化工仪表及自动化之温度检测及仪表课件

化工仪表及自动化第五节温度检测及仪表化工仪表及自动化第五节温度检测及仪表内容提要概述测温仪表的分类温度检测的基本原理热电偶温度计热电偶补偿导线与冷端温度补偿热电阻温度计测温原理常用热电阻 内容提要概述内容提要温度变送器电动温度变送器一体化温度变送器智能式温度变送器内容提要温度变送器一、概述一、测温仪表的分类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。温度概念的建立及测量：以热平衡为基础的温度最本质的性质：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，则它们具有相同的温度。分类按测量方式

接触式与非接触式

一、概述一、测温仪表的分类反映了物体冷热的程度，与一、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-100～100（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

精度低、不能离开测量点测量,量程与使用范围均有限

-80～600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-30～600液体型0～250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

-200～600铂电阻-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

0～1300（1600）铂铑10-铂-50～1000（1200）镍铬-镍硅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700～3200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0～2000）表5-1各种温度计的优缺点及使用范围4一、概述测温方式温度计种类优点缺点使用范围／℃接玻璃液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。常用的接触式测温仪表： (1)膨胀式温度计。 (2)热电阻温度计。 (3)热电偶温度计。 (4)其他原理的温度计。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特点：优点：直观、可靠，测量仪表也比较简单。

缺点： 由于敏感元件必须与被测对象接触，在接触过程中就可能破坏被测对象的温度场分布，从而造成测量误差。 有的测温元件不能和被测对象充分接触，不能达到充分的热平衡，使测温元件和被测对象温度不一致，也会带来误差。 在接触过程中，介质腐蚀性，高温时对测温元件的影响，影响测温元件的可靠性和工作寿命。

特点：优点：直观、可靠，测量仪表也比较简单。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，由辐射能的大小来推算被测物体的温度。

常用的非接触式测温仪表： (1)辐射式温度计：基于普朗克定理 光电高温计，辐射传感器，比色温度计。 (2)光纤式温度计：光纤的温度特性、传光介质。 光纤温度传感器，光纤辐射温度计。优点：不与被测物体接触，不破坏原有的温度场，在被测物体为运动物体时尤为适用。缺点：精度一般不高。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化工仪表及自动化之温度检测及仪表课件化工仪表及自动化之温度检测及仪表课件一、概述1.应用热膨胀原理测温图3-50双金属片

图3-51

双金属温度信号器1—双金属片；2—调节螺钉；3—绝缘子；4—信号灯利用液体或固体受热时产生热膨胀的原理,可以制成膨胀式温度计。一、概述1.应用热膨胀原理测温图3-50双金属片图3-5一、概述2.应用压力随温度变化的原理测温3.应用热阻效应测温

4.应用热电效应测温

5.应用热辐射原理测温

一、概述2.应用压力随温度变化的原理测温3.应用热阻效应测温二、热电偶温度计热电偶热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。图3-53热电偶温度计测温系统示意图1—热电偶；2—导线；3—测量仪表热电偶温度计由三部分组成：热电偶；测量仪表；连接热电偶和测量仪表的导线。图3-54热电偶示意图二、热电偶温度计热电偶热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪热电偶也叫温差电偶是最早出现的一种热电探测器件赛贝克（Seebeck）效应(热点效应)1821年赛贝克发现了铜、铁这两种金属的温差电现象。即在这两种金属构成的闭合回路中，对两个接头的中一个加热即可产生电流。在冷接头处，电流从铁流向铜。由于冷、热两个端（接头）存在温差而产生的电势差e，就是温差热电势。这种由两种不同的金属构成的能产生温差热电势的装置称为热电偶。二、热电偶温度计1.热电现象及测温原理

热电偶也叫温差电偶二、热电偶温度计1.热电现象及测温原理图3-55热电现象热电偶：两种不同的金属A和B构成闭合回路 当两个接触端T﹥T0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图3-55热电现象热电偶：两种不同的金属A和B构成闭合回路（1）接触电势不同金属材料内部的自由电子密度不同，当A和B材料接触是，自由电子要从密度大的地方扩散到密度小的地方，从而产生自由电子扩散现象。自由电子从A扩散到B，扩散平衡时，A失去电子带正电荷，B得到电子带负电荷，因此在A、B接触处形成一定电位差，即接触电势（帕尔帖电势）。接触电势（1）接触电势不同金属材料内部的自由电子密度不同，当A和B材帕尔帖电势大小为：k——玻耳兹曼常数；K＝1.38×10-23

T——接触面的绝对温度；e——单位电荷量；e=1.6×10-19CNA——金属电极A的自由电子密度NA——金属电极B的自由电子密度帕尔帖电势大小为：k——玻耳兹曼常数；K＝1.38×1（2）温差电势在同一金属材料A中，当金属材料两端的温度不同时，两端电子能量不同。温度高的一端电子能量大，则电子从高温端向低温扩散的数量多，直至平衡。即在A两端形成一定电位差，即温差电势（汤姆逊电势）。温差电势（汤姆逊电势）（2）温差电势在同一金属材料A中，当金属材料两端的温度不同时汤姆逊电势大小为：δ——汤姆逊系数，它表示温度为1℃时所产生的电动势值，它与材料的性质有关。

汤姆逊电势大小为：δ——汤姆逊系数，它表示温度为1℃时所（3）热电偶回路的总热电势（3）热电偶回路的总热电势结论：

热电势存在必须具备两个条件：两种不同的金属材料组成热电偶它的两端存在温差。结论：热电势存在必须具备两个条件：图3-56接触电势形成的过程左图闭合回路中总的热电势或图3-57热电偶原理图3-56接触电势形成的过程左图闭合回路中总的热电势或图3二、热电偶温度计注意

由于热电极的材料不同,所产生的接触热电势亦不同,因此不同热电极材料制成的热电偶在相同温度下产生的热电势是不同的。热电偶一般都是在自由端温度为0℃时进行分度的,因此,若自由端温度不为0℃而为t0时,则热电势与温度之间的关系可用下式进行计算。

