卓越班现代检测第7章

第7章温度检测适配教材《现代检测技术及应用》李现明主编，高等教育出版社2012年第1版7.1常用温度检测方法温度是表征物体冷、热程度的物理量，反映了物体内部分子运动平均动能的大小。温度检测方法可划分为接触式温度检测和非接触式温度检测两大类。接触式温度检测包括：膨胀式温度计、热电阻、热电偶、PN结数字温度计、石英晶体温度计等，优点：简单、直观、可靠、价廉、精度高。缺点：由于测温元件存在热惯性，导致一定的测量滞后；测温元件对热容量较小的被测对象的温度场有一定影响；接触不良时易带来测量误差；测温元件的性能和寿命受高温和腐蚀性介质的影响；测量运动体的温度比较困难。接触式温度检测：膨胀式温度计、热电阻、热电偶、PN结数字温度计、石英晶体温度计等

优点：简单、直观、可靠、价廉、精度高。

缺点：由于测温元件存在热惯性，导致一定的测量滞后；测温元件对热容较小的被测对象温度场有一定影响；接触不良时易带来测量误差；测温元件的性能和寿命受高温和腐蚀性介质的影响；测量运动体的温度比较困难。非接触式温度检测：比色高温计、光学高温计、辐射感温式温度计、红外温度计等；优点：热惯性小；测温范围广；不破坏被测温度场；可以测量运动体的温度；可以测量物体表面的温度分布。缺点：测量精度一般不高、结构复杂、价格高。7.1.1双金属温度检测其感温元件是由两种热膨胀系数具有明显差异的金属片彼此牢固结合所制成的，称为双金属片。热膨胀系数较大的一层称之为主动层，热膨胀系数较小的一层称之为被动层。双金属片的一端固定，另一端为自由端。温度升高时，主动层向被动层一侧弯曲。由于二者牢固结合，从而造成整个双金属片弯曲。温度越高，产生的弯曲就越大。图7.1双金属片受热变形示意图当双金属片的长度、厚度一定，而且α1、α2保持常数时，其偏转角α与被测温度t呈线性关系，实现了温度到偏转角的转换。双金属片通过传动机构带动指针，即可完成温度显示；双金属片通过传动机构带动电触点，即可将温度信号转换为开关形式的电信号。

双金属片是双金属温度计的核心部件，其材料应满足以下基本要求：1)主动层与被动层的热膨胀系数应有较大差别，从而保证双金属温度计有较高的灵敏度。2)主动层与被动层的热膨胀系数应稳定，从而保证双金属温度计有较好的重复性。3)主动层与被动层都有较高的弹性模量，从而保证双金属温度计有较大的测量范围。常用双金属材料如表7.1所示。主动层材料及膨胀系数被动层材料及膨胀系数测量范围/℃Mn75Ni15Cu10，28×10-6/KNi36余Fe，1.5×10-6/K0~1503Ni24Cr2余Fe，18×10-6/KNi36余Fe，1.5×10-6/K0~200Ni20Mn7余Fe，20×10-6/KNi34余Fe，1.68×10-6/K-80~+80Ni19Cr11余Fe，16.5×10-6/KNi42余Fe，5.3×10-6/K0~3003Ni24Cr2余Fe，18×10-6/KNi50余Fe，4.7×10-6/K0~400Ni10Cr12Mn16余FeCr23Cu余Fe0~600双金属温度计有普通双金属温度计、热套式双金属温度计、电接点双金属温度计、防爆型双金属温度计、盒型双金属温度计等多种具体种类。普通双金属温度计的结构如图7.2所示。图7.2普通双金属温度计结构示意图1-指针；2-标度盘；3-保护管；4-指针轴；5-感温元件；6-固定端作为测温体的双金属片通常绕成螺旋形，以提高灵敏度。螺旋形双金属片的自由端与细轴4相连，细轴4的端部装有指针1。当温度发生变化而产生形变时，自由端将绕轴旋转，带动指针转动，从而在标度盘上指示被测温度。双金属温度计的精度等级有1.0、1.5、2.5三种。它的时间常数与保护管直径有关。对于4mm、6mm的保护管直径，时间常数小于30s；对于8mm、10mm、12mm的保护管直径，时间常数小于60s。双金属温度计插入被测介质的深度必须大于感温元件的长度。双金属温度计工作的环境温度范围为-40℃~55℃，环境湿度应小于85%。使用中应避免强力冲击和碰撞，以免保护管变形。与双金属温度计有关的现行标准为JB/T8803—1998，该标准规定了双金属温度计的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、储存等。7.1.2压力式温度检测压力式温度检测是根据密闭容器中的感温介质受热后体积膨胀引起压力变化的原理来测量温度的。换言之，它首先将温度信号转换为压力信号，然后用测量压力的方法来实现温度的测量，图7.3压力式温度计原理图温泡内充有感温介质。温泡与毛细管、弹簧管组成一个封闭系统。当温泡内的感温介质受到温度作用时，封闭系统内的压力将发生变化，使弹簧管产生相应的形变，经传动机构带动指针指示被测温度。根据感温介质不同，压力式温度计可分为液体压力温度计、气体压力温度计、蒸气压力温度计，其测量范围与具体感温介质有关。感温介质为二甲苯时，测量范围为-40℃~400℃；感温介质为甲苯时，测量范围为120℃~300℃；感温介质为氮气时，测量范围为-100℃~500℃。气体压力式温度计的时间常数约为80s，水银压力式温度计的时间常数约为20s，其它液体压力式温度计的时间常数约为40s。压力式温度计的精度等级有1.0、1.5、2.5等。表7.2给出了压力式温度计使用注意事项。环境温度只能在允许的环境温度范围内使用，否则毛细管和弹簧管产生的误差将超出仪表的补偿范围，造成准确度降低安装应将温泡全部浸入被测介质，但不要将毛细管插入介质；应垂直安装在无振动、便于读数和维护的地方；对于液体或蒸气压力式温度计，温泡和表头要安装在同一高度上；毛细管应垂直，紧固件间距不超过300mm，弯曲圆弧半径大于50mm；毛细管与炉壁、烟道等热物体不得接触；使用对于蒸气压力式温度计，由于蒸气压力与温度呈非线性关系，刻度盘的前1/3精度较低，应让仪表经常工作在其刻度范围的1/2——3/4区域内与压力式温度计有关的现行标准JB/T9259—1999蒸气和气体压力式温度计；JB/T9262—1999工业玻璃温度计和实验玻璃温度计；JB/T9263.1—1999内标式工业玻璃温度计型式和基本尺寸；JB/T9263.2—1999内标式普通实验玻璃温度计型式和基本尺寸；JB/T9263.3—1999内标式精密实验玻璃温度计型式和基本尺寸；JB/T9263.4—1999棒式普通实验玻璃温度计型式和基本尺寸；JB/T9263.5—1999棒式精密实验玻璃温度计型式和基本尺寸；JB/T9264—1999电接点玻璃温度计。7.1.3热电偶温度检测热电偶是最重要的温度检测方法之一，将在7.2节作为温度检测技术示例予以详细阐述。7.1.4热电阻温度检测热电阻的测温原理基于金属电阻率随温度变化而发生变化，将温度信号转换为电阻值的变化。各种金属材料的电阻均随温度而发生变化，但适于制作温度敏感元件的电阻材料要满足要求：①要有尽可能大而且稳定的电阻温度系数；②电阻率要大，在同样灵敏度下减小元件尺寸；③电阻温度系数要保持单值，并且最好是常数，以保证电阻随温度变化的线性关系；④性能要稳定，在电阻的使用范围内，其物理、化学性能基本保持不变。根据以上要求，纯金属是制造热电阻的主要材料。目前，广泛应用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等。其中，铂电阻、铜电阻温度传感器已经标准化。1铂热电阻传感特性当温度在0℃~850℃范围内时，铂热电阻和温度的关系为铂电阻温度传感器的使用范围是-200℃~850℃。当温度在-200℃~0℃范围内时，铂热电阻和温度的关系为2铜热电阻传感特性铜热电阻的温度系数比铂热电阻大、价格低、易提纯，但电阻率小、机械强度差。在测量精度要求不是很高、测量范围较小的情况下，常被采用。铜热电阻在-50℃~150℃的使用范围内，其电阻值与温度的关系近似线性关系~

