第三章第五節(jié)溫度

1、第三章 檢測儀表與傳感器第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表第七節(jié)第七節(jié) 顯示儀表顯示儀表第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表一、溫度檢測方法一、溫度檢測方法二、熱電偶溫度計二、熱電偶溫度計三、熱電阻溫度計三、熱電阻溫度計五、電動溫度變送器五、電動溫度變送器八、測溫儀表的選用及安裝八、測溫儀表的選用及安裝一、溫度檢測方法一、溫度檢測方法溫度測量儀表的分類：按測量方式分為兩大類。溫度測量儀表的分類：按測量方式分為兩大類。接觸式測溫儀表接觸

2、式測溫儀表 熱熱電電偶偶溫溫度度計計熱熱電電阻阻溫溫度度計計壓壓力力式式溫溫度度計計雙雙金金屬屬溫溫度度計計非接觸式測溫儀表非接觸式測溫儀表 輻射高溫計輻射高溫計光學(xué)高溫計光學(xué)高溫計1 1、膨脹式溫度計、膨脹式溫度計 雙金屬溫度計：雙金屬溫度計：兩種兩種線膨脹系數(shù)不同線膨脹系數(shù)不同的金屬薄片的金屬薄片疊焊在一起制成。疊焊在一起制成。 一端固定，另一端自由。受熱后由于兩種金屬片一端固定，另一端自由。受熱后由于兩種金屬片 的膨脹長度不同而產(chǎn)生彎曲變形。的膨脹長度不同而產(chǎn)生彎曲變形。 彎曲程度與溫度成比例。彎曲程度與溫度成比例。 基于物體基于物體受熱時體積膨脹受熱時體積膨脹的性質(zhì)而制成的。的性質(zhì)而制

3、成的。圖圖3-52 雙金屬片雙金屬片 膨脹式溫度計膨脹式溫度計 膨脹式溫度計膨脹式溫度計2 2、壓力式溫度計、壓力式溫度計 由由溫包、毛細管和彈簧管溫包、毛細管和彈簧管構(gòu)成構(gòu)成封閉系統(tǒng)。封閉系統(tǒng)。 利用液體的蒸發(fā)或氣體的膨脹而利用液體的蒸發(fā)或氣體的膨脹而引起的壓力變化進行溫度測量。引起的壓力變化進行溫度測量。 (1) 溫溫 包包：傳熱、容納膨脹介質(zhì)；：傳熱、容納膨脹介質(zhì)； (2) 毛細管毛細管：傳遞壓力的變化；：傳遞壓力的變化；在同在同樣的長度下毛細管越細，儀表的精度樣的長度下毛細管越細，儀表的精度就越高。就越高。 (3) 彈簧管彈簧管：顯示壓力（溫度）。：顯示壓力（溫度）。圖圖3-54 應(yīng)用

4、應(yīng)用壓力隨溫度的變化壓力隨溫度的變化來測溫。來測溫。 對于一定質(zhì)量的液體或氣體，如果對于一定質(zhì)量的液體或氣體，如果V一定，則一定，則)(00ttPPtt 氣、液體的體積膨脹系數(shù)；氣、液體的體積膨脹系數(shù)；氣體的壓縮系數(shù)氣體的壓縮系數(shù)。 蒸汽蒸汽（低沸點丙酮、乙醚）（低沸點丙酮、乙醚） 氣體氣體（氮氣、氫氣）（氮氣、氫氣） 感溫介質(zhì)：感溫介質(zhì)： 液體液體（水銀或有機液體）（水銀或有機液體）3、輻射式溫度計、輻射式溫度計 基于物體基于物體熱輻射作用熱輻射作用來測量溫度的儀表。來測量溫度的儀表。 廣泛用來測量高于廣泛用來測量高于800的溫度。的溫度。第五節(jié)第五節(jié) 溫度測量及變送溫度測量及變送一、溫度檢