EAB(t,t0)=EAB(t,0)-EAB(t0,0)

二、热电偶温度计注意由于热电极的材料不同,所产生的接二、热电偶温度计举例例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(冷端)温度为30℃,求热电偶产生的热电势E(800,30)。解：由附录四可以查得

E(800,0)=33.277(mV)

E(30,0)=1.203(mV)将上述数据代入,即得E(800,30)=E(800,0)-E(30,0)=32.074(mV)二、热电偶温度计举例例1今用一只镍铬-镍硅热电偶,测量小氮二、热电偶温度计例2某支铂铑10-铂热电偶在工作时，自由端温度t0=30℃,测得热电势E(t,t0)=7.172mV，求被测介质的实际温度。解:由附录一可以查得

E(30,0)=0.173(mV)代入式变换得

E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=0.173+7.172=7.345(mV)再由附录一可以查得7.345mV对应的温度t为800℃。二、热电偶温度计例2某支铂铑10-铂热电偶在工作时，自由端二、热电偶温度计注意：由于热电偶所产生的热电势与温度的关系都是非线性的(当然各种热电偶的非线性程度不同),因此在自由端温度不为零时,将所测热电势对应的温度值加上自由端温度,并不等于实际的被测温度。

标准化热电偶热电势和温度的关系二、热电偶温度计注意：由于热电偶所产生的热电势与温度的关系都二、热电偶温度计2.插入第三种导线的问题利用热电偶测量温度时，必须要用某些仪表来测量热电势的数值，见下图。

总的热电势能量守恒原理（3-77）（3-78）将式（3-77）代入式（3-76）可得图3-58热电偶测温系统连接图（3-76）二、热电偶温度计2.插入第三种导线的问题利用热电偶测量温度时二、热电偶温度计说明：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。

中间导体定律-此定律具有特别重要的实用意义，因为用热电偶测温时必须接入仪表(第三种材料)，根据此定律，只要仪表两接入点的温度保持一致(T0)，根据中间导体定律，仪表的接入就不会影响热电势。二、热电偶温度计说明：在热电偶回路中接入第三种金属导线对原热二、热电偶温度计3.常用热电偶的种类工业上对热电极材料的要求在测温范围内其热电性质要稳定,不随时间变化;

在测温范围内要有足够物理、化学稳定性,不易被氧化或腐蚀;

电阻温度系数要小,电导率要高,组成热电偶后产生的热电势要大,其值与温度成线性关系或有简单的函数关系;复现性要好,这样便于成批生产,而且在应用上也可保证良好的互换性;材料组织均匀、要有韧性,便于加工成丝。二、热电偶温度计3.常用热电偶的种类工业上对热电极材料的要求二、热电偶温度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合金300～1600-20～1300-50～1000-40～800-40～700-400～300180016001200900750350表3-4常用热电偶二、热电偶温度计热电偶名称代号分度号热电极材料测温范围/℃新1、铂铑30-铂铑6（B型）为贵金属热电偶。热偶丝线径规定为0.5mm， 正极（BP）和负极（BN）的名义化学成分均为铂铑合金，只是含量不同，故俗称为双铂铑热电偶。 长期最高使用温度为1600℃，短期最高使用温度为1800℃。优点：准确度高，稳定性好，测温温区宽，使用寿命长等，适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸汽中；参比端不需进行冷端补偿，因为在0～50℃范围内热电势小于3µV。缺点：热电率较小，灵敏度低，高温下机械强度下降，抗污染能力差，贵金属材料昂贵。1、铂铑30-铂铑6（B型）为贵金属热电偶。热偶丝线径规定为2、铂铑10-铂热电偶（S型）贵金属热电偶。电极线径规定为0.5mm， 正极（SP）的名义化学成分为铂铑合金 负极（SN）为纯铂，故俗称为单铂铑热电偶。 长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。优点：准确度高，稳定性好，测温温区和使用寿命长，物理化学性能良好，在高温下抗氧化性能好，适用于氧化和惰性气氛中。缺点：热电率较小，灵敏度低，高温下机械强度下降，对污染敏感，贵金属材料昂贵，因此一次性投资较大。2、铂铑10-铂热电偶（S型）贵金属热电偶。电极线径规定为03、镍铬-镍硅热电偶（K型）使用量最大的廉金属热电偶，用量为其他热电偶的总和 正极（KP）的名义化学成分为：Ni:Cr=90:10， 负极（KN）的名义化学化学成分为Ni:Si=97:3。 其使用温度为-50～1000℃。优点：线性度好，热电势较大，灵敏度较高，稳定性和复现性均好，抗氧化性强，价格便宜。能用于氧化性和惰性气氛中。K型热电偶不能在高温下直接用于硫、还原性或还原、氧化交替的气氛中，也不能用于真空中。3、镍铬-镍硅热电偶（K型）使用量最大的廉金属热电偶，用量为4、镍铬-铜镍热电偶（E型）称为镍铬-康铜热电偶，也是一种廉价金属热电偶。 其正极（EP）为镍铬10合金，化学成分与KP相同，负极（EN）为铜镍合金，名义化学成分为55%的铜、45%的镍以及少量的钴、锰、铁等元素。该热电偶电动势之大，灵敏度之高属所有标准热电偶之最，宜制成热电偶堆来测量微小温度变化。E型热电偶可用于湿度较大的环境里，具有稳定性好，抗氧化性能高，价格便宜等优点。但不能在高温下用于硫、还原性气氛中。4、镍铬-铜镍热电偶（E型）称为镍铬-康铜热电偶，也是一种廉二、热电偶温度计4.热电偶的构造及结构形式

图3-59热电偶的结构热电极绝缘管保护套管接线盒二、热电偶温度计4.热电偶的构造及结构形式图3-59热电普通装配型热电偶的外形安装螺纹安装法兰普通装配型热电偶的外形安装螺纹安装法兰普通装配型热电偶的结构放大图