3热电阻的结构图7.4热电阻的结构（1）电阻丝由于铂的电阻率较大，而且相对机械强度也较大，通常将铂丝直径设计在0.03mm~0.07mm之间，可单层绕制。若铂丝过细，电阻体虽可做得更小，但强度低。若将铂丝加粗，强度虽可增大，但电阻体大了，热惯性也大，且加大了成本。铜的机械强度较低，电阻丝的直径需适当加大。一般选择0.1mm的漆包铜线或丝包线，分层绕在骨架上，并涂上绝缘漆。由于铜电阻测量的温度低，故可以重叠多层绕制，一般多用双绕法，即两根丝平行绕制，在末端把两个头焊接起来。这样，工作电流从一根热电阻丝进入，从另一根丝反向出来．形成两个电流方向相反的线圈，其磁场方向相反，产生的电感就互相抵消，故又称无感绕法。这种双绕法也有利于引线的引出。（2）骨架热电阻丝是绕制在骨架上的，骨架用来支持和固定电阻丝。骨架应使用电绝缘性能好、高温下机械强度高、体膨胀系数小、物理化学性能稳定、对热电阻丝无污染的材料制造。常用的是云母、石英、陶瓷、玻璃及塑料等。（3）引出线

引出线的直径应当比热电阻丝大几倍，以便尽量减小引出线的电阻、增加引出线的机械强度和连接的可靠性。对于工业用铂热电阻，一般采用1mm的银丝作为引出线。对于标准铂热电阻，则采用0.3mm的铂丝作为引出线。对于铜热电阻，常用0.5mm的铜线作为引出线。在骨架上绕制好热电阻丝，并焊好引线之后，在其外面加上云母片进行保护，再装入外保护套管中，并和接线盒或外部导线相连接，即得到热电阻传感器。三线制接线为削弱引线电阻、连接电阻的阻值及其随环境温度的波动对测量精度的影响，热电阻到信号调理电路之间的引线常采用三根线，称为“三线制”。具体接线方法见图7.5所示。图中假设测量电桥为平衡电桥，若接不平衡电桥，则将图中的检流计G去掉，c、d处接后续电路的输入端即可。从热电阻体的根部一端引出两根线、另一端引出一根线，两根引出导线、连接导线接到电桥的相邻桥臂中，第三根引出导线、连接导线的电阻加到电桥的电源上。三线制是工业中最常用的连接方法。图7.5热电阻的三线制接线方法根据电桥平衡条件，只要将电桥设计成R2=R3,在电桥平衡条件下，引出导线、连接导线的电阻及其随环境温度的波动不会造成测量误差。当电桥工作在不平衡条件下时，三线制接法不会完全消除引出导线、连接导线的电阻及其随环境温度的波动所造成得测量误差，但可以大大减小此类误差。图7.5(b)只是对连接导线采用了三线制，它可以减小连接导线的电阻及其随环境温度的波动所造成得测量误差，但引出导线的影响依然存在。四线制接线在实验室的精密测量中，常采用四线制接法。如图7.6所示，从热电阻体的根部两端各引出两根线，分别接电压测量仪器电子电位差计和恒流源，通过欧姆定律获得热电阻的阻值。图7.6热电阻的四线制接线方法电子电位差计不取电流，恒流激励源的电流完全流经热电阻体，而电子电位差计测量的是热电阻体根部两端的电压，以完全消除引出导线、连接导线的电阻及其随环境温度的波动所造成的测量误差。自热效应问题热电阻在工作时必须施加激励电流，该电流将造成电阻体本身的发热，从而造成测量误差。因此必须对激励电流的幅值加以限制。常见故障热电阻常见故障有短路和断路。当显示仪表指示值为温度上限时，很可能是热电阻断路造成；当显示仪表指示值为温度下限时，很可能是热电阻短路造成。保护管内有灰尘可造成示值偏低；热电阻体本身受到腐蚀，可造成温度与阻值的关系发生变化，严重偏离分度表。与热电阻有关的标准JB/T8622—1997工业铂热电阻技术条件及分度表；JB/T8623—1997工业铜热电阻技术条件及分度表；JB/T5518—1991工业热电偶与热电阻隔爆技术条件；JB/T9239—1999工业热电偶、热电阻用陶瓷接线板；JB/T10201—2000带转换器热电阻。7.1.5非接触式温度检测非接触式温度检测，又称为辐射式温度检测。测量原理：任何物体受热后都将有一部分热量转换为辐射能。温度越高，辐射到周围环境的能量也就越多，而且二者满足一定的函数关系。这样，通过测量被测对象辐射到周围的能量就可间接获得被测对象的温度。组成：一般由光学系统和检测元件两部分组成。光学系统用于瞄准被测对象，把其辐射能量集中到检测元件上；检测元件用于把汇聚的辐射能量转换为电信号。分类：非接触式温度检测可以分为4类全辐射式温度检测部分辐射式温度检测亮度式温度检测比色温度检测1全辐射式温度检测自然界中任何物体，温度都在绝对零度以上，都会向外辐射出能量。设一小凸形物体的辐射发射率与吸收率相等，则其单位时间、单位表面积对周围环境所辐射出的能量为全辐射式温度检测基于被测物体在全光谱范围内的总辐射能量与温度具有确定性的关系来测量温度。由于是对全辐射波长进行测量，因此光学系统和热敏感检测元件必须具有较宽的光谱特性。其结构示意图如图7.7所示。1-被测对象；2-透镜；3-热屏蔽器；4-热敏感元件；5-放大电路；6-显示仪表图7.7全辐射式温度检测系统结构示意图被测对象的辐射能经透镜2聚焦在热敏感元件4上。为了使热敏感元件4只感受正面传来的热辐射而不受其它方向热辐射的影响，采用热屏蔽器3对其加以保护。热敏感元件4输出与被测物体温度值有关的电信号。全辐射式温度检测测温范围为400℃~2000℃。按光学系统的结构形式，可进一步划分为反射镜式感温器和透镜式感温器。反射镜式感温器用于测量中温，透镜式感温器用于测量高温。全辐射式温度检测系统的主要优点：性能稳定、结构坚固、价格比较低、使用比较方便；主要缺点：由于工作在宽波段下，读数受光谱发射率、吸收、反射影响较大，测量精度较低。目前主要用于中小型炉窑的温度检测。2亮度式温度检测亮度式温度检测，基于物体的单色辐射亮度随温度变化的原理，以被测物体光谱的一个狭窄区域内的亮度与标准辐射体的亮度进行比较来测量温度。实际物体的单色辐射亮度为物体单色辐射亮度与被测温度具有一一对应的关系。按此原理形成的测温装置称为光学高温计，有标准光学高温计和工业用光学高温计两个大类。标准光学高温计又可划分基准温度计和标准温度计；工业用光学高温计又可划分为隐丝式光学高温计和恒亮度式光学高温计。项目隐丝式光学高温计恒亮度式光学高温计精密光学高温计测量范围/℃800~15001200~20001800~3200900~1500900~14001200~20001800~3200精确度1.51.00.5基本误差限1.5℅1.0℅0.5℅测量距离/mm≥700≥1000≥700一般测量距离：1000工作条件温度：10~50℃相对湿度：≤85℅温度：10~50℃相对湿度：≤85℅温度：10~35℃相对湿度：≤85℅表7.3各种光学高温计的主要性能指标3比色式温度检测

