温度测量市公开课一等奖省赛课获奖课件

第3章温度测量3.1温标及其传递3.2惯用温度传感器3.3晶体管与集成温度传感器3.4辐射式温度计3.5其它温度传感器3.6一些温度测量方式1温度测量第1页 温度是国际单位制给出基本物理量之一，它是工农业生产、科学试验中需要经常测量和控制主要参数，也是与人们日常生活紧密相关一个主要物理量。通常把长度、时间、质量等基准物理量称作“外延量”，它们能够叠加，比如把长度相同两个物体连接起来，其总长度为原来单个物体长度两倍；而温度则不然，它是一个“内涵量”，叠加原理不再适用，比如把两瓶90℃水倒在一起。其温度绝不可能增加，更不可能成为180℃。 从热平衡观点看，温度能够作为物体内部分子无规则热运动猛烈程度标志，温度高物体，其内部分子平均动能大；温度低物体其内部分子平均动能亦小。热力学第零定律指出：含有相同温度两个物体，它们必定处于热平衡状态。当两个物体分别与第三个物体处于热平衡状态，则这两个物体也处于热平衡状态，因而这三个物体将处于同一温度。据此，假如我们能用可复现伎俩建立一系列基准温度值，就可把其它待测物体温度和这些基准温度进行比较，得到待测物体温度。3.1温标及其传递2温度测量第2页一、温标温标就是衡量温度标准尺度，它要求温度起始点和测温基本单位。1.经验温标依据一些物质体积膨胀与温度关系，用试验方法或经验公式所确定温标称为经验温标。(1)华氏温标17德国人法勒海特(Fahrenheit)以水银为测温介质，制成玻璃水银温度计，选取氯化铵和冰水混合物温度为温度计零度，人体温度为温度计100度，把水银温度计从0度到l00度按水银体积膨胀距离分成100份，每一份为1华氏度，记作“1℉”。按照华氏温标，则水冰点为32℉，沸点为212℉。3.1温标及其传递3温度测量第3页(2)摄氏温标 1740年瑞典人摄氏(Celsius)提出在标准大气压下，把水冰点要求为0度，水沸点要求为100度。依据水这两个固定温度点来对玻璃水银温度计进行分度。两点间作100等分，每一份称为1摄氏度。记作1℃。 摄氏温度和华氏温度关系为

T(℉)

=1.8t℃+32(3-1) 式中T——华氏温度值;

t——摄氏温度值。3.1温标及其传递4温度测量第4页 经验温标均依赖于其要求测量物质，测温范围也不能超出其上、下限(如摄氏为0℃、l00℃)。另外，经验温标存在主观性，含有很大不足，很快就不能适应工业和科技等领域测温需要。2.热力学温标

1848年由开尔文(Ketvin)提出以卡诺循环(Carnotcycle)为基础建立热力学温标，是一个理想理论温标，它是国际单位制中七个基本物理单位之一。该温标把理想气体压力为零时对应温度——绝对零度（是在试验中无法到达理论温度，而低于0K温度不可能存在）与水三相点温度分为273．16份，每份为1K(Kelvin)。热力学温度单位为“K”。5温度测量第5页3.绝对气体温标 从理想气体状态方程入手，来复现热力学温标叫绝对气体温标。由波义耳定律：

PV=RT 式中P——一定质量气体压强；

V——该气体体积；

R——普适常数；

T——热力学温度。 当气体体积为恒定(定容)时，其压强就是温度单值函数。这么就有： T2/T1=P2/P1

这种比值关系与开尔文(Ketvin)提出、确定热力学温标比值关系完全类似。所以若选取同一固定点(水三相点)来作参考点，则两种温标在数值上将完全相同。 理想气体仅是一个数学模型，实际上并不存在，故只能用真实气体来制作气体温度计。因为在用气体温度计测量温度时，要对其读数进行许多修正(诸如真实气体与理想气体之偏差修正，容器膨胀系数修正等）6温度测量第6页3.国际实用温标和国际温标

