电阻微型热电电偶/热电阻适用于狭狭小场所所的温度度测量与与控制。是纺织织、绦纶纶等行业业业不可可缺少的的温度测测量装置置。炉壁热电电偶/热电阻适合于电电厂锅炉炉炉壁，管壁及及其它圆圆柱体表表面测量量。微型热电电偶/热电阻特殊热电电偶/热电阻炉壁热电偶/热电阻防爆型铂铂热电阻阻 汽车用水水温传感感器及水水温表 铜热电阻第四节温温度变变送器一、电动动温度变变送器电动温度度变送器器是工业业生产过过程中应应用最广广泛的一一种模拟拟式温度度变送器器,它能与常常用的各各种热电电偶和热热电阻配配合使用用,将某点的的温度或或某两点点的温差差转换成成相应的的标准直直流电流流信号输输出。根据输入信号

35、号的不同同，DDZ-型温度变变送器主主要有热热电偶温温度变送送器、热热电阻温温度变送送器和直直流毫伏伏变送器器三种类类型。第四节温温度变变送器DDZ-型热电偶偶温度变变送器和和热电阻阻温度变变送器的的结构大大体上可可以分为为温度检检测元件件、输入入电路、放大电电路和反反馈电路路,其原理框框图如图图5-15所示。温度检测元件输入电路放大电路反馈电路被测温度输出电流I0 图5-15 温度变送器原理框图第四节温温度变变送器二、一体体化温度度变送器器它是指将将变送器器模块安安装在测测温元件件接线盒盒或专用用接线盒盒内的一一种温度度变送器器。图5-16 一体化温度变送器结构框图结构测温元件和变送器模块常

36、用的变送器芯片：AD693、XTR101、 XTR103、IXR100等变送器模块的正常工作温度-20+80第四节温温度变变送器三、智能能式温度度变送器器以SMART公司的TT302温度变送送器为例例加以介介绍。优点可以与各各种热电电偶或热热电阻配配合使用用测量温温度；具有量程程范围宽宽、精度度高；环境温度度和振动动影响小小、抗干干扰能力力强；质量轻；安装维护护方便。结构由硬件部部分和软软件部分分两部分分构成。第四节温温度变变送器输入板主电路板液晶显示器信号输入信号输出图5-17 TT302温度变送器基本构成框图例题分析析举例1.用分度号为K的镍铬-镍硅热电偶测量温度,在没有采取冷端温度补偿的

37、情况下,显示仪表指示值为500,而这时冷端温度为60,试问实际温度应为多少?如果热端温度不变,设法使冷端温度保持在20,此时显示仪表的指示值应为多少? 解：显示仪表表指示值值为500时,由附录三三可以查查得这时时显示仪仪表的实实际输入入电势为为20.64mV,由于这个个电势是是由热电电偶产生生的,即E(t,t0) =20.64(mV)由附录三三同样可可以查得得E(t0,0)=E(60,0) =2.436(mV)例题分析析由式(5-14)可以得到到E(t,0)=E(t,t0) +E(t0,0)=20.64+ 2.436 =23.076 (mV)由23.076mV,查附录三三,可得t557即被测实

38、实际温度度为557。当热端为为557,冷端为20时,由于E(20 ,0)= 0.798mV,故有E(t,t0) =E(t,0)-E(t0,0)=23.076-0.798= 22.278(mV)由此电势势,查附录三三,可得显示示仪表指指示值约约为538.4。由此可见见,当冷端温温度降低低时,显示仪表表的指示示值更接接近于被被测温度度实际值值。例题分析析2.如果用两两支铂铑铑10-铂热电偶偶串联来来测量炉炉温,连接方式式分别如如图5-18(a)、(b)、(c)所示。已已知炉内内温度均均匀,最高温度度为1000,试分别计计算测量量仪表的的测量范范围(以最大毫毫伏数表表示)。图5-18 炉子温度测量例

39、题分析析解:(a)由于这时时热电偶偶的冷端端均为0,每支热电电偶对应应于1000时的热电电势可以以由附录录一查得得E(1000,0) =9.585 (mV)两支热电电偶串联联,测量仪表表所测信信号的最最大值为为Emax= 29.585=19.17(mV)根据这个个数值可可以确定定仪表的的测量范范围。(b)由于这时时不仅要要考虑补补偿导线线引出来来以后的的冷端温温度(30),而且要考考虑炉旁旁边补偿偿导线与与热电偶偶的接线线盒内的的温度(100)对热电势势的影响响。例题分析析假定补偿偿导线C、D与热电偶偶A、B本身在100以下的热热电特性性是相同同的,所以在冷冷端处形形成的热热电势为为E(30,

40、0)= 0.173 (mV)在补偿导导线C、D与热电偶偶的连接接处1、4两点可以以认为不不产生热热电势,但在接线线盒内2、3两点形成成的热电电偶相当当于热电电偶在100时形成的的热电势势,即E(100 ,0)=0.645(mV)由于该电电势的方方向与两两支热电电偶在热热端产生生的电势势方向是是相反的的,所以这时时总的热热电势为为Emax= 2E(1000,0) -E(100 ,0)-E(30,0)= 29.585-0.645- 0.173 =18.352 (mV)例题分析析根据这个个数值可可以确定定仪表的的测量范范围。在在这种情情况下,如果炉旁旁边接线线盒内的的温度变变化,会以测量量产生较较大的影影响,造成较大大的测量量误差。(c)由于这时时两支热热电偶冷冷端