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

普通装配型热电偶的结构放大图接线盒引出线套管固定螺纹热柔性安装型铠装结构它可以做得很细很长,使用中随需要能任意弯曲。测量端的热容量小，响应速度快，绕性好，可弯曲，可以安装在狭窄或结构复杂的测量场合，耐压、耐振、耐冲击柔性安装型铠装结构它可以做得很细很长,使用中随需要能任意弯铠装型热电偶外形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铠装型热电偶外形法兰铠装型热电偶可长达上百米薄壁金属二、热电偶温度计二、补偿导线与冷端温度补偿

采用一种专用导线，将热电偶的冷端延伸出来，这既能保证热电偶冷端温度保持不变，又经济。

它也是由两种不同性质的金属材料制成，在一定温度范围内（0～100℃）与所连接的热电偶具有相同的热电特性，其材料又是廉价金属。见左图。1.补偿导线图3-60补偿导线接线图二、热电偶温度计二、补偿导线与冷端温度补偿采用二、热电偶温度计假设将镍铬记为A、镍硅记为B、铜记为C、铜镍记为D,并考虑到引入铜导线对回路的总热电势没有影响(因其两端温度均为t0)，则图3-60所示回路的总热电势为如果假定各接点温度全为t1，代入式上式，则有

或由于t1一般是在100℃以下,在此温度范围内,根据补偿导线的性质,有二、热电偶温度计假设将镍铬记为A、镍硅记为B、铜记为二、热电偶温度计将此式代入式便有

因为故二、热电偶温度计将此式代入式便有因为故二、热电偶温度计在使用热电偶补偿导线时，要注意型号相配。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0.64±0.034.10±0.156.95±0.30表3-7常用热电偶的补偿导线二、热电偶温度计在使用热电偶补偿导线时，要注意型号相配。热电二、热电偶温度计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。二、热电偶温度计注意使用补偿导线时,应当注意补偿导线二、热电偶温度计2.冷端温度的变化对测量的影响及消除方法

在应用热电偶测温时，只有将冷端温度保持为０℃，或者是进行一定的修正才能得出准确的测量结果。这样做，就称为热电偶的冷端温度补偿。一般采用下述几种方法。图3-61

热电偶冷端温度保持０℃的方法（1）冷端温度保持为0℃的方法

在实际生产中，冷端温度往往不是0℃，而是某一温度t0，这就引起测量误差。因此，必须对冷端温度进行修正。二、热电偶温度计2.冷端温度的变化对测量的影响及消除方法二、热电偶温度计实际生产中，其冷端温度为t0，即有或由此可知，冷端温度修正方法是把测得的热电势EAB（t，t0），加上热端为室温t0，冷端为0℃时的热电偶的热电势EAB（t0，0），才能得到实际温度下的热电势EAB（t，0）。（2）冷端温度修正法二、热电偶温度计实际生产中，其冷端温度为t0，即有或二、热电偶温度计举例例用铂铑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979℃，试求被测温度的实际值。解：由分度号为S的铂铑10-铂热电偶分度表(附录二)查出979℃时的热电势值为9.343mV。也就是E(t,t0)=9.343mV,又从分度表中查得E(t0,0)=E(30,0)=0.173mV。将此两个数值代入式EAB(t,t0)=EAB(t,0)-EAB(t0,0)，得

E(t,0)=9.343mV+0.173mV=9.516(mV)再查分度表可知,对应于9.516mV的温度t=994℃,这就是该支铂铑10-铂热电偶所测得的温度实际值。二、热电偶温度计举例例用铂铑10-铂热电偶进行温度检测,热二、热电偶温度计（3）校正仪表零点法

若采用测温元件为热电偶时，要使测温时指示值不偏低，可预先将仪表指针调整到相当于室温的数值上。注意：只能在测温要求不太高的场合下应用。（4）补偿电桥法利用不平衡电桥产生的电势，来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。

二、热电偶温度计（3）校正仪表零点法若采用测温二、热电偶温度计由于电桥是在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-Ⅱ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3-62具有补偿电桥的热电偶测温线路二、热电偶温度计由于电桥是在20℃时平衡的，所以采用这二、热电偶温度计（5）补偿热电偶法

在实际生产中，为了节省补偿导线和投资费用，常用多支热电偶而配用一台测温仪表。图3-63补偿热电偶连接线路二、热电偶温度计（5）补偿热电偶法在实际生产中，为第三节热电阻温度计在中、低温区，一般是使用热电阻温度计来进行温度的测量较为适宜。

热电阻温度计是由热电阻，显示仪表以及连接导线所组成。利用导体或半导体材料的电阻率随温度变化的特性制成的传感器叫做热电阻式传感器。应用：对温度和与温度有关的参量进行检测。测温范围：中、低温区域（-200℃~650℃）低温方面也应用于1K~3K的温度测量，高温也有用于1000℃~1300℃测温元件可分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大类。第三节热电阻温度计在中、低温区，一般是使用热电阻温第三节热电阻温度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

热电阻温度计适用于测量-200～+500℃范围内液体、气体、蒸汽及固体表面的温度。一、测温原理

利用热电阻的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。

第三节热电阻温度计对于线性变化的热电阻来说，其电阻第三节热电阻温度计二、工业常用热电阻作为热电阻的材料一般要求是：

电阻温度系数，以提高热电阻的灵敏度；电阻率要大，以便减小电阻体尺寸；热容量要小，以便提高热电阻的响应速度；在整个测温范围内，应具有稳定的物理、化学性质和良好的复制性；电阻值随温度的变化关系，最好呈线性；应有良好的可加工性，价格便宜。

第三节热电阻温度计二、工业常用热电阻作为热电阻的材料一般实践证明，纯金属、铂、铜、铁和镍是比较适合的材料，其中主要应用的是铂和铜。

铂是一种贵重金属，其物理和化学性能非常稳定，是制造热电阻的最好材料，主要作标准电阻温度计。

铜可用来制造-50～150℃范围内工业用电阻温度外，特点是价格低廉，缺点是电阻率低，且容易氧化，一般用在较低温度和没有水分和浸蚀性的介质之中。实践证明，纯金属、铂、铜、铁和镍是比较适合的第三节热电阻温度计1.铂电阻