经国际协议产生国际实用温标，其指导思想是要它尽可能地靠近热力学温标，复现精度要高，且使用于复现温标标准温度计，制作较轻易，性能稳定，使用方便，从而使各国均能以很高准确度复现该温标，确保国际上温度量值统一。第一个国际温标是1927年第七届国际计量大会决定采取国际实用温标。今后在1948、1960、1968年经屡次修订，形成了近20多年各国普遍采取国际实用温标称为(ITS一68)。1989年7月第77届国际计量委员会同意建立了新国际温标，简称ITS一90。为和IPTS一68温标相区分，用表示ITS一90温标。7温度测量第7页

（1）重申国际实用温标单位仍为K，1K等于水三相点时温度值 1/273.16； （2）把水三相点时温度值定义为0.01℃（摄氏度），同时对应把绝对零度修订为-273.15℃；这么国际摄氏温度（℃）和国际实用温度（K）关系为：（3-1） 在实际应用中，为书写方便，通常直接用分别代表和； （3）要求把整个温标分成4个温区，其对应标准仪器以下； ①0.65—5.0K，用3He和4He蒸汽温度计； ②3.0—24.5561K，用3He和4He定容气体温度计； ③13.803K—961.78℃，用铂电阻温度计；④961.78℃以上，用光学或光电高温计； （4）新确认和要求17个固定点温度值以及借助依据这些固定点和要求内插公式分度标准仪器来实现整个热力学温标。ITS一90基本内容为：8温度测量第8页9温度测量第9页 我国从1991年7月1日起开始对各级标准温度计进行改值，并从1994年元旦开始全方面推行ITS一90新温标。

二、温度计标定

标准值法标准表法世界各国依据国际温标要求建立自己国家标准，并定时和国际标准相对比，以确保其精度和可靠性。我国国家温度标准保留在中国计量科学院。各省(直辖市、自治区)市县计量部门温度标准定时进行下级与上一级标准对比(修正)、标定，据此进行温度标准传递，从而确保温度标准准确与统一。3.1温标及其传递10温度测量第10页三、温度传感器分类

1.依据传感器测温方式，可分为：接触式 测温基本形式。主要靠热传导。非接触式 依赖辐射能来测量，分量子型和热型。

条件：被测物体热容量远远大于温度传感器3.1温标及其传递11温度测量第11页接触式与非接触式测温特点比较方式接触式非接触式测量条件

感温元件要与被测对象良好接触；感温元件加入几乎不改变对象温度；被测温度不超出感温元件能承受上限温度;被测对象不对感温元件产生腐蚀需准确知道被测对象表面发射率；被测对象辐射能充分照射到检测元件上

测量范围

尤其适合1200℃以下、热容大、无腐蚀性对象连续在线测温，对高于l300℃以上温度测量较困难原理上测量范围能够从超低温到极高温，但1000℃以下，测量误差大，能测运动物体和热容小物体温度精度

工业用表通常为1.0、0.5、0.2及0.1级，试验室用表可达0.01级通常为1.0、1.5、2.5级

响应速度慢，通常为几十秒到几分钟快，通常为2～3秒钟其它特点

整个测温系统结构简单、体积小、可靠、维护方便、价格低廉，仪表读数直接反应被测物体实际温度；可方便地组成多路集中测量与控制系统整个测温系统结构复杂、体积大、调整麻烦、价格昂贵；仪表读数通常只反应被测物体表现温度(需深入转换)；不易组成测温、控温一体化温度控制装置12温度测量第12页P35表3－1