5、測方法一、溫度檢測方法二、熱電偶溫度計二、熱電偶溫度計三、熱電阻溫度計三、熱電阻溫度計五、電動溫度變送器五、電動溫度變送器八、測溫儀表的選用及安裝八、測溫儀表的選用及安裝二、熱電偶溫度計二、熱電偶溫度計熱電偶溫度計是以熱電偶溫度計是以熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)為基礎(chǔ)的測溫儀表。為基礎(chǔ)的測溫儀表。由三部分組成：由三部分組成：熱電偶、測量儀表和連接導(dǎo)線熱電偶、測量儀表和連接導(dǎo)線。（1 1）熱電現(xiàn)象及測溫原理）熱電現(xiàn)象及測溫原理 熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)( (熱電現(xiàn)象）：熱電現(xiàn)象）： 由兩種由兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體組成組成閉合回路閉合回路, ,當(dāng)當(dāng)兩端存在溫差兩端存在溫差時時, ,回路回路中有電流通

6、過中有電流通過, ,即即兩端存在熱電勢兩端存在熱電勢。1 1、熱電偶、熱電偶圖圖3-55 熱電偶溫度計測溫系熱電偶溫度計測溫系統(tǒng)示意圖統(tǒng)示意圖1-熱電偶熱電偶, 2-導(dǎo)線導(dǎo)線, 3-測量儀表測量儀表t0t0t123圖圖3-56熱端熱端冷端冷端熱電極熱電極圖圖3-57熱端熱端tt0冷端冷端tt01）接觸電勢）接觸電勢 由兩種由兩種電子密度不同電子密度不同的導(dǎo)體相互接觸所產(chǎn)生的電勢。的導(dǎo)體相互接觸所產(chǎn)生的電勢。 eAB(t) 的大小的大小取決于兩導(dǎo)體材料及接觸點溫度取決于兩導(dǎo)體材料及接觸點溫度。 當(dāng)材料一定時，該電勢大小當(dāng)材料一定時，該電勢大小只與接觸點溫度有關(guān)只與接觸點溫度有關(guān)，故稱為熱電勢故稱

7、為熱電勢,記作記作eAB(t) 注腳注腳A表示正極金屬，表示正極金屬，B表示負表示負極金屬極金屬熱電勢包括熱電勢包括接觸電勢接觸電勢和和溫差電勢。溫差電勢。)(tfE 圖圖3-58 接觸電勢形成的過程接觸電勢形成的過程 金屬金屬A就因失去電子就因失去電子而帶正電，而帶正電， 金屬金屬B則因得到電子則因得到電子而帶負電。而帶負電。且有且有eAB=-eBA。 2 2）溫差電勢）溫差電勢 在同一導(dǎo)體材料的在同一導(dǎo)體材料的兩端因其溫度不同兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的電勢。而產(chǎn)生的電勢。 溫差電勢溫差電勢eA(t,t0)與與eB(t,t0)的大小的大小只與導(dǎo)體的材料和只與導(dǎo)體的材料和導(dǎo)體兩端溫度導(dǎo)體兩端溫度

8、t、t0有關(guān)有關(guān)。與導(dǎo)體長度、截面大小及沿與導(dǎo)體長度、截面大小及沿長度上的溫度分布情況無關(guān)。長度上的溫度分布情況無關(guān)。 Att0eA(t,t0)Btt0eB(t,t0)由于溫差電勢遠小于接觸電勢，常將其忽略不計。由于溫差電勢遠小于接觸電勢，常將其忽略不計。則此閉合回路中總電勢可表示為：則此閉合回路中總電勢可表示為： )()(),()()(),(0000tetettEtetettEBAABABAB 或或eAB(t0)eAB(t)ABt0t+-+-圖圖3-59 熱電偶原理及電路圖熱電偶原理及電路圖(b)(a)(3-64)結(jié)論：結(jié)論：1.熱電偶必須采用兩種不同的導(dǎo)體組成；熱電偶必須采用兩種不同的導(dǎo)體