金属铂容易提纯,在氧化性介质中具有很高的物理化学稳定性,有良好的复制性。但价格较贵。要确定Rt～t的关系,首先要确定R0的大小。R0不同,Rt～t的关系也不同。这种Rt～t的关系称为分度表,用分度号来表示。工业上使用的铂电阻主要有分度号为Pt100,它的R0=100Ω,其分度表见附录七。第三节热电阻温度计1.铂电阻金属铂容易提纯,在氧第三节热电阻温度计2.铜电阻

金属铜易加工提纯，价格便宜；它的电阻温度系数很大，且电阻与温度呈线性关系；在测温范围为-50～+150℃内，具有很好的稳定性。

在-50～+150℃的范围内，铜电阻与温度的关系是线性的。即

工业上常用的铂电阻有两种，一种是R0＝50Ω，对应的分度号为Cu50。另一种是R0＝100Ω，对应的分度号为Cu100。第三节热电阻温度计2.铜电阻金属铜易加工提纯，第四节温度变送器一、电动温度变送器电动温度变送器是工业生产过程中应用最广泛的一种模拟式温度变送器,它能与常用的各种热电偶和热电阻配合使用,将某点的温度或某两点的温差转换成相应的标准直流电流信号输出。第四节温度变送器一、电动温度变送器电动温度变送器是第四节温度变送器

DDZ-Ⅲ型温度(温差)变送器是电动单元组合仪表中的一个变送单元。

根据输入信号的不同，DDZ-Ⅲ型温度变送器主要有热电偶温度变送器、热电阻温度变送器和直流毫伏变送器三种类型。第四节温度变送器DDZ-Ⅲ型温度(温差)变送器是第四节温度变送器

DDZ-Ⅲ型热电偶温度变送器和热电阻温度变送器的结构大体上可以分为温度检测元件、输入电路、放大电路和反馈电路,其原理框图如图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度变送器DDZ-Ⅲ型热电偶温度变送器和热第四节温度变送器二、一体化温度变送器

它是指将变送器模块安装在测温元件接线盒或专用接线盒内的一种温度变送器。

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℃第四节温度变送器二、一体化温度变送器它是指将变送第四节温度变送器三、智能式温度变送器以SMART公司的TT302温度变送器为例加以介绍。优点

可以与各种热电偶或热电阻配合使用测量温度；具有量程范围宽、精度高；环境温度和振动影响小、抗干扰能力强；质量轻；安装维护方便。结构由硬件部分和软件部分两部分构成。第四节温度变送器三、智能式温度变送器以SMART公司的TT第四节温度变送器输入板主电路板液晶显示器信号输入信号输出图5-17TT302温度变送器基本构成框图第四节温度变送器输入板主电路板液晶显示器信号输入信号输出图例题分析举例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：显示仪表指示值为500℃时,由附录三可以查得这时显示仪表的实际输入电势为20.64mV,由于这个电势是由热电偶产生的,即

E(t,t0)=20.64(mV)由附录三同样可以查得

E(t0,0)=E(60,0)=2.436(mV)

例题分析举例1.用分度号为K的镍铬-镍硅热电偶测量温度,在没例题分析由式(5-14)可以得到

E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)=20.64+2.436=23.076(mV)由23.076mV,查附录三,可得t≈557℃即被测实际温度为557℃。当热端为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,查附录三,可得显示仪表指示值约为538.4℃。由此可见,当冷端温度降低时,显示仪表的指示值更接近于被测温度实际值。例题分析由式(5-14)可以得到例题分析2.如果用两支铂铑10-铂热电偶串联来测量炉温,连接方式分别如图5-18(a)、(b)、(c)所示。已知炉内温度均匀,最高温度为1000℃,试分别计算测量仪表的测量范围(以最大毫伏数表示)。

图5-18炉子温度测量例题分析2.如果用两支铂铑10-铂热电偶串联来测量炉温,连接例题分析解:(a)由于这时热电偶的冷端均为0℃,每支热电偶对应于1000℃时的热电势可以由附录一查得E(1000,0℃)=9.585(mV)两支热电偶串联,测量仪表所测信号的最大值为Emax=2×9.585=19.17(mV)根据这个数值可以确定仪表的测量范围。(b)由于这时不仅要考虑补偿导线引出来以后的冷端温度(30℃),而且要考虑炉旁边补偿导线与热电偶的接线盒内的温度(100℃)对热电势的影响。例题分析解:(a)由于这时热电偶的冷端均为0℃,每支热电偶例题分析假定补偿导线C、D与热电偶A、B本身在100℃以下的热电特性是相同的,所以在冷端处形成的热电势为E(30,0℃)=0.173(mV)在补偿导线C、D与热电偶的连接处1、4两点可以认为不产生热电势,但在接线盒内2、3两点形成的热电偶相当于热电偶在100℃时形成的热电势,即E(100,0℃)=0.645(mV)由于该电势的方向与两支热电偶在热端产生的电势方向是相反的,所以这时总的热电势为E

max=2E(1000,0℃)-E(100,0℃)-E(30,0℃)=2×9.585-0.645-0.173=18.352(mV)例题分析假定补偿导线C、D与热电偶A、B本身在1例题分析根据这个数值可以确定仪表的测量范围。在这种情况下,如果炉旁边接线盒内的温度变化,会以测量产生较大的影响,造成较大的测量误差。(c)由于这时两支热电偶冷端都用补偿导线引至远离炉子处,冷端温度为30℃,故总的热电势为Emax=2E(1000,0℃)-2E(30,0℃)=2×9.585-2×0.173=18.824(mV)由此可知,在同样都是用两支热电偶串联来测量炉温时,由于接线不同,产生的热电势也是不相同的,在选择测量仪表时,一定要考虑这种情况。例题分析根据这个数值可以确定仪表的测量范围。在这种情例题分析3.在上题所述三种情况时,如果由测量仪表得到的信号都是15mV,试分别计算这时炉子的实际温度。