各类温度检测方法组成测温仪表大致测温范围13温度测量第13页一、热膨胀式温度传感器 依据测温转换原理，接触式测温又可分为膨胀(包含液体和固体膨胀)式，热阻(包含金属热电阻和半导体热电阻)式、热电(包含热电偶和PN结)式等各种形式。 膨胀式测温是基于物体受热时产生膨胀原理，分为液体膨胀式和固体膨胀式两类。普通膨胀式温度测量大都在-5℃～550℃范围内，用于那些温度测量或控制精度要求较低，不需自动统计场所。 膨胀式温度计种类很多，按膨胀基体可分成液体膨胀式玻璃温度计、液体或气体膨胀式压力温度计及固体膨胀式双金属温度计。3.2惯用温度传感器14温度测量第14页 玻璃温度计按使用方式又可分全浸式和局浸式两大类。全浸式即是把玻璃温度计液柱全部浸没在被测介质中。此种方式特点是测温准确度高，但读刻度困难，使用操作不便。局浸式为温度计液柱部分(固定长度)浸入被测介质中，部分暴露在空气中。此种方式特点是读数轻易，但测量误差较大，即使采取修正办法其误差比全浸式仍要大好几倍或更多。1.液体膨胀式

玻璃液体温度计简称玻璃温度计，是一个直读式仪表。水银是玻璃温度计最惯用液体，其凝固点为-38.9℃、测温上限为538℃。对于较低温度测量，能够用其它有机液体(如酒精下限为-62℃，甲苯下限为-90℃，而戊烷则可达-20l℃)。玻璃温度计含有结构简单，制作轻易，价格低廉，测温范围较广，安装使用方便，现场直接读数，普通无需能源，易破损，测温值难自动远传统计等特点。15温度测量第15页2.固体膨胀式双金属温度计： 基于固体受热膨胀原理，测量温度通常是把两片线膨胀系数差异相对很大金属片叠焊在一起，组成双金属片感温元件（俗称双金属温度计）。当温度改变时，因双金属片两种不一样材料线膨胀系数差异相对很大而产生不一样膨胀和收缩，造成双金属片产生弯曲变形。3.2惯用温度传感器16温度测量第16页 双金属温度计原理图 在一端固定情况下，假如温度升高，下面金属B（比如黄铜）因热膨胀而伸长，上面金属A（比如因瓦合金）却几乎不变。致使双金属片向上翘，温度越高则产生线膨胀差越大，引发弯曲角度也越大。3.2惯用温度传感器17温度测量第17页 (6-5)式中 x——双金属片自由端位移，mm； l——双金属片长度，mm； d——双金属片厚度，mm； ——双金属片温度改变，℃；

G——弯曲率(将长度为100mm，厚度为1mm线状双金属片一端固定，当温度改变1℃(1K)时，另一端位移称为弯曲率)，取决于头金属片材质，通常为(5～14)×10-6／K。

当前实际采取双金属材料及测温范围：100℃以下，通常采取黄铜与34％镍钢；150℃以下，通常采取黄铜与因瓦合金；250℃以上，通常采取蒙乃尔高强度耐蚀镍合金与34％~42％镍钢。双金属温度计不但可用于测量温度，而且还可方便地用作简单温度控制装置(尤其是开关“通—断”控制)。18温度测量第18页 双金属温度计感温元件形状有平面螺旋型和直线螺旋型两大类，其测温范围大致为-80℃到600℃，精度等级通常为1.5级左右。因为其测温范围和前两种温度计大致相同，且可作恒温控制，可彻底处理水银玻璃温度计和水银压力温度计易破损造成泄汞危害问题。所以在测温和控温精度不高场所，双金属温度计应用范围不停扩大。双金属片常制成螺旋管状来提升灵敏度。双金属温度计抗振性好，读数方便，但精度不太高，只能用做普通工业用仪表。3.2惯用温度传感器19温度测量第19页