比色式温度检测是以两个波长的辐射亮度之比随温度变化的原理来进行温度测量的。图7.8比色式温度检测系统工作原理示意图1-被测对象；2-透镜；3-光电器件；4-放大电路；5-显示仪表；6-调制盘；7-步进电机；8，9-滤光片被测对象1的辐射射线经过透镜2射到由步进电机7带动的旋转调制圆盘6上；在调制盘6的开孔上附有两种颜色的滤光片8和9，一般为红、蓝色，把光线调制成交变光线；到光电器件3上的光线为红、蓝色交变的光线，进而使光电器件3输出与相应的红色和蓝色光相对应的电信号；然后把这个信号经放大电路4放大并运算后送到显示仪表5，得到被测物体的温度T。比色温度检测的特点是准确度高、响应快，可检测小目标。目前可检测2mm的物体的温度。当被测温度处于0~800℃的中温范围时，物体向外辐射的能量已不是可见光，而几乎全是红外辐射，需要利用红外探测器构成红外测温仪来检测。按工作原理，红外测温仪也可以划分为全辐射式、亮度式、比色式等不同类别；按测温范围，可分为高温红外测温仪（900℃以上）、中温红外测温仪（300~900℃）和低温红外测温仪（300℃以下）。图7.9红外线测温仪组成框图红外接收器和辐射调制器组成红外光学系统，它可以是透射式的，也可以是反射式的。在大多数红外温度计中，使用透射式光学系统。其作用：收集被测目标的红外辐射能量，并把它红外探测器的光敏面上。为了尽可能多的接收被测目标的辐射量，增加红外探测器光敏面的照度，要求光学系统通光孔径与焦距的比值尽量大。限定测温仪视场，遮挡非被测目标的辐射入射到探测器。通过滤光片在整个被测目标辐射的光谱范围内有选择性的接收辐射能。根据需要可分别选用截止滤光片、带通滤光片、窄带滤光片、双色滤光片等。

瞄准装置：为便于把红外测温仪对准被测目标，红外测温仪一般还配置可见光瞄准光路或激光瞄准装置。红外探测器的功能是把接收到的红外目标辐射能量转换为电信号。

种类工作原理特点主要类型热探测器探测元件因接受辐射能温度升高，探测器中某一依赖温度的参数发生变化，检测该参数的变化便可探测出辐射能。光谱响应宽、平坦；响应范围可以扩展到整个红外区域；可在常温下工作；使用方便。热释电探测器；热敏电阻红外探测器；热电堆红外探测器；光子探测器入射光的光子流与探测器材料中的电子相互作用，从而改变电子的能量状态，引起各种电学现象。响应率高；噪声低；响应速度快。光电导探测器；光伏探测器；光电磁探测器；红外场效应探测器模拟信号处理、A/D转换、数字信号处理与显示等环节组成电信号处理系统，其功能：放大红外探测器输出的微弱电信号；抑制非目标辐射的干扰噪声和系统噪声；线性化、被测目标表面发射率修正；环境温度补偿；信号的数字化处理与显示等。选择红外测温仪要考虑：测温范围目标尺寸光学分辨率波长范围等因素。举例而言，某型号红外线测温仪的性能指标为：测温范围800~1200℃在1100℃处的不确定度为7℃响应时间小于等于15s测量距离大于1m使用环境温度为5~40℃红外线热像仪利用红外辐射原理，除可以测量物体整体温度值以外，还可测量物体表面的温度分布，称为红外线热像仪。红外线热像仪以黑体为参考，由红外探测器直接测量由物体各部分发出的红外辐射，利用红外成像的原理，得到包含有温度信息的物体发射红外辐射通量的分布图像。目前已有多种型号的相应产品，它可以显示关于温度的各种形式的彩色图像、某几个点温的实时显示；自动搜索和显示图像中的最高温度、最低温度；显示水平或垂直的线温分布；显示圆形或矩形区域内的最高温度、最低温度、平均温度；还可以进行等温显示、温差显示。根据热像图可以清楚了解、分析被测物体的温度场。图7.10红外线热像仪组成框图被测物体的辐射图形经光学系统的会聚与滤光，聚焦在焦平面上；在焦平面上安置有红外探测器，将入射的红外辐射加以转换，输出与红外辐射能量成正比的电压信号；该电压信号经放大、视频处理，实现热像显示和温度测量。7.1.6各种温度检测方法的比较与选择1玻璃温度计优点：①结构简单；②使用方便；③测量精度较高；④价格低廉。缺点：①测量上限和精度受玻璃质量的限制；②易碎；③不能远传。2压力式温度计压力式测温系统现在仍然是就地显示、控制温度中应用十分广泛的测量方法。带电接点的压力式测温系统可用于就地温度位式控制。压力式测温系统适于对铜或铜合金不起腐蚀作用的场合。优点：①结构简单，机械强度高，不怕震动；②价格较低；③不需要外部能源。缺点：①测温范围有限制，-80℃～+400℃；②热惯性大，响应时间较慢；③温包、毛细管、弹簧管等密封部件损坏难于修理，必须更换；④测量精度受环境温度、温包安装位置影响较大；⑤毛细管传送距离有限制。3双金属温度计