解：在(a)情况时,由于2E(t,0)=15mV,即E(t,0)=7.5mV,查表(附录一)可得实际温度约为814.3℃。在(b)情况时,由于

2E(t,0)=15+E(30,0)+E(100,0)=15+0.173+0.645=15.818(mV)E(t,0)=7.909(mV)查表可得实际温度约为851.2℃。例题分析3.在上题所述三种情况时,如果由测量仪表得到的信号都例题分析在(c)情况时,由于2E(t,0)=15+2E(30,0)=15+2×0.173=15.346(mV)即E(t,0)=7.673(mV)查表可得实际温度约为830℃。由上述例子可以看出,虽然采用了补偿导线,但并不能完全克服冷端温度变化对测量的影响。补偿导线只是将冷端由温度变化比较剧烈的地方移至温度变化较小的地方。如果这时冷端的温度仍不为0℃,那么还必须考虑如何进行冷端温度补偿的问题。例题分析在(c)情况时,由于例题分析4.在用热电偶测量温度时,除了要考虑冷端温度的影响外,还要注意热电偶极性不能接错;热电偶与补偿导线要配套;热电偶分度号与指示仪表要配套等问题。在用热电阻测量温度时,同样要考虑热电阻分度号与测量仪表配套、三线制接法等,下面给出几个思考题及其结论,请大家自行证明(或说明)。(1)如果热电偶热端为600℃,冷端为30℃,仪表的机械零点为0℃,没有加以冷端温度补偿。问该仪表的指示值将高于还是低于600℃?(低于600℃)。例题分析4.在用热电偶测量温度时,除了要考虑冷端温度的影响外例题分析(2)采用镍铬-镍硅热电偶测量温度,将仪表机械零点调至25℃,但实际上室温(冷端温度为10℃),问这时仪表指示值将偏高还是偏低?(偏高)。(3)有S分度号动圈仪表一台,错接入K分度号热电偶,问指示值偏高还是偏低?(偏高)。(4)铂铑10-铂热电偶,错接入铜-铜镍补偿导线(铂铑10与铜相接,铂与铜镍相接),问指示值将偏高还是偏低?(偏高)。(5)当热电偶补偿导线极性接错时,指示值偏高还是偏低?(偏低)。例题分析(2)采用镍铬-镍硅热电偶测量温度,将仪表机械例题分析(6)当热电偶短路、断路及极性接反时,与之配套的自动电子电位差计的指针各指向哪里?(室温或指示值偏低、断偶前的温度、始端)。(7)当热电阻短路或断路时,与之配套的动圈仪表指针将指向哪里?(始端、终端)。(8)当用热电阻测温时,若不采用三线制接法,而连接热电阻的导线因环境温度升高而增加时,其指示值将偏高还是偏低?(偏高)。例题分析(6)当热电偶短路、断路及极性接反时,与之配套ENDEND化工仪表及自动化第五节温度检测及仪表化工仪表及自动化第五节温度检测及仪表内容提要概述测温仪表的分类温度检测的基本原理热电偶温度计热电偶补偿导线与冷端温度补偿热电阻温度计测温原理常用热电阻 内容提要概述内容提要温度变送器电动温度变送器一体化温度变送器智能式温度变送器内容提要温度变送器一、概述一、测温仪表的分类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。温度概念的建立及测量：以热平衡为基础的温度最本质的性质：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，则它们具有相同的温度。分类按测量方式

接触式与非接触式

一、概述一、测温仪表的分类反映了物体冷热的程度，与一、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-100～100（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

精度低、不能离开测量点测量,量程与使用范围均有限

-80～600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-30～600液体型0～250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

-200～600铂电阻-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

0～1300（1600）铂铑10-铂-50～1000（1200）镍铬-镍硅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700～3200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0～2000）表5-1各种温度计的优缺点及使用范围4一、概述测温方式温度计种类优点缺点使用范围／℃接玻璃液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。常用的接触式测温仪表： (1)膨胀式温度计。 (2)热电阻温度计。 (3)热电偶温度计。 (4)其他原理的温度计。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特点：优点：直观、可靠，测量仪表也比较简单。

缺点： 由于敏感元件必须与被测对象接触，在接触过程中就可能破坏被测对象的温度场分布，从而造成测量误差。 有的测温元件不能和被测对象充分接触，不能达到充分的热平衡，使测温元件和被测对象温度不一致，也会带来误差。 在接触过程中，介质腐蚀性，高温时对测温元件的影响，影响测温元件的可靠性和工作寿命。

特点：优点：直观、可靠，测量仪表也比较简单。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，由辐射能的大小来推算被测物体的温度。

常用的非接触式测温仪表： (1)辐射式温度计：基于普朗克定理 光电高温计，辐射传感器，比色温度计。 (2)光纤式温度计：光纤的温度特性、传光介质。 光纤温度传感器，光纤辐射温度计。优点：不与被测物体接触，不破坏原有的温度场，在被测物体为运动物体时尤为适用。缺点：精度一般不高。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化工仪表及自动化之温度检测及仪表课件化工仪表及自动化之温度检测及仪表课件一、概述1.应用热膨胀原理测温图3-50双金属片

图3-51

双金属温度信号器1—双金属片；2—调节螺钉；3—绝缘子；4—信号灯利用液体或固体受热时产生热膨胀的原理,可以制成膨胀式温度计。一、概述1.应用热膨胀原理测温图3-50双金属片图3-5一、概述2.应用压力随温度变化的原理测温3.应用热阻效应测温

4.应用热电效应测温

5.应用热辐射原理测温

一、概述2.应用压力随温度变化的原理测温3.应用热阻效应测温二、热电偶温度计热电偶热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。图3-53热电偶温度计测温系统示意图1—热电偶；2—导线；3—测量仪表热电偶温度计由三部分组成：热电偶；测量仪表；连接热电偶和测量仪表的导线。图3-54热电偶示意图二、热电偶温度计热电偶热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪热电偶也叫温差电偶是最早出现的一种热电探测器件赛贝克（Seebeck）效应(热点效应)1821年赛贝克发现了铜、铁这两种金属的温差电现象。即在这两种金属构成的闭合回路中，对两个接头的中一个加热即可产生电流。在冷接头处，电流从铁流向铜。由于冷、热两个端（接头）存在温差而产生的电势差e，就是温差热电势。这种由两种不同的金属构成的能产生温差热电势的装置称为热电偶。二、热电偶温度计1.热电现象及测温原理