3.压力温度计 压力温度计是依据一定质量液体、气体、蒸汽在体积不变条件下其压力与温度呈确定函数关系原理实现其测温功效。压力温度计经典结构示意图如右图所表示。压力温度计结构示意图3.2惯用温度传感器20温度测量第20页 它由充有感温介质感温包、传递压力元件(毛细管)及压力敏感元件齿轮或杠杆传动机构、指针和读数盘组成。测温时将其温包置入被测介质中，温包内感温介质(为气体或液体或蒸发液体)因被测温度高低而造成其体积膨胀或收缩造成压力增减，压力改变经毛细管传给弹簧管使其产生变形，进而经过传动机构带动指针偏转，指示出对应温度。 这类压力温度计其毛细管细而长(规格为1—60m)它作用主要是传递压力，长度愈长，则使温度计响应愈慢，在长度相等条件下，管愈细，则准确度愈高。 压力温度计和玻璃温度计相比，含有强度大、不易破损、读数方便，但准确度较低、耐腐蚀性较差等特点。压力温度计测温范围下限能达-100℃以下，上限最高可达600℃，惯用于汽车、拖拉机、内燃机、汽轮机油、水系统温度测量。21温度测量第21页热电偶

温度传感器22温度测量第22页3.2热电偶温度传感器本节学习主要内容有:1、了解热电偶测温原理；2、了解热电偶基本定律；3、了解热电偶分度表；4、了解热电偶封装形式及特点。23温度测量第23页先看一个试验——热电偶测温原理演示

结论：当两个端点温度不相同时，回路中将产生电动势。热电势方向与两个端点温度相关。

一、热电偶测温原理

热电势AB24温度测量第24页热电极A温度较低一端称为：自由端（参考端、冷端）

1.热电偶一些术语

温度较高一端称为：测量端（工作端、热端）

热电极BTT025温度测量第25页2.从试验到理论：热电效应

18，德国物理学家赛贝克发觉，也称赛贝克效应。热电效应：

两种性质不一样金属在两个端点处连接组成闭合回路，当两个端点存在温差时，闭合回路就会产生热电势现象，称为热电效应

。热电势由温差电势和接触电势组成，接触电势占主导地位。26温度测量第26页3.产生热电势微观解释接触电势：两种不一样金属相互接触时，在两金属A和B接触面上会发生自由电子扩散现象。因为不一样金属内自由电子密度不一样，它们扩散情况也不一样。假设A电子密度>B电子密度，则A失去电子带正电，B得到电子带负电，从而产生接触电势。自由电子＋ABeAB（

T）T27温度测量第27页温差电势：同一个金属两端因为温度不一样，高温端电子能量大。于是高温端扩散到低温端自由电子数目>低温端扩散到高温端自由电子数目。假设T>T0，则高温端失去电子带正电，低温端得到电子带负电，从而产生温差电势。ATT03.产生热电势微观解释＋eA(T,T0)28温度测量第28页经过以上分析得出结论由材料电子学得到，热电偶产生总热电势近似等于热端接触电势与冷端接触电势之差：

EAB（T，T0）=eAB

（T）-eAB

（T0

）温差越大热电势越大热电偶符号EB（T,T0）EA（T,T0）29温度测量第29页二、热电偶基本定律(一)均质导体定律（等值定律）由均质材料组成热电偶，热电动势大小只与材料及结点间温度差相关。与热电偶大小尺寸、形状及沿电极温度分布无关。如材料不均匀、因为温度梯度存在，将会有附加电动势产生。3.2热电偶温度传感器30温度测量第30页（二）中间导体定律如图所表示，将A、B组成热电偶T0端断开，接入第三种导体C，只要保持第三种导体两端温度相同，接入导体C后对回路总电动势无影响。3.2热电偶温度传感器31温度测量第31页（三）中间温度定律在热电偶回路中，两接点温度为T、T0时热电动势，等于该热电偶在接点温度为T、Ta和Ta、T0时热电动势代数和，即两端点在任意温度时热电势为：3.2热电偶温度传感器32温度测量第32页（四）叠加定律当热电偶回路中有各种导体相接组成多个热电偶时，回路总热电势等于以各结点为工作端，以各结点两边导体为热电偶电极对同一冷端热电势代数和。3.2热电偶温度传感器33温度测量第33页热电偶分类及特征 为了得到实用性好，性能优良热电偶，其热电极材料需含有以下性能：(1)优良热电特征即热电势及热电势率(灵敏度)要大，热电关系靠近单值线性或近似线性，热电性能稳定； (2)良好物理性能即高电导率，小比热，耐高温、低温下不易脆断，高、低温下不发生再结晶等； (3)优良化学性能如抗氧化、抗还原性和耐其它腐蚀性介质等； (4)优良机械性能易于提纯和机械加工、工艺性好，易于大批量生产和复制； (5)足够机械强度和长使用寿命； (6)制造成本低，价值比较廉价。二、热电偶种类34温度测量第34页二、热电偶种类