9、組成；2.必須有溫差；必須有溫差；5.熱電偶產(chǎn)生的熱電勢只與不同的導(dǎo)體有關(guān)，與兩端熱電偶產(chǎn)生的熱電勢只與不同的導(dǎo)體有關(guān)，與兩端溫差有關(guān)。溫差有關(guān)。與導(dǎo)體的長度、粗細無關(guān)。與導(dǎo)體的長度、粗細無關(guān)。4.熱電偶熱電偶兩接點溫度相同兩接點溫度相同，則盡管導(dǎo)體，則盡管導(dǎo)體A、B材料材料不同，熱電偶回路的不同，熱電偶回路的總熱電勢為零總熱電勢為零。3.組成熱電偶回路的組成熱電偶回路的兩種材料相同兩種材料相同，則無論接點溫度，則無論接點溫度如何，熱電偶回路的如何，熱電偶回路的總熱電勢為零總熱電勢為零。(2) 第三導(dǎo)體定律第三導(dǎo)體定律 在圖在圖(b)中中2，3接點的溫度相同均接點的溫度相同均為為t0 ,故總電

10、勢為：故總電勢為：E (t，t0)=eAB(t)+eBC(t0)+eCA(t0) 因為，在回路中只要因為，在回路中只要各接點的溫度相各接點的溫度相同同，則回路，則回路總電勢為零總電勢為零。 若若A、B、C三種金屬絲組成的閉合回三種金屬絲組成的閉合回路中，各接點溫度相同，則有：路中，各接點溫度相同，則有：E (t0，t0)=eAB(t0)+eBC(t0)+eCA(t0)= 0則：則：- eAB(t0)= eBC(t0)+eCA(t0)代入式代入式(3-69)得得E (t，t0)=eAB(t) - eAB(t0) (3-69)(3-70)(3-71)結(jié)論：熱電偶回路接入第三種導(dǎo)體結(jié)論：熱電偶回路接

11、入第三種導(dǎo)體,只要與第三種導(dǎo)只要與第三種導(dǎo)體相接的兩接點溫度相同體相接的兩接點溫度相同, ,則對熱電偶回路中電勢無則對熱電偶回路中電勢無影響。影響。（3）常用熱電偶的種類）常用熱電偶的種類熱電極材料應(yīng)滿足以下的要求：熱電極材料應(yīng)滿足以下的要求：a.物理穩(wěn)定性要高物理穩(wěn)定性要高,即即熱電性能穩(wěn)定熱電性能穩(wěn)定,在測溫范圍內(nèi)在測溫范圍內(nèi)不隨時間變化。不隨時間變化。b.化學(xué)穩(wěn)定性要高化學(xué)穩(wěn)定性要高,即在高溫下不被氧化和腐蝕。即在高溫下不被氧化和腐蝕。 e.電阻溫度系數(shù)小電阻溫度系數(shù)小,導(dǎo)電率要高導(dǎo)電率要高,即溫度升高即溫度升高,導(dǎo)體導(dǎo)體 的阻值不要變化太大。的阻值不要變化太大。f. 熱電勢與溫度成熱電

12、勢與溫度成線性關(guān)系線性關(guān)系,產(chǎn)生熱電勢要大。產(chǎn)生熱電勢要大。d.復(fù)現(xiàn)性要好復(fù)現(xiàn)性要好。c. 材料材料組織要均勻組織要均勻，要有韌性，便于加工成絲。，要有韌性，便于加工成絲。常用熱電偶：常用熱電偶： 鉑銠鉑銠30 鉑銠鉑銠6熱電偶熱電偶 型號：型號：WRR 分度號分度號:B 測溫范圍測溫范圍3001600，短期可測短期可測1800；熱電勢小熱電勢小。 測量測量100時，產(chǎn)生熱電勢時，產(chǎn)生熱電勢E(100，0)= 0.034mV鉑銠鉑銠10 10 鉑鉑熱電偶熱電偶 型號：型號：WRP 分度號分度號: S 測溫范圍測溫范圍-201300，短期可測，短期可測1600；耐高溫，耐高溫，不易氧化；較好的化