热电偶也叫温差电偶二、热电偶温度计1.热电现象及测温原理图3-55热电现象热电偶：两种不同的金属A和B构成闭合回路 当两个接触端T﹥T0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图3-55热电现象热电偶：两种不同的金属A和B构成闭合回路（1）接触电势不同金属材料内部的自由电子密度不同，当A和B材料接触是，自由电子要从密度大的地方扩散到密度小的地方，从而产生自由电子扩散现象。自由电子从A扩散到B，扩散平衡时，A失去电子带正电荷，B得到电子带负电荷，因此在A、B接触处形成一定电位差，即接触电势（帕尔帖电势）。接触电势（1）接触电势不同金属材料内部的自由电子密度不同，当A和B材帕尔帖电势大小为：k——玻耳兹曼常数；K＝1.38×10-23

T——接触面的绝对温度；e——单位电荷量；e=1.6×10-19CNA——金属电极A的自由电子密度NA——金属电极B的自由电子密度帕尔帖电势大小为：k——玻耳兹曼常数；K＝1.38×1（2）温差电势在同一金属材料A中，当金属材料两端的温度不同时，两端电子能量不同。温度高的一端电子能量大，则电子从高温端向低温扩散的数量多，直至平衡。即在A两端形成一定电位差，即温差电势（汤姆逊电势）。温差电势（汤姆逊电势）（2）温差电势在同一金属材料A中，当金属材料两端的温度不同时汤姆逊电势大小为：δ——汤姆逊系数，它表示温度为1℃时所产生的电动势值，它与材料的性质有关。

汤姆逊电势大小为：δ——汤姆逊系数，它表示温度为1℃时所（3）热电偶回路的总热电势（3）热电偶回路的总热电势结论：

热电势存在必须具备两个条件：两种不同的金属材料组成热电偶它的两端存在温差。结论：热电势存在必须具备两个条件：图3-56接触电势形成的过程左图闭合回路中总的热电势或图3-57热电偶原理图3-56接触电势形成的过程左图闭合回路中总的热电势或图3二、热电偶温度计注意

由于热电极的材料不同,所产生的接触热电势亦不同,因此不同热电极材料制成的热电偶在相同温度下产生的热电势是不同的。热电偶一般都是在自由端温度为0℃时进行分度的,因此,若自由端温度不为0℃而为t0时,则热电势与温度之间的关系可用下式进行计算。

EAB(t,t0)=EAB(t,0)-EAB(t0,0)

二、热电偶温度计注意由于热电极的材料不同,所产生的接二、热电偶温度计举例例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(冷端)温度为30℃,求热电偶产生的热电势E(800,30)。解：由附录四可以查得

E(800,0)=33.277(mV)

E(30,0)=1.203(mV)将上述数据代入,即得E(800,30)=E(800,0)-E(30,0)=32.074(mV)二、热电偶温度计举例例1今用一只镍铬-镍硅热电偶,测量小氮二、热电偶温度计例2某支铂铑10-铂热电偶在工作时，自由端温度t0=30℃,测得热电势E(t,t0)=7.172mV，求被测介质的实际温度。解:由附录一可以查得

E(30,0)=0.173(mV)代入式变换得

E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=0.173+7.172=7.345(mV)再由附录一可以查得7.345mV对应的温度t为800℃。二、热电偶温度计例2某支铂铑10-铂热电偶在工作时，自由端二、热电偶温度计注意：由于热电偶所产生的热电势与温度的关系都是非线性的(当然各种热电偶的非线性程度不同),因此在自由端温度不为零时,将所测热电势对应的温度值加上自由端温度,并不等于实际的被测温度。

标准化热电偶热电势和温度的关系二、热电偶温度计注意：由于热电偶所产生的热电势与温度的关系都二、热电偶温度计2.插入第三种导线的问题利用热电偶测量温度时，必须要用某些仪表来测量热电势的数值，见下图。

总的热电势能量守恒原理（3-77）（3-78）将式（3-77）代入式（3-76）可得图3-58热电偶测温系统连接图（3-76）二、热电偶温度计2.插入第三种导线的问题利用热电偶测量温度时二、热电偶温度计说明：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。

中间导体定律-此定律具有特别重要的实用意义，因为用热电偶测温时必须接入仪表(第三种材料)，根据此定律，只要仪表两接入点的温度保持一致(T0)，根据中间导体定律，仪表的接入就不会影响热电势。二、热电偶温度计说明：在热电偶回路中接入第三种金属导线对原热二、热电偶温度计3.常用热电偶的种类工业上对热电极材料的要求在测温范围内其热电性质要稳定,不随时间变化;

在测温范围内要有足够物理、化学稳定性,不易被氧化或腐蚀;