1.八种国际通用热电偶（IEC推荐）：

B:铂铑30—铂铑6

、R:铂铑13—铂、

S:铂铑10—铂、K:镍铬—镍硅、

N:镍铬硅—镍硅、E:镍铬—铜镍、

J:铁—铜镍、T:铜—铜镍

3.2热电偶温度传感器35温度测量第35页

国际电工委员会推荐工业用标准热电偶为八种(当前我国国家标准已与国际标准统一)。其中分度号为S、R、B三种热电偶均由铂和铂铑合金制成，属贵金属热电偶。分度号分别为K、N、T、E、J五种热电偶，是由镍、铬、硅、铜、铝、锰、镁、钴等金属台金制成，属贱金属热电偶。二、热电偶种类3.2热电偶温度传感器36温度测量第36页几个惯用热电偶测温范围及热电势

分度号

名称

测量温度范围

1000C热电势/mVB铂铑30－铂铑650～1820C4.834R铂铑13—铂-50～1768C10.506S铂铑10—铂-50～1768C9.587K镍铬－镍铬

(铝)-270～1370C41.276E镍铬－铜镍(康铜)－270～800C——5种热电偶测温范围与热电势各有什么特点？37温度测量第37页标准热电偶热电极材料、最大测温范围、适当气氛：38温度测量第38页

不一样等级（通常分为三级）标准化工业热电偶适用测温范围和允差： 不一样等级标准化工业热电偶允差表类型一级允差二级允差三级允差温度范围/℃允差值/℃温度范围/℃允差值/℃温度范围/℃允差值/℃R,S0～100010～6001.5－1100～1600[1+0.003(t-1100)]600～16000.0025B－600～17000.0025600～8004800～17000.0053.2热电偶温度传感器39温度测量第39页K,N40～3751.540～3332.5167～402.5375～10000.004330～12000.0075200～1670.015E40～3751.540～3332.5167～402.5375～8000.004330～9000.0075200～1670.015J40～3751.540～3332.5－375～7500.004330～7500.0075T40～1250.540～333167～401125～3500.004133～3500.0075200～670.01540温度测量第40页 热电偶选取除了考虑被测对象温度范围外，还需考虑热电偶使用环境气氛，通常被测对象温度范围在-200—300℃时可优选T型热电偶，因为它在贱金属热电偶中精度最高，或选E型热电偶，它是贱金属热电偶中热电势最大、灵敏度最高热电偶；当上限温度＜1000℃，可优先选K型热电偶，其特点为使用温度范围宽(上限最高可达1300℃)、高温性能较稳定，价格较满足该温区其它热电偶低；当上限温度＜1300℃，可选N型或K型；当测温范围为1000—1400℃时，可选S或R型热电偶；当测温范围为1400℃～1800℃时，应选B型热电偶；当测温上限大于1800℃，应考虑选取还属非国际标准钨铼系列热电偶(其最高上限温度可达2800℃，但超出2300℃其准确度要下降；要注意保护，因为钨极易氧化，必须用惰性或干燥氢气把热电偶与外界空气严格隔绝。41温度测量第41页

在氧化气氛下，且被测温度上限小于1300℃，应优先选取抗氧化能力强贱金属N型或K型；当测温上限高于1300℃，应选S、R或B型贵金属热电偶。在真空或还原性气氛下，当上限温度低于950℃时，应优先选取J型热电偶(它不但可在还原气氛下工作，也可在氧化气氛中使用)，高于此限，或选钨铼系列热电偶，或非贵金属系列热电偶，或选采取尤其隔绝保护办法其它标准热电偶。 惯用热电偶热电特征都有现成份度表可查。温度与热电势之间关系也能够用函数式表示，称为参考函数。ITS—90给出了新热电偶分度表和参考函数，它们是热电偶测温依据。42温度测量第42页2.热电偶分度表