双金属温度计也是用途十分广泛的就地显示温度计。优点：①结构简单，价格低；②维护方便；③比玻璃温度计坚固、耐震、耐冲击；④示值连续。缺点：测量精度较低。4热电阻

热电阻广泛用于生产过程各种介质的温度测量，输出信号可以远传。优点：①测量精度高，可制作成标准仪器使用；②再现性好，可保持多年的稳定性、精确度；③响应速度快；④与热电偶测温相比，它不需要冷端温度补偿。缺点：①价格较热电偶贵；②需外接电源；③热惯性较大；④应避免使用在有机械振动的场合。铠装热电阻铠装热电阻是将温度检测元件、绝缘材料、导线三者封焊在一根金属管内，因此它的外径可以做得很小，有良好的机械性能，不怕振动。同时具有响应快、时间常数小的优点。铠装热电阻除感温元件外其他部分都可制成缆状结构，具有可挠性，可任意弯曲，适应各种复杂结构场合中的温度测量。5热电偶热电偶在工业测温中占了很大比重。生产过程远距离测温很大部分使用热电偶。优点：①体积小，安装方便；②信号可远传作指示、控制用；③与压力式温度计相比，响应速度快；④测温范围宽；⑤价格低；⑥精度高；⑦再现性好；⑧校验容易。缺点：①热电势与温度之间呈非线性关系；②精度比热电阻低；⑧在同样条件下，热电偶接点容易老化。6光学高温计

光学高温计结构较简单、轻巧便携、使用方便，作为一种简易仪表使用在金属冶炼、玻璃熔融、热处理等工艺过程中，实现非接触温度测量。主要缺点是测量靠人眼比较，容易引入主观误差。7辐射温度计

辐射温度计常用来测量运动物体的温度，也可用于不能安装热电偶的测温场合。全辐射温度计结构较简单、牢固、价格较低，输入信号可远传指示记录。优点：①非接触测温；②适合高温测量；③重量轻，便于携带；④精度较高。缺点：①价格较高；②靠人眼比较，有人为误差；③被测物体的辐射率会影响测量结果。8辐射高温计

辐射高温计主要用于热电偶无法测量的超高温场合。优点：①测量高温；②响应速度快；③非接触测温；④价格适中。缺点：①非线性刻度；②被测对象辐射率、辐射通道中间介质吸收率会对测量造成影响。部分辐射温度计测量精度较高，稳定性也好，可测温下限较低。缺点是结构较复杂，同样辐射通道中间介质吸收也会影响测量示值。9比色温度计

比色温度计按它的结构可分为单通道和双通道两种。单通道比色温度计精度高，但结构复杂；双通道比色温度计结构较简单但精度低。比色温度计主要应用于测量表面发射率低、测量精度要求较高的场合。温度测量仪表的选择要点如下：1就地温度仪表选择在满足测量范围、工作压力、精确度要求下，应优先选用双金属温度计；对于-80℃以下的低温，或无法近距离观察、有振动、对精确度要求不高的场合，可以选择压力式温度计；玻璃温度计由于易受机械损伤造成汞害，一般不推荐使用（但作为成套机械、要求测量精度不高的情况下使用除外)。2温度传感器的选择热电偶适合大多数场合；热电阻适合要求测量精度高、无振动场合。普通热电偶测量响应速度有600s，100s，20s等范围可供选择；普通热电阻测量响应速度有90～180s，30～90s，10～30s，<10s等范围可供选择。3根据环境条件选择温度传感器的接线盒普通式接线盒，适合条件较好的测量场所；防溅式接线盒，适合条件较好场所(防水式)；防爆式接线盒，适合易燃、易爆场所。4特殊场合下的温度计选择温度高于870℃，氢含量大于5％的还原性气体、惰性气体及真空场所，宜选用吹气热电偶或钨铼热电偶；管道外壁、转动物体等表面温度测量，可选择表面热电偶、热电阻或铠装热电偶、热电阻；含坚固体颗粒场所的温度测量，可选择耐磨热电偶。5根据被测介质条件选择测温保护管材质7.2温度检测技术示例——热电偶7.2.1热电偶的工作原理两种不同的导体或半导体A、B的两端，分别焊接或绞接在一起，从而形成一个闭合回路。若两个接点处于不同的温度，回路中就会产生电动势，称为热电势，相应在回路中形成电流，通过电流表A可测得。这种现象称为热电效应。热电效应是1823年由塞贝克发现的，故又称为塞贝克效应，热电势也称为塞贝克电势。图中的导体或半导体A、B，称为热电极，它们组成热电偶AB。测温时接点(1)置于被测温度场中，称为测量端，也称为工作端、热端；接点(2)一般处于某一恒定温度，称为参考端，也称为自由端、冷端。热电偶产生的热电势只与两个电极的材料及两个接点的温度有关，通常写成符号EAB(T,T0)，表示由材料A、B组成的热电偶，热端、冷端温度分别为T、T0时所产生的热电势。热电势是由两种导体接点的接触电势和同一导体的温差电势所合成的2接触电势1温差电势3热电偶回路的热电势1）如果A和B两导体的材料相同，即NA=NB，σA＝σB，即使两端温度T、T0不同，总热电势也为零。因此，热电偶必须用两种不同成分的材料制作热电极。2）如果热电偶的两电极材料不同，但热电偶的两端温度相同，即T＝T0，总的热电势也为零。3）热电势的大小仅与热电极材料的性质、两个接点的温度有关，而与热电偶的尺寸及形状无关。同样材料的热电偶，其温度与电势的关系相同，热电极材料相同的热电偶可以互换。热电动势的大小只与材料和接点温度有关，与热电偶的尺寸、形状及沿电极温度分布无关。如果参考端温度固定，则热电偶的热电势就是被测温度的单值函数；当参考端温度恒定，热电偶产生的热电动势只随工作端温度的变化而变化，一定的热电动势对应着一定的被测温度。只要测量出热电动势，就可以达到测温的目的。这正是热电偶的测温原理。不同金属组成的热电偶，温度与热电动势之间有不同的函数关系。一般用试验方法求取这个函数关系。把参考端放于温度场为零的环境内，然后在不同的温差情况下，精确地测出回路总热电势，并将结果列成表格，称为热电偶的分度表。有8种国际通用的、标准化的热电偶分度表。7.2.2热电偶的基本定律