13、學(xué)穩(wěn)定性；不易氧化；較好的化學(xué)穩(wěn)定性；精度高，精度高，可用于精密可用于精密測量。測量。 測量測量100時，產(chǎn)生熱電勢，時，產(chǎn)生熱電勢，E(100,0)= 0.6434mV。 鎳鉻鎳鉻鎳硅熱電偶鎳硅熱電偶型號：型號：WRN 分度號分度號:K 測溫范圍測溫范圍-501000，短期可測短期可測1200；價格便價格便宜；宜；熱電勢較大熱電勢較大，近似為線性。，近似為線性。 測量測量100時，產(chǎn)生熱電勢時，產(chǎn)生熱電勢E(100，0)= 4.1 mV。 鎳鉻鎳鉻考銅熱電偶考銅熱電偶 型號：型號：WRE 分度號分度號: XK 測溫范圍測溫范圍-50600，短期可測短期可測800；價格便宜；價格便宜；熱電勢大

14、。熱電勢大。 測量測量100 時，產(chǎn)生熱電勢時，產(chǎn)生熱電勢 E(100,0)=6.95mV； 鉑銠鉑銠30 鉑銠鉑銠6鉑銠鉑銠1010鉑鉑鎳鉻鎳鉻鎳硅鎳硅 貴金屬的熱電極大多采用直徑為貴金屬的熱電極大多采用直徑為0.30.65mm的細絲，的細絲，普通金屬電極絲的直徑一般為普通金屬電極絲的直徑一般為0.53.2mm。其長度由安裝其長度由安裝條件及插入深度決定，一般為條件及插入深度決定，一般為3502000mm。 （4 4）熱電偶的結(jié)構(gòu)）熱電偶的結(jié)構(gòu) 普通型熱電偶普通型熱電偶由由熱電極、絕緣管、保護套管熱電極、絕緣管、保護套管和和接線盒接線盒等組成等組成 圖圖3-61 絕緣管用于絕緣管用于防止防止

15、兩根熱電極短路兩根熱電極短路； 保護套管作用是保護套管作用是保護電極不受化學(xué)保護電極不受化學(xué)腐蝕和機械損傷腐蝕和機械損傷。 接線盒是接線盒是供熱電供熱電極和補償導(dǎo)線連接極和補償導(dǎo)線連接用的用的。 熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖 1 1接線盒；接線盒；2 2保護套管；保護套管；3 3絕緣套管；絕緣套管；4 4熱電偶絲熱電偶絲1234鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶 由金屬套管、絕緣材料、熱電偶絲一起經(jīng)過復(fù)合拉由金屬套管、絕緣材料、熱電偶絲一起經(jīng)過復(fù)合拉伸成型，即伸成型，即經(jīng)特殊整體拉伸工藝做成堅實的組合體。經(jīng)特殊整體拉伸工藝做成堅實的組合體。 優(yōu)點：反應(yīng)速度快、使用方便、可彎曲、氣密性好優(yōu)點：反應(yīng)速度快、

16、使用方便、可彎曲、氣密性好、不怕振、耐高壓等、不怕振、耐高壓等 鎧鎧 裝裝 熱熱 電電 偶偶 工工 作作 端端 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 示示 意意 圖圖絕緣型絕緣型露頭型露頭型接殼型接殼型 表面型熱電偶表面型熱電偶 常用的結(jié)構(gòu)形式是利用常用的結(jié)構(gòu)形式是利用真空鍍膜法將兩電極材料蒸真空鍍膜法將兩電極材料蒸鍍在絕緣基底上的薄膜熱電偶鍍在絕緣基底上的薄膜熱電偶。如圖，其熱接點極薄如圖，其熱接點極薄(0.010.lm) 其特點：其特點：反應(yīng)速度極快、熱慣性極小。反應(yīng)速度極快、熱慣性極小。4123表面型熱電偶表面型熱電偶1熱電極熱電極; 2熱接點熱接點;3絕緣基板絕緣基板; 4引出線引出線 因此，特別適用于對因此，