电阻温度系数要小,电导率要高,组成热电偶后产生的热电势要大,其值与温度成线性关系或有简单的函数关系;复现性要好,这样便于成批生产,而且在应用上也可保证良好的互换性;材料组织均匀、要有韧性,便于加工成丝。二、热电偶温度计3.常用热电偶的种类工业上对热电极材料的要求二、热电偶温度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合金300～1600-20～1300-50～1000-40～800-40～700-400～300180016001200900750350表3-4常用热电偶二、热电偶温度计热电偶名称代号分度号热电极材料测温范围/℃新1、铂铑30-铂铑6（B型）为贵金属热电偶。热偶丝线径规定为0.5mm， 正极（BP）和负极（BN）的名义化学成分均为铂铑合金，只是含量不同，故俗称为双铂铑热电偶。 长期最高使用温度为1600℃，短期最高使用温度为1800℃。优点：准确度高，稳定性好，测温温区宽，使用寿命长等，适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸汽中；参比端不需进行冷端补偿，因为在0～50℃范围内热电势小于3µV。缺点：热电率较小，灵敏度低，高温下机械强度下降，抗污染能力差，贵金属材料昂贵。1、铂铑30-铂铑6（B型）为贵金属热电偶。热偶丝线径规定为2、铂铑10-铂热电偶（S型）贵金属热电偶。电极线径规定为0.5mm， 正极（SP）的名义化学成分为铂铑合金 负极（SN）为纯铂，故俗称为单铂铑热电偶。 长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。优点：准确度高，稳定性好，测温温区和使用寿命长，物理化学性能良好，在高温下抗氧化性能好，适用于氧化和惰性气氛中。缺点：热电率较小，灵敏度低，高温下机械强度下降，对污染敏感，贵金属材料昂贵，因此一次性投资较大。2、铂铑10-铂热电偶（S型）贵金属热电偶。电极线径规定为03、镍铬-镍硅热电偶（K型）使用量最大的廉金属热电偶，用量为其他热电偶的总和 正极（KP）的名义化学成分为：Ni:Cr=90:10， 负极（KN）的名义化学化学成分为Ni:Si=97:3。 其使用温度为-50～1000℃。优点：线性度好，热电势较大，灵敏度较高，稳定性和复现性均好，抗氧化性强，价格便宜。能用于氧化性和惰性气氛中。K型热电偶不能在高温下直接用于硫、还原性或还原、氧化交替的气氛中，也不能用于真空中。3、镍铬-镍硅热电偶（K型）使用量最大的廉金属热电偶，用量为4、镍铬-铜镍热电偶（E型）称为镍铬-康铜热电偶，也是一种廉价金属热电偶。 其正极（EP）为镍铬10合金，化学成分与KP相同，负极（EN）为铜镍合金，名义化学成分为55%的铜、45%的镍以及少量的钴、锰、铁等元素。该热电偶电动势之大，灵敏度之高属所有标准热电偶之最，宜制成热电偶堆来测量微小温度变化。E型热电偶可用于湿度较大的环境里，具有稳定性好，抗氧化性能高，价格便宜等优点。但不能在高温下用于硫、还原性气氛中。4、镍铬-铜镍热电偶（E型）称为镍铬-康铜热电偶，也是一种廉二、热电偶温度计4.热电偶的构造及结构形式

图3-59热电偶的结构热电极绝缘管保护套管接线盒二、热电偶温度计4.热电偶的构造及结构形式图3-59热电普通装配型热电偶的外形安装螺纹安装法兰普通装配型热电偶的外形安装螺纹安装法兰普通装配型热电偶的结构放大图

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

普通装配型热电偶的结构放大图接线盒引出线套管固定螺纹热柔性安装型铠装结构它可以做得很细很长,使用中随需要能任意弯曲。测量端的热容量小，响应速度快，绕性好，可弯曲，可以安装在狭窄或结构复杂的测量场合，耐压、耐振、耐冲击柔性安装型铠装结构它可以做得很细很长,使用中随需要能任意弯铠装型热电偶外形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铠装型热电偶外形法兰铠装型热电偶可长达上百米薄壁金属二、热电偶温度计二、补偿导线与冷端温度补偿

采用一种专用导线，将热电偶的冷端延伸出来，这既能保证热电偶冷端温度保持不变，又经济。

它也是由两种不同性质的金属材料制成，在一定温度范围内（0～100℃）与所连接的热电偶具有相同的热电特性，其材料又是廉价金属。见左图。1.补偿导线图3-60补偿导线接线图二、热电偶温度计二、补偿导线与冷端温度补偿采用二、热电偶温度计假设将镍铬记为A、镍硅记为B、铜记为C、铜镍记为D,并考虑到引入铜导线对回路的总热电势没有影响(因其两端温度均为t0)，则图3-60所示回路的总热电势为如果假定各接点温度全为t1，代入式上式，则有

或由于t1一般是在100℃以下,在此温度范围内,根据补偿导线的性质,有二、热电偶温度计假设将镍铬记为A、镍硅记为B、铜记为二、热电偶温度计将此式代入式便有

因为故二、热电偶温度计将此式代入式便有因为故二、热电偶温度计在使用热电偶补偿导线时，要注意型号相配。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0.64±0.034.10±0.156.95±0.30表3-7常用热电偶的补偿导线二、热电偶温度计在使用热电偶补偿导线时，要注意型号相配。热电二、热电偶温度计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。二、热电偶温度计注意使用补偿导线时,应当注意补偿导线二、热电偶温度计2.冷端温度的变化对测量的影响及消除方法

在应用热电偶测温时，只有将冷端温度保持为０℃，或者是进行一定的修正才能得出准确的测量结果。这样做，就称为热电偶的冷端温度补偿。一般采用下述几种方法。图3-61

热电偶冷端温度保持０℃的方法（1）冷端温度保持为0℃的方法

在实际生产中，冷端温度往往不是0℃，而是某一温度t0，这就引起测量误差。因此，必须对冷端温度进行修正。二、热电偶温度计2.冷端温度的变化对测量的影响及消除方法二、热电偶温度计实际生产中，其冷端温度为t0，即有或由此可知，冷端温度修正方法是把测得的热电势EAB（t，t0），加上热端为室温t0，冷端为0℃时的热电偶的热电势EAB（t0，0），才能得到实际温度下的热电势EAB（t，0）。（2）冷端温度修正法二、热电偶温度计实际生产中，其冷端温度为t0，即有或二、热电偶温度计举例例用铂铑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979℃，试求被测温度的实际值。解：由分度号为S的铂铑10-铂热电偶分度表(附录二)查出979℃时的热电势值为9.343mV。也就是E(t,t0)=9.343mV,又从分度表中查得E(t0,0)=E(30,0)=0.173mV。将此两个数值代入式EAB(t,t0)=EAB(t,0)-EAB(t0,0)，得