利用热电偶测温时，必须用导线将热电偶与测量仪表连接起来。那么，这些导线、仪表以及它们之间形成的接点会不会产生新的热电势，从而影响测温精度呢?下述热电偶的三个基本定律，回答了上述问题。1中间导体定律

将热电极B在某位置断开，接入第三种导体C，只要第三种导体两端温度相等，则对热电偶回路总的热电势没有影响。根据中间导体定律，在回路中引入各种仪表和连接导线，不会对热电势产生影响；同时允许采用任意的焊接方法来焊制热电偶，或将两热电极直接焊接在被测物体表面。2中间温度定律

热电偶回路中，工作端温度为T、参考端为T0时的热电势，等于此热电偶工作端温度为T、参考端为Tn时的热电势和工作端温度为Tn、参考端温度为T0时的热电势的代数和。中间温度定律的实用价值：它为制定热电偶的分度表奠定了理论基础，同时也是热电偶参考端温度补偿的依据。只要求得参考温度为0℃时的“热电势——温度”关系，就可通过计算确定参考温度不等于0℃时的“热电势—温度”关系。3标准电极定律

由3种材料成分不同的热电极A、B、C分别组成3对热电偶，在相同接点温度(T，T0)下，如果热电极A和B分别与热电极C组成的热电偶所产生的热电势已知，则由热电极A和B组成的热电偶的热电势可按下式求出。热电极C称为标准电极。标准电极定律的实用价值：利用标准电极定律可大大简化热电偶选配工作。只要已知任意两种电极分别与标准电极配对的热电势，即可通过计算求出这两种热电极配对组成的热电偶的热电势，而不需要重新通过试验测定。标准电极C通常用纯度很高、物理化学性能非常稳定的铂制成，称为标准铂热电极。7.2.3热电偶的冷端补偿为了使热电势仅是热端温度的单值函数，必须使参考端温度保持不变。但是，实际应用中有时参考端与热源很近，易受测量对象和环境温度波动的影响，使参考端温度难以保持恒定；为此可采用下述措施消除参考端温度波动的影响。这些措施习惯上统称为热电偶的冷端温度补偿。注意，这里所说的“冷端”，是“参考端”的同义词；相应的，“热端”，是“工作端”的同义词。“冷端”温度可以比“热端”温度低，也可以比“热端”温度高。1冷端的恒温方式把冰屑和清洁的水相混合，放在保温瓶中，并使水面略低于冰屑面，然后把热电偶的冷端置于其中。在一个大气压的条件下冰水混合物保持在0℃。这时，热电偶输出的热电势符合分度表的对应关系。这种方法称为冰浴法，适用于实验室。比使冷端保持0℃更简便、易行的方法，是使冷端保持非0℃的恒定温度。这时，热电偶输出的热电势相对于分度表，存在一个恒定系统误差，便于校正。为此，可以将冷端置于恒温槽中，使冷端恒温值略高于环境最高温度。为什么要使冷端恒温值略高于环境最高温度而不是低于环境最高温度呢？因为升温比降温在工程上更容易实现。还可将冷端置于温度变化缓慢的容器中，或置于深埋于地下的铁盒中，或置于充满绝热体的铁管中，等等。2补偿导线法为了使冷端远离热源，免受热源的影响，往往采用补偿导线来加长热电偶，使冷端处于温度较低或较恒温的地方。这样，比较容易保持冷端温度恒定。补偿导线使用价格比热电极材料便宜的金属或合金制成，但它们在要求的温度范围之内，其热电性能应和相配的热电极热电性能一致或接近。即：图7.16热电偶冷端的延伸无论Tn

还是T0，都属于环境温度，波动范围不会太大。在这个不太大的温度范围内，是比较容易找到合适的补偿导线材料1）不同的补偿导线只能与相应型号的热电偶配用；对于廉价金属热电偶，其补偿导线就采用与其电极材料相同的合金丝。而对于贵重金属热电偶，通常用实验方法找出热电特性相同的廉价合金丝作为补偿导线。对标准化热电偶，已经有相应的补偿导线与之配套。这也是标准化工作所带来的好处之一。2）补偿导线与热电偶相连的两个接点1、2的温度必须相同，且不得超过规定的范围(一般为0℃~100℃)。3）补偿导线正极、负极以其绝缘层的颜色来区分。正负极性不能接错，否则反会增大误差。3冷端温度自动补偿法当冷端受环境温度影响而起伏变化时，利用放在冷端附近的另一个温度传感器来测量这一变化。在热电偶测量回路中串接一个不平衡直流电桥，利用不平衡电桥产生的电势自动补偿热电偶冷端温度波动所产生的热电势变化量。这个不平衡直流电桥被称之为冷端温度补偿器。补偿电桥的3个桥臂电阻R1、R2、R3用电阻温度系数极小的锰铜丝制成，可以认为其阻值是恒定值；而另一桥臂电阻RT则用电阻温度系数较大的铜合金丝制成，R4为限流电阻。使用时，用延伸导线将热电偶冷端延伸至补偿电桥处，使补偿电桥与热电偶冷端感受同一温度Tn。当冷端温度Tn变化时，补偿电桥中的RT也随Tn变化。7.2.4标准化热电偶由任意两种不同的金属或合金A和B构成一个闭合回路，理论上就可以组成一支热电偶。但为了保证测温精度和工程上的各项技术指标，必须对材料进行优选。按其工业标准化程度不同，可划分为标准化热电偶和非标准化热电偶两类。所谓标准化热电偶，是指工艺上比较成熟、能批量生产、性能稳定、应用广泛，具有统一分度表并已列入国际和国家标准文件中的热电偶。标准化热电偶可以互相交换，精度有一定的保证。国际电工委员会(IEC)共推荐了8种标准化热电偶。标准化热电偶例7.3某温度测量系统，要求测量范围为0℃~800℃，绝对误差低于10℃。现拟选用二级K型热电偶、配套补偿导线、补偿电桥、1.0级显示仪表组成测量系统，显示仪表显示范围为0℃~800℃，该方案能否满足要求？显示仪表本质上是电压表，因此先将各误差分量折合成电压后再进行误差合成。查有关手册，知二级K型热电偶在-40℃~333℃的允许误差为2.5℃,在333℃~1200℃的允许误差为0.0075T℃

