2023学年完整公开课版温度测量

建材行业企业案例温度的测量020301温度检测的主要方法和分类热电偶、热电阻测温原理温度变送器的简介温度是化工生产中既普遍而又十分重要的参数之一。任何一个化工生产过程，都伴随着物质的物理和化学性质的改变，都必然有能量的转化和交换，而热交换则是这些能量转换中最普遍的交换形式。因此，在很多化工反应的过程中，温度的测量和控制，常常是保证这些反应过程正常进行与安全运行的重要环节；它对产品产量和质量的提高都有很大的影响。温度测量仪麦种类繁多，若按测量方式的不同，测温仪表可分为接触式和非接触式两大类。前者感温元件与被测介质直接接触，后者的感温元件却不与被测介质相接触。温度的测量接触式：测温元件与被测对象接触，依靠传热和对流进行热交换，达到平衡时二者的温度相等。是依据测温元件的某一物理性质随温度不同而变化的特性来间接测量温度的方法。测温元件的某一物理性质随温度的变化要足够大，便于检测与传送。是目前最常见的测温方法。优点：结构简单、可靠，测温精度较高。缺点：由于测温元件与被测对象必须经过充分的热交换且达到平衡后才能测量，这样容易破坏被测对象的温度场，同时带来测温过程的延迟现象，不适于测量热容量小的对象、极高温的对象、处于运动中的对象。温度的测量非接触式：测温元件不与被测对象接触，而是通过热辐射进行热交换，或测温元件接收被测对象的部分热辐射能，由热辐射能大小推出被测对象的温度。优点：从原理上讲测量范围从超低温到极高温，不破坏被测对象温度场。非接触式测温响应快，对被测对象干扰小，可用于测量运动的被测对象和有强电磁干扰、强腐蚀的场合。缺点：容易受到外界因素的干扰，测量误差较大，且结构复杂，价格比较昂贵。

温度的测量温度的测量测温方式测温仪表测温范围℃主要特点接触式膨胀式玻璃液体－100～600结构简单、方便、测量准确、价格低廉；测量上限和精度受玻璃的限制，易碎，不能远传双金属－80～600结构紧凑、可靠；精度低、量程和使用范围有限热电效应热电偶－200～1800测温范围广、测量精度高、便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛；需自由瑞温度补偿，在低温段测量精度较低热阻效应铂电阻－200～600测量精度高，便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛；不能测高温铜电阻－50～150半导体热敏电阻－50～150灵敏度高、体积小、结构简单、使用方便；互换性较差，测量范围有一定限制非接触非接触式辐射式0～3500不破坏温度场，测温范围大，响应块，可测运动物体的温度；易受外界环境的影响，标定较困难一、热电偶一、热电偶的测温原理热电偶温度计以热电偶作为感温元件，一般用于测量500℃以上的高温，长期使用时其测温上限可达1300℃，短期使用时可达1600℃，特殊材料制成的热电偶可测量的温度范围为2000～3000℃。如电厂生产过程中的主蒸汽温度、过热器管壁温度、烟气高温等都是采用热电偶来测量的。

热电偶具有性能稳定、测温高、结构简单、使用方便、经济耐用、容易维护和体积小等优点，还便于信号远传和实现多点切换测量，

温度的测量一、热电偶热电偶是由两根不同的导体或半导体材料(如上图中的A和B)焊接或绞接而成。焊接的一端称为热电偶的热端(测量端或工作端)，和导线连接的一端称为热电偶的冷端(自由端)。组成热电偶的两根导体或半导体称作热电极。把热电偶的热端插入需要测温的生产设备中，冷端置于生产设备的外面，如果两端所处的温度不同(譬如，热端温度为t，冷瑞温度为to)，则在热电偶回路中便会产生热电势E。该热电势E与热电偶两端的温度t和to均E有关。如果保持t。不变，则热电势E只是被测温度t的函数。用电测仪表测得E的数值后，便知道被测温度t的大小。温度的测量一、热电偶温度的测量231t0tAB热电偶温度计测量线路1、热电偶2、连接导线3、电测仪表t0一、热电偶二、热电偶的常见故障a．热电偶的补偿导线接反。这主要是负责接线的人员一时的粗心造成，属人为因素。当出现热电偶的补偿导线接反情况时，操作员控制站上的显示通常比实际值偏大或偏小（根据通道测量回路而定）。

b．热电偶的补偿导线绝缘层被磨破，造成信号回路接地。这主要是因为补偿导线较硬，而且在接线盒内又未被安放平整，处理故障时多次旋拧接线盒盖碰到补偿导线而将其磨破。此类故障反映在操作员控制站上其温度示值一般偏小。温度的测量一、热电偶c．接线盒内接线端子接触不良。因补偿导线和热电偶的导线都比较硬，所以现场检修时紧固接线比较困难，有时候开始把导线拧紧了但过段时间随着导线的变形又松了。此类故障反映在操作员控制站上的温度示值为无显示或显示值超量程。

d．补偿电阻故障。此类故障表现为热电偶接上后温度显示值缓慢上升或下降。

e．信号屏蔽系统DCS柜内接地不良。此类故障极容易造成电荷在信号线上积累，引起信号漂移或晃动。由于该问题故障点较难查明，通常的处理方法是解开信号线，对其进行对地放电处理。温度的测量一、热电偶f．温度输入信号经隔离器后故障，反映在操作员控制站上的温度值信号异常。更换隔离器后正常。以上是检修时经常碰到的问题，但在查找这些故障时，建议先用万用表在DCS的I/O端子柜上测量输入的电压值，这样可以迅速判断出是就地测量端问题还是DCS部分的问题，对于多点输入还可同另外几支热电偶信号进行比较。如判断不出再行解线测量其电阻值，通常热电偶的电阻值为100Ω左右。温度的测量二、热电阻热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。一、热电阻的测温原理：热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次仪表上。温度的测量一、热电阻常见热电阻的外形和结构温度的测量二、热电阻常见热电阻的外形和结构温度的测量二、热电阻在水泥工业测温的场合中，热电阻是中低温区最常用的一种温度传感器:

铂热电阻的测温的范围：一般为零下200-800摄氏度。铜热电阻的测温的范围：一般为零下40到140摄氏度。其中，最常见的是PT100和Cu50。温度的测量二、热电阻温度的测量二、热电阻分度表温度的测量一、热电阻热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。温度的测量二、热电阻目前热电阻的引线主要有三种方式二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。温度的测量二、热电阻三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制。其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。温度的测量二、热电阻这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。工业上一般都采用三线制接法。热电偶产