——热电偶线性较差，多数情况下采取查表法我国从1991年开始采取国际计量委员会要求“1990年国际温标”（简称ITS-90）新标准。ITS-90制订了通用热电偶分度表。

直接从热电偶分度表查温度与热电势关系时约束条件是：自由端（冷端）温度必须为0C。43温度测量第43页K热电偶分度表

比较查出3个热电势，能够看出热电势是否线性？

假设热电偶冷端温度为0C，查出－100C

、0C、

100C

时热电势。44温度测量第44页三、热电偶结构1.普通工业用热电偶

普通工业用热电偶种类很多，结构和外形也不尽相同。热电偶通常主要由四部分组成:热电极、绝缘管、保护管和接线。45温度测量第45页1.普通封装（金属套管热电偶）安装螺纹安装法兰热电偶封装形式46温度测量第46页普通装配型热电偶

结构放大图

接线盒引出线套管

固定螺纹

（出厂时用塑料包裹）热电偶工作端（热端）

不锈钢保护管

47温度测量第47页2.铠装型热电偶法兰铠装型热电偶可长达上百米薄壁金属保护套管（铠体）

BA绝缘材料铠装型热电偶横截面48温度测量第48页 铠装热电偶是将热电偶丝装在有绝缘材料金属套管中，三者经组合加工成可弯曲坚实组合体。因为它含有许多优点，因而受到用户欢迎，应用很普通。它主要优点是：①测量范围宽，铠装热电偶规格多，品种齐全，适合于各种测量场所，在-200~1600℃温度范围内均能使用；②响应速度快，与装配式热电偶相比，因为外径细、热容量小，故微小温度改变也能快速反应，尤其是微细铠装热电偶更为显著，露端铠装热电偶时间常数只有0.01S；③挠性好、安装使用方便，铠装热电偶材料可在其外径5倍圆柱体上绕5圈，并可在多处位置弯曲；2.铠装型热电偶49温度测量第49页④使用寿命长，普通热电偶易引发热电偶劣化、断线等事故，而铠装热电偶用氧化镁绝缘，气密性好，致密度高，寿命长；⑤机械强度、耐压性能好，在有强烈震动、低温、高温、腐蚀性强等恶劣条件下均能安全使用，铠装热电偶最高可承受36kN/cm2压力；⑥铠装热电偶外径尺寸范围宽，铠装热电偶材料外径范围：0.25~8mm，特殊要求时可提供直径达12mm产品；⑦铠装热电偶长度能够做得很长，铠装热电偶材料最大长度可达500m。50温度测量第50页铠装型热电偶结构特点：热电偶丝与外界空气隔绝，有着良好抗高温氧化、抗低温水蒸气冷凝、抗机械外力冲击特征。铠装热电偶能够制作得很细。使用场所：能处理微小、狭窄、不规则场所测温问题，且含有抗震、可弯曲、超长等优点。