。本系统测量范围为0℃~800℃，查K型分度表，10℃对应0.40mV，330℃对应13.457mV，340℃对应13.874mV，790℃对应32.87mV，800℃对应33.29mV。因此在0℃附近，允许误差2.5℃折合为热电势误差为在333℃附近，允许误差2.5℃折合为热电势误差为800℃附近的允许误差为折合为热电势误差为

故取最坏的情况亦即0.25mV作为热电偶在该测量范围内的允许误差。查有关手册，知K型热电偶补偿导线允许误差0.15mV，K型热电偶配套补偿电桥允许误差为0.16mV，1.0级显示仪表最大误差折合成电势为按方和根公式进行误差合成0℃附近，电势误差0.47mV折合为温度误差为800℃附近，电势误差0.47mV折合为温度误差为该方案不能满足要求。0℃附近，电势误差0.37mV折合为温度误差为若将显示仪表改选为0.5级，显示仪表最大误差折合成电势为重新进行误差合成800℃附近，电势误差0.37mV折合为温度误差为改选显示仪表后满足要求7.2.5热电偶的结构形式

1普通热电偶工业上最常用的普通热电偶由热电极、绝缘套管、保护套管、接线盒、接线盒盖等几部分组成。补偿导线、延伸导线、连接导线等通过接线盒与热电极连接；图7.18普通热电偶结构示意图接线盒盖的作用是防止灰尘、水分及有害气体进入保护套管内。保护套管作用是使热电极免受化学侵蚀及机械损伤；绝缘套管的作用是防止两个热电极在中间位置短路；普通热电偶主要用于测量液体、气体、蒸汽等流体介质的温度。安装时可采用螺纹或法兰方式。根据测量范围和环境气氛的不同，可选用不同分度号的热电偶和保护套管。工程上常用的有铂铑10—铂热电偶、镍铬—镍硅热电偶、镍铬—康铜热电偶等，都己系列化和标准化，选用非常方便。

2铠装热电偶铠装热电偶，又称缆式热电偶，是将热电极、绝缘材料连同金属保护套一起拉制成型的。它可做得很细、很长，其外径可小到1mm-3mm，而且可以弯曲，适于测量狭小对象上各点温度。铠装热电偶的主要特点是：测量端热容量小，动态响应快，时间常数可达0.01s；有良好的柔性，便于弯曲；抗振性能好，强度高。图7.19铠装热电偶测量端的结构形式及特点铠装热电偶可制成单芯、双芯和四芯等，其测量端有碰底型、不碰底型、露头型和帽型等几种形式。3薄膜热电偶薄膜热电偶是采用真空蒸镀的方法，把两种热电极材料分别沉积在绝缘基片上而形成的，是一种快速测温元件。由于采用蒸镀工艺，热电偶可以做得很薄，而且尺寸可做得很小。它的特点是热容量小、响应速度快，特别适用于测量瞬变的表面温度和微小面积上的温度。图7.20薄膜热电偶结构示意图7.2.6单片热电偶冷端温度补偿电路