E(t,0)=9.343mV+0.173mV=9.516(mV)再查分度表可知,对应于9.516mV的温度t=994℃,这就是该支铂铑10-铂热电偶所测得的温度实际值。二、热电偶温度计举例例用铂铑10-铂热电偶进行温度检测,热二、热电偶温度计（3）校正仪表零点法

若采用测温元件为热电偶时，要使测温时指示值不偏低，可预先将仪表指针调整到相当于室温的数值上。注意：只能在测温要求不太高的场合下应用。（4）补偿电桥法利用不平衡电桥产生的电势，来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。

二、热电偶温度计（3）校正仪表零点法若采用测温二、热电偶温度计由于电桥是在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-Ⅱ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3-62具有补偿电桥的热电偶测温线路二、热电偶温度计由于电桥是在20℃时平衡的，所以采用这二、热电偶温度计（5）补偿热电偶法

在实际生产中，为了节省补偿导线和投资费用，常用多支热电偶而配用一台测温仪表。图3-63补偿热电偶连接线路二、热电偶温度计（5）补偿热电偶法在实际生产中，为第三节热电阻温度计在中、低温区，一般是使用热电阻温度计来进行温度的测量较为适宜。

热电阻温度计是由热电阻，显示仪表以及连接导线所组成。利用导体或半导体材料的电阻率随温度变化的特性制成的传感器叫做热电阻式传感器。应用：对温度和与温度有关的参量进行检测。测温范围：中、低温区域（-200℃~650℃）低温方面也应用于1K~3K的温度测量，高温也有用于1000℃~1300℃测温元件可分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大类。第三节热电阻温度计在中、低温区，一般是使用热电阻温第三节热电阻温度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

热电阻温度计适用于测量-200～+500℃范围内液体、气体、蒸汽及固体表面的温度。一、测温原理

利用热电阻的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。

第三节热电阻温度计对于线性变化的热电阻来说，其电阻第三节热电阻温度计二、工业常用热电阻作为热电阻的材料一般要求是：

电阻温度系数，以提高热电阻的灵敏度；电阻率要大，以便减小电阻体尺寸；热容量要小，以便提高热电阻的响应速度；在整个测温范围内，应具有稳定的物理、化学性质和良好的复制性；电阻值随温度的变化关系，最好呈线性；应有良好的可加工性，价格便宜。

第三节热电阻温度计二、工业常用热电阻作为热电阻的材料一般实践证明，纯金属、铂、铜、铁和镍是比较适合的材料，其中主要应用的是铂和铜。

铂是一种贵重金属，其物理和化学性能非常稳定，是制造热电阻的最好材料，主要作标准电阻温度计。

铜可用来制造-50～150℃范围内工业用电阻温度外，特点是价格低廉，缺点是电阻率低，且容易氧化，一般用在较低温度和没有水分和浸蚀性的介质之中。实践证明，纯金属、铂、铜、铁和镍是比较适合的第三节热电阻温度计1.铂电阻

金属铂容易提纯,在氧化性介质中具有很高的物理化学稳定性,有良好的复制性。但价格较贵。要确定Rt～t的关系,首先要确定R0的大小。R0不同,Rt～t的关系也不同。这种Rt～t的关系称为分度表,用分度号来表示。工业上使用的铂电阻主要有分度号为Pt100,它的R0=100Ω,其分度表见附录七。第三节热电阻温度计1.铂电阻金属铂容易提纯,在氧第三节热电阻温度计2.铜电阻

金属铜易加工提纯，价格便宜；它的电阻温度系数很大，且电阻与温度呈线性关系；在测温范围为-50～+150℃内，具有很好的稳定性。

在-50～+150℃的范围内，铜电阻与温度的关系是线性的。即

工业上常用的铂电阻有两种，一种是R0＝50Ω，对应的分度号为Cu50。另一种是R0＝100Ω，对应的分度号为Cu100。第三节热电阻温度计2.铜电阻金属铜易加工提纯，第四节温度变送器一、电动温度变送器电动温度变送器是工业生产过程中应用最广泛的一种模拟式温度变送器,它能与常用的各种热电偶和热电阻配合使用,将某点的温度或某两点的温差转换成相应的标准直流电流信号输出。第四节温度变送器一、电动温度变送器电动温度变送器是第四节温度变送器

DDZ-Ⅲ型温度(温差)变送器是电动单元组合仪表中的一个变送单元。

根据输入信号的不同，DDZ-Ⅲ型温度变送器主要有热电偶温度变送器、热电阻温度变送器和直流毫伏变送器三种类型。第四节温度变送器DDZ-Ⅲ型温度(温差)变送器是第四节温度变送器

DDZ-Ⅲ型热电偶温度变送器和热电阻温度变送器的结构大体上可以分为温度检测元件、输入电路、放大电路和反馈电路,其原理框图如图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度变送器DDZ-Ⅲ型热电偶温度变送器和热第四节温度变送器二、一体化温度变送器

它是指将变送器模块安装在测温元件接线盒或专用接线盒内的一种温度变送器。

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℃第四节温度变送器二、一体化温度变送器它是指将变送第四节温度变送器三、智能式温度变送器以SMART公司的TT302温度变送器为例加以介绍。优点

可以与各种热电偶或热电阻配合使用测量温度；具有量程范围宽、精度高；环境温度和振动影响小、抗干扰能力强；质量轻；安装维护方便。结构由硬件部分和软件部分两部分构成。第四节温度变送器三、智能式温度变送器以SMART公司的TT第四节温度变送器输入板主电路板液晶显示器信号输入信号输出图5-17TT302温度变送器基本构成框图第四节温度变送器输入板主电路板液晶显示器信号输入信号输出图例题分析举例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：显示仪表指示值为500℃时,由附录三可以查得这时显示仪表的实际输入电势为20.64mV,由于这个电势是由热电偶产生的,即

E(t,t0)=20.64(mV)由附录三同样可以查得

E(t0,0)=E(60,0)=2.436(mV)

例题分析举例1.用分度号为K的镍铬-镍硅热电偶测量温度,在没例题分析由式(5-14)可以得到

E(t