3.2热电偶温度传感器51温度测量第51页铠装型热电偶使用场所：能处理微小、狭窄、不规则场所测温问题，且含有抗震、可弯曲、超长等优点。

3.2热电偶温度传感器52温度测量第52页3.隔爆型热电偶厚壁保护管压铸接线盒电缆线53温度测量第53页隔爆型热电偶

结构特点：采取防爆结构，它接线盒是压铸而成，有一定厚度、隔爆空间，机构强度较高；采取螺纹隔爆接合面。

使用场所：工业用隔爆型热电偶多用于化学工业自控系统中（因为在化工生产厂、生产现场常伴有各种易燃、易爆等化学气体或蒸汽，假如用普通热电偶则非常不安全、很轻易引发环境气体爆炸）。3.2热电偶温度传感器54温度测量第54页4.薄膜型热电偶（表面热电偶）结构特点：结构尺寸小，热容量小，反应快。使用场所：测量微面积上温度、瞬变表面温度。1-热电极2-测量端3-绝缘基板4-引出线55温度测量第55页5.快速型热电偶3.2热电偶温度传感器56温度测量第56页6.其它形式小型K型热电偶3.2热电偶温度传感器57温度测量第57页小结1、热电偶测温原理；2、热电偶分类；3、热电偶分度表；4、热电偶封装形式及特点。58温度测量第58页四、热电偶应用1、用热电偶分度表查毫伏数-温度时，必须满足t0=0C条件。在实际测温中，冷端温度常随环境温度而改变，这么t0不但不是0C，而且也不恒定，所以将产生误差。

2、普通情况下，冷端温度均高于0C，热电势总是偏小。应想方法消除或赔偿热电偶冷端损失。为使热电偶热电动势与被测量间呈单值函数关系，热电偶参比端可采取以下方法处理。59温度测量第59页四、热电偶应用

(一)赔偿导线法

(二)0C恒温法 (三)计算校正法(四)调整机械零点 (五)自动赔偿法60温度测量第60页（一）赔偿导线法 在一定温度范围内，与配用热电偶热电特征相同一对带有绝缘层导线称为赔偿导线。赔偿导线优点： ①改进热电偶测温线路机械与物理性能，采取多股或小直径赔偿导线可提升线路挠性，接线方便，也能够调整线路电阻或遮蔽外界干扰； ②降低测量线路成本。当热电偶与仪表距离很远时，可用贱金属赔偿型赔偿导线代替贵金属热电偶。四、热电偶应用61温度测量第61页伴随热电偶标准化，赔偿导线也形成了标准系列。国际电工委员会也制订了国际标准，适合于标准化热电偶使用。3.2热电偶温度传感器62温度测量第62页赔偿导线使用须注意事项以下：①各种赔偿导线只能与对应型号热电偶匹配使用；②连接时，切勿将赔偿导线极性接反；③赔偿导线与热电偶连接点温度，不得超出要求使用温度范围，通常接点温度在100℃以下，耐热用赔偿导线可达200℃；④因为赔偿导线与电极材料通常并不完全相同，所以两连接点温度必须相同，不然会产生附加电势、引入误差；⑤在需高精度测温场所，处理测量结果时应加上赔偿导线修正值，以确保测量精度。3.2热电偶温度传感器63温度测量第63页热电偶赔偿导线采取相对廉价赔偿导线，可延长热电偶冷端，使之远离高温区；可节约大量贵金属；易弯曲，便于敷设。

型号配用热电偶正-负导线外皮颜色正-负SC铂铑10-铂红-绿KC镍铬-镍硅红-蓝WC5/26钨铼5-钨铼26

红-橙赔偿导线在0～100C范围内热电势与配套热电偶热电势相等，所以不影响测量精度。3.2热电偶温度传感器64温度测量第64页赔偿导线型号（续）型号配用热电偶正-负型号导线外皮颜色正-负100C时热电势/mVRC

R（铂铑13—铂）RC红-绿

0.647NC

N（镍铬硅—镍硅）NC红-黄2.744EX

E（镍铬—铜镍）EX红-棕6.319JXJ（铁—铜镍）JX红-紫5.264TX

T（铜—铜镍）

TX红-白4.27965温度测量第65页/10/1066赔偿导线外形

A’B’屏蔽层保护层温度测量第66页/10/1067（二）0C恒温法

将热电偶冷端置于装有冰水混合物恒温容器中，使冷端温度保持在0C不变。此法也称冰浴法，它消除了t0不等于0C而引入误差，因为冰融化较快，所以普通只适合用于试验室中。

温度测量第67页/10/1068冰浴法

在冰瓶中，冰水混合物温度能较长时间地保持在0C不变。温度测量第68页/10/10冰浴法接线图

1—被测流体管道2—热电偶

3—接线盒4—赔偿导线5—铜质导线6—毫伏表7—冰瓶8—冰水混合物9—试管10—新冷端P42图3-9(a)和(b)69温度测量第69页/10/1070（三）计算校正法