目前，市场上已经有多种单片热电偶信号调理器、冷端温度补偿器等专用集成电路可供选用，本节介绍其中一种，目的是使同学们对这类专用芯片略见一斑。AD594/595/596/597是美国ADI公司生产的单片热电偶冷端温度补偿器，其特点是把仪表放大器和热电偶冷端温度补偿器集成在一个芯片中。它们具有多种用途，除能对不同类型的热电偶进行冷端温度补偿之外，还可作为线性放大器、摄氏温度传感器、温度控制器和故障报警器使用。1性能特点1）内置冰点补偿网络，能分别对J型热电偶(AD594／596)、K型热电偶(AD595／597)的冷端温度进行补偿。通过外部电阻改变温度系数后，还可对E型、T型热电偶进行补偿。2）采用高阻抗差分输入方式，抑制热电偶引线上的共模噪声电压。3）具有线性放大及温度补偿器、摄氏温度计、温度控制器、热电偶开路故障报警器等多种功能，使用灵活。只要从反馈端输入一个与某一温度相对应的控制信号，即可构成恒温控制器，通过驱动电路去控制电加热器以调节温度；改变外部电阻可调节温度控制回差值的大小。4）输出电压与摄氏温度成正比，在0℃～+50℃环境温度内的电压温度系数为10mV／℃。AD594C／595C的测温精度为±1℃，AD594A／595A的测温精度为±3℃，AD596／597为±4℃。5）当热电偶引线发生开路故障时能输出报警信号，可驱动外部报警器或LED指示灯。6）采用+5V电源，电源电压最高不超过+30V；亦可选择±5V～±15V双电源供电。典型功耗仅为800μW，工作温度范围是-55℃～+125℃。2AD594／595的工作原理AD594／595的内部电路主要包括5部分：①差分输入放大器Al、A2，二者的增益均为G；②加法器；③主放大器A3，其增益为A；④故障检测电路；⑤由冰点补偿器和内部电阻构成冰点补偿网络。ALM+、ALM-为热电偶开路故障报警信号输出端。不需要报警时，应将ALM-端接COM或U-端。U+、U-分别接电源正、负端COM为公共地IN+、IN-分别为热电偶信号的正、负输入端C+、C-依次为正温度系数、负温度系数的调整端。T+、T-端分别为冰点补偿网络的正、负补偿电压输出端。COMP为比较信号端；U0为输出电压端；FB为反馈端。进行温度补偿时，U0端应当与FB端短接；进行温度控制时，FB端接设定点电压；在FB端串联一只电阻或者在T-与U0端之间并联一只反馈电阻，均可调节AD594／595的增益。冷端温度补偿和预校准的原理进行冷端温度补偿时，热电偶信号e从IN+、IN-端输入，经过差分放大器A1放大G倍，再由主放大器A，放大A倍，然后从U0端输出并从FB端又反馈到差分放大器A2的反相输入端。反馈信号UFB经过A2放大G倍，再通过加法器接主放大器的输入端。由于Al和A2完全对称，因此反馈信号能精确地与热电偶信号相匹配。反馈电路经过调整后，可使U0端输出一个温度系数为10mV／℃的电压信号。J型热电偶的平均温度系数为51.70μV／℃，要想获得10mV／℃的温度系数就必须放大193.4倍，这正是AD594的增益。由于输入放大器本身还有16μV的失调电压叠加在热电偶信号上，因此AD594的输出电压式中，U0的单位是mV(下同)。同理，K型热电偶的平均温度系数为40.44μV／℃，而AD595的增益为247.3倍，也都能放大到10mV／℃。AD595的输入失调电压为11μV，其输出电压AD594／595的U0与e、T的对应关系见表7.7。表中所列的U0值与利用式(7.29)或式(7.30)计算出的结果是一致的。几点说明：①J型热电偶最高可测到+750℃，而K型热电偶能测到+1250℃。②AD594和AD595均以+25℃作为基准点，此时U0与T完全对应。③U0端可接数字电压表，将小数点定在十位上即可读出温度值。④AD594／595还可配置成电压输出式模拟温度计，其温度系数为10mV／℃，测温范围是-55℃~+125℃，测量误差为±1℃(AD594C／595C)或±3℃(AD594A／595A)。当冷端温度亦即环境温度TA不等于0℃时，利用冰点补偿器可完成冷端补偿。冰点补偿器的零点就是0℃，其作用是产生一个与TA成正比例的差分补偿电压UB，加至A2的输入端。UB的温度系数也是10mV／℃。UB叠加到e上的效果是产生一个与(TA-0℃)成比例的补偿电压e1，使U0与(e+e1)成比例关系，从而实现了冷端温度补偿。综上所述：信号放大的任务由A1和A3来完成；反馈电路作用是使温度系数等于10mV／℃；利用反馈端还能改变AD594／595的增益；冰点补偿器的功能是进行冷端温度补偿。AD594可以直接配接J型热电偶，但通过预校准来调整补偿电压的零点及温度系数之后，亦可配置其他类型的热电偶。从冰点补偿器上还能获得正温度系数补偿电压UT+和负温度系数补偿电压UT-，二者均与热力学温度(K)成正比。UT+、UT-分别从T+、T-端输出。若在T+与COM端间接下拉电阻，会使UT+减小；在T+与C+端之间接一只电阻，会使UT+增大。需要注意，仅当T-端跟踪测试电压时，才能对T+端进行调节。E型热电偶的温度系数为60.9μV／℃。AD594配E型热电偶时必须重新调整零点，并将补偿电压的温度系数扩大到(60.9μV／℃)／(51.7μV／℃)=1.18倍。这就是把J型热电偶转换成E型热电偶的转换比。进行预校准应满足下列条件：将AD594置于恒温环境中，使之工作在共模输入方式，将U0端与FB端短接。另外再准备一块高输入阻抗的数字电压表，用来测量AD594的输出电压。图7.22E型热电偶的预校准电路

举例说明，假定环境温度TA=+24℃，AD594的初始输出电压U0为240mV。首先用DVM测得T-端的电压UT-=8.3V，在T+与C+端之间接入一只1.8kΩ电阻R1，使UT-升高到U‘T-，并且U’T-=1.18UT-=9.794mV，才能满足E型热电偶的需要。要使差分输入电压为零时恰好对应于0℃，还需要在T-与C-端之间接上电阻R2，取R2=240kΩ时，能使+24℃下的输出电压U‘O=1.18U0=283.2mV。最后再调节AD594的增益。配E型热电偶时所需增益为164.2倍。在FB与T-端之间接入电阻R3，取R3=280kΩ时，即可使U'O又调回到初始电压240mV，这恰好对应于+24℃。3典型应用

(1)采用+5V单电源供电

AD594／595配J型或K型热电偶时的测温范围是0℃～+300℃。近距离测温时热电偶的负端可以接地，做单端输入；远程测温时一般不接地，改做差分输入。+5V电源接U+端，U-端与COM短接。将U0端与FB端短接时，FB端内部的预校准网络就连接到U0端上，可提供10mV／℃的温度系数。不用报警功能时应将ALM-端接地。(2)采用双电源电路：可以测量负温度或+300℃以上的正温度。AD594配J型热电偶时可以测量-200℃～+750℃的温度；AD595配K型热电偶后的测温范围是-200℃~+1250℃。图7.24双电源电路

(3)构成温度控制电路其工作原理是利用热电偶来检测电加热温度场的温度，所产生的热电势经过AD594／595冷端补偿、放大后，再与反馈端所加的设定电压USET进行比较，USET所对应的设定温度为T1。当T<T1时，U0呈低电平(0V)；当T>T1时，U0变成高电平(+4V)。U0经过驱动电路去控制电加热器的通电、断电状态，即可实现恒温控制。为避免电加热器的动作过于频繁，还可增加回差温度调节电路。按图7.25中虚线所示位置接入电阻R，取R=20MΩ时，流入T+端的电流为200nA，滞后温度THYST=1℃。适当减小R的电阻值可以增加回差温度。设置适当的回差，使控制输出具有施密特特性，往往是开关控制方式所必需的。7.2.7热电偶、热电阻的安装与校验1热电偶、热电阻的安装热电偶、热电阻在工艺管道上的安装方式一般采用螺纹连接方式；若安装在工艺设备、衬里管道、有色金属管道、非金属管道上，或因被测介质具有强腐蚀性而采用不锈钢管道、不锈钢设备，应选用法兰连接方式，或采用螺纹—法兰连接方式。螺纹式连接，常用螺纹规格公制为M27×2，英制为G3/4＂也有用G1/2＂。法兰式连接接，法兰的规格、形式应参照管道法兰、设备法兰或参照热电偶连接法兰来选取。直形、角形螺纹连接头、法兰的材质，原则上与管道、设备材质相同，或优于管道、设备材质。温度取源部件的安装位置，应选择在工艺介质温度变化灵敏并具有代表性的地方，不宜选在阀门附近、节流部件附近、介质流束盲区、振动较大地方。温度取源部件在工艺管道上安装方式，当工艺管道管径较大时，通常采用垂直安装方式，取源部件轴线应与工艺管道轴线垂直相交；当工艺管道管径较小时，为增大热传导接触面积，宜采取倾斜安装方式，取源部件的轴线应逆着工艺介质流向，并与工艺管道轴线相交。当取源部件必须安装在工艺管道的拐弯处时，宜逆着工艺介质流向，取源部件轴线应与工艺管道轴线相重合。当工艺管道公称通径小于DN80时，取源部件需要安装在扩大管上。安装取源部件的开孔，不宜开在工艺设备和管道的焊缝处。在高压、合金钢、有色金属管道和设备上开孔，应采用机械加工的方法，不可用火炬切割。取源部件的安装应在工艺管道预制、安装的同时进行，尤其是防腐、衬里管道和砌体或混凝土浇注体上的取源部件，应预埋、预留。开孔、焊接工作必须在设备、管道的防腐衬里和压力试验前完成。焊接方式应符合工艺管道焊接专业的要求，焊条材质标号的选择应根据管道和取源部件的材质来确定。图7.26热电偶（阻）在钢管上的垂直安装图连接件为直形连接头。垫片的使用条件为：石棉橡胶垫用于温度低于350℃、压力低于4.0MPa的场所；氟塑料垫适用于腐蚀性介质，温度低于200℃、压力低于4.0MPa的场所；石墨复合垫适于温度低于600℃、压力低于6.3MPa的场所。热电偶、热电阻的校验通过实验并经过一定的数学处理，确定温度仪表的输出信号与温度的关系，称为分度；重新校核分度值的正确与否，称为校验。分度与校验又常统称为检定。分度、校验的原理、方法是相同的，都是将被分度或校验的温度仪表的检测元件置于已知的温度环境中，通过对仪表的示值与已知温度进行比较，来确定温度仪表的温度值。分度和校验的方法有两种，即定点法和比较法。

定点法是根据国际温标定义，用若干固定点对温度进行分度。在固定点之间，温度与仪表输出量的关系根据公式进行插补。国际温标所规定的固定点温度在定点装置中实现，被检温度计置于该装置中。由于国际温标已经对定点温度作了规定，因此可将温标值直接传递给被检温度计。定点法的优点是精确度很高。定点法的主要缺点是对仪器设备要求较高；实验过程操作复杂、时间长、代价高、有一定难度；在整个测量范围内只能分度几个点，定点之间的插补公式必须是已知的。定点法适用于对高等级标准温度计的分度，以及一些正在研制中的或未定型的温度计的分度。定点法的检定设备有水三相点瓶、金属凝固点高温炉、氩密封三相点容器和低温槽等。比较法是将被检温度计与高等级的标准温度计置于同一个均匀的温度场内，通过比较而进行分度或校验的。这种方法要求恒温装置有足够大的温度均匀区作为工作区域。比较法具有工作效率高、使用方便、分度点可以按需要任意选取等优点。比较法的精确度取决于标准温度计的精确度、恒温装置工作区的温度均匀性、装置的温度稳定性。比较法的检定设备有深低温恒温器、低温恒温器、水恒温槽、油恒温槽、盐恒温槽、热电偶检定炉等。7.2.8热电偶温度变送器凡能够输出标准信号的传感器就称为变送器。所谓标准信号，是指物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号。直流电流4~20mA、气体压力20~100kPa等都是目前通用的标准信号。例如，某温度变送器测量范围为0℃~1000℃，意味着被测温度为0℃时，变送器输出4mA；被测温度为1000℃时，变送器输出20mA；被测温度在0℃~1000℃之间时，变送器按线性规律输出电流信号，即0℃~1000℃的测量范围平均分16mA。再如，某压力变送器测量范围为0MPa~1MPa，意味着被测压力为0MPa时，变送器输出4mA；被测压力为1MPa时，变送器输出20mA，被测压力在0MPa~1MPa之间时，变送器按线性规律输出电流信号，即0MPa~1MPa的测量范围平均分16mA。输出4~20mA直流电流信号的变送器，称为电动变送器；输出20~100kPa气体标准压力信号的变送器，称为气动变送器。由气/电转换器、电/气转换器完成电动信号、气动信号之间的相互转换。信号实现了标准化，就便于把变送器和显示仪表、控制仪表、执行装置组成自动检测和控制系统，兼容性、互换性也得到改善。这又是标准化工作所带来的便利。根据变送器的输入，温度变送器可划分为直流毫伏变送器、热电偶温度变送器、热电阻温度变送器等，它们分别配套直流毫伏信号、热电偶、热电阻。它们都输出4~20mA标准信号，都具有零点调整、量程调整功能。热电偶温度变送器还具有冷端温度补偿功能，热电阻温度变送器还具有引线电阻补偿功能。根据变送器的输出，温度变送器还可以划分为模拟式温度变送器和智能式温度变送器，其中前者还有四线制、两线制、一体化等三种结构形式。模拟式温度变送器，实质是一套电路，完成热电偶输出的毫伏电压信号或热电阻输出的电阻值变化信号到标准直流电流信号之间的转换。在电动变送器中，之所以规定4mA为信号下限，主要目的是为了提供变送器电路所需的静态工作电流。在四线制温度变送器中，电源线、输出信号线各占两根线，其电源输入端和信号输出端之间具有隔离变压器，并采取了安全火花防爆措施，具有良好的抗干扰性能，能测量来自危险场合的温度信号。在二线制温度变送器中，电源线、输出信号线共用两根线，结构简单，安装使用方便，适于对防爆要求不高的场合。一体化温度变送器，是指测温传感器和变送器作成一个整体，具有体积小、重量轻、现场安装方便、输出信号抗干扰能力强、便于远传的优点，其变送器模块一般采用全密封结构，用环氧树脂浇注，抗振动、防潮湿。图7.27两线制热电偶温度变送器电路原理图智能式温度变送器，是在传感器、变送器技术基础上，进一步融入微处理器技术，可以同时输出模拟标准信号和数字信号，或只输出数字信号。智能变送器的精度、稳定性、可靠性均优于模拟式变送器，可以通过现场总线通讯网络与上位计算机连接。智能变送器包括硬件、软件两大部分，各公司的硬件具体结构和软件