当热电偶冷端温度t00C时，所测得热电势EAB（t，t0）与冷端为0C时所测得热电势EAB（t，0C）不等。若冷端温度高于0C，则EAB（t，t0）<EAB（t，0C）。能够利用下式计算并修正测量误差：

EAB（t，0C）=EAB（t，t0）+EAB（t0，0C）温度测量第70页（三）计算校正法当热电偶参比端为不等于0C时，需对仪表示值加以修正，因为热电偶温度－热电动势关系以及分度表是在参比端为0C得到。修正公式：3.2热电偶温度传感器71温度测量第71页/10/1072计算校正法举例

右图所表示为镍铬-镍硅（K）热电偶测温电路，A’、B’为赔偿导线，Cu为铜导线，已知接线盒1温度t1=40C，冰瓶中为冰水混合物，接线盒3温度t3=20.0C。求：1）冰瓶温度t2；2）当Ux=29.9mV时，估算被测点温度tx；3）假如冰瓶中冰完全融化，温度上升，与接线盒1温度相同，此时Ux=27.3mV，再求tx。温度测量第72页（四）仪表机械零点调整法

用螺丝刀调整仪表面板上“机械零点”，使指针指到气温t0（图中为40C）刻度上。机械零点指针被预调到室温（40C

）可赔偿冷端损失73温度测量第73页（五）自动赔偿法

1.电桥赔偿法3.2热电偶温度传感器

电桥赔偿法是利用不平衡电桥产生不平衡电压来自动赔偿热电偶因冷端温度改变而引发热电势改变值，可购置与被赔偿热电偶对应型号赔偿电桥。

74温度测量第74页/10/10751、电桥赔偿法

XT-WBC热电偶冷端赔偿器3.2热电偶温度传感器温度测量第75页2.软件赔偿法 在工业测温现场普通不能使参比端保持0℃，在计算机尤其是微处理器和单片机推广普及前，这是个十分令人头痛问题；各国从事热电偶温度测量研究与应用科技工作者，对各种分度号热电偶参比端不为0℃，设计许多赔偿方案和专用赔偿电路，并所以申报许多专利。但这些结果适用范围和应用效果都不十分理想。 现在因为计算机尤其是微处理器和单片机推广普及，因而，智能化测温仪普遍按下述以软件为主赔偿方式：3.2热电偶温度传感器76温度测量第76页当热电偶测量端和参比端温度分别为to，假定℃，则热电动势

式中----测量端和参比端温度分别为t、to时热电势；

----测量端和参比端温度分别为to、0时热电势；----测量端和参比端温度分别为t，0时热电势。77温度测量第77页 在工业现场实际测量温度时，智能化仪器增加一路测量参比端（因为其置于现场正常环境中，温度变动范围不大，所以，测量参比端感温元件可采取价格十分低廉铜电阻或下面将介绍半导体集成温度传感器AD590或DS1820等）温度电路。 是由智能化仪器经过测量端和参比端输入回路直接测得， 则由智能化仪器依据另一路测得参比端环境温度，经过查存入仪器程序存放器中对应热电偶分度表得到，二者相加求得 ；再由 仪器程序存放器中对应热电偶分度表得到热电偶测量端真实温度t数值。 以上这种方法对各种标准化与非标准化热电偶均适用，含有成本十分低廉，赔偿精度高特点，所以当前已被各种智能化（热电偶）测温控温仪器广泛采取。78温度测量第78页［例］：用K型热电偶测炉温时，测得参比端温度t1＝38℃；测得测量端和参比端间热电动势E(t,38)＝29.90mV，试求实际炉温。［解］由K型分度表查得E(38，0)＝1.53mV，由式(3-3)可得到：

E(t，0)＝E(t,t1)+E(t1,0)

＝29.90+1.53=31.43mV 再查