17、特別適用于對壁面溫度壁面溫度的快的快速測量。安裝時速測量。安裝時,用粘結(jié)劑將它粘結(jié)在用粘結(jié)劑將它粘結(jié)在被測物體壁面上。目前我國試制的有被測物體壁面上。目前我國試制的有鐵鐵鎳、鐵鎳、鐵康銅和銅康銅和銅康銅三種康銅三種,尺尺寸為寸為 6060.2mm;絕緣基板用云母、絕緣基板用云母、陶瓷片、玻璃及酚醛塑料紙等；測溫陶瓷片、玻璃及酚醛塑料紙等；測溫范圍在范圍在300以下；反應(yīng)時間僅為幾以下；反應(yīng)時間僅為幾ms。 快速熱電偶快速熱電偶 (消耗式熱電偶）消耗式熱電偶） 它是它是測量高溫熔融物體測量高溫熔融物體一種專用熱電偶。一種專用熱電偶。 下圖為一種測量鋼水溫度的熱電偶。它是用直徑為下圖為一種測量鋼水

18、溫度的熱電偶。它是用直徑為0.050.lmm的鉑銠的鉑銠10一鉑銠一鉑銠30熱電偶裝在熱電偶裝在U型石英管中，型石英管中，再鑄以高溫絕緣水泥，外面再用保護鋼帽所組成。這種熱再鑄以高溫絕緣水泥，外面再用保護鋼帽所組成。這種熱電偶使用一次就焚化，但它的優(yōu)點是熱慣性小，只要注意電偶使用一次就焚化，但它的優(yōu)點是熱慣性小，只要注意它的動態(tài)標(biāo)定，測量精度可達土它的動態(tài)標(biāo)定，測量精度可達土57。14235678 91110快速熱電偶快速熱電偶 1剛帽；剛帽； 2石英；石英； 3紙環(huán)；紙環(huán)； 4絕熱泥；絕熱泥；5冷端；冷端； 6棉花；棉花； 7絕緣紙管；絕緣紙管； 8補償導(dǎo)線；補償導(dǎo)線；9套管；套管； 10塑

19、料插座；塑料插座； 11簧片與引出線簧片與引出線在熱電偶選型時，要注意三個方面：在熱電偶選型時，要注意三個方面： 熱電極熱電極材料材料； 保護套管的保護套管的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，材料材料及及耐壓強度耐壓強度； 保護套管的保護套管的插入深度插入深度。2、補償導(dǎo)線的選用補償導(dǎo)線的選用 保持冷端溫度不變的方法保持冷端溫度不變的方法是采用一種專用導(dǎo)線，將熱是采用一種專用導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延伸出來，這種專用導(dǎo)線稱為電偶的冷端延伸出來，這種專用導(dǎo)線稱為“補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線”?；芈分须妱觿莸拇笮榛芈分须妱觿莸拇笮?()(),(00tftfttE )()(0teteABAB 若將接觸點若將接觸點t0作為冷端作為冷端

20、,并維持溫度不變，則熱電勢并維持溫度不變，則熱電勢的大小只與熱端的大小只與熱端t的溫度有關(guān)。即的溫度有關(guān)。即: E = f（t）補償導(dǎo)線：補償導(dǎo)線： 兩種不同廉價導(dǎo)體材料制成的導(dǎo)線。在一定溫度范兩種不同廉價導(dǎo)體材料制成的導(dǎo)線。在一定溫度范圍內(nèi)圍內(nèi)(100以下以下)與熱電偶熱電特性相同或十分相近。與熱電偶熱電特性相同或十分相近。a.不同熱電偶的補償導(dǎo)線不同，使用時要注意不同熱電偶的補償導(dǎo)線不同，使用時要注意型型 號匹配號匹配、正負極對應(yīng)正負極對應(yīng)。嚴(yán)格配套，絕不能錯用。嚴(yán)格配套，絕不能錯用。 b. 僅起到冷端延伸作用，并僅起到冷端延伸作用，并未對冷端進行補償未對冷端進行補償。 起到穩(wěn)定冷端的作用

21、。起到穩(wěn)定冷端的作用。 c. 一般補償導(dǎo)線與熱電偶的一般補償導(dǎo)線與熱電偶的連接處的溫度不應(yīng)超過連接處的溫度不應(yīng)超過 100。更不能代替熱電偶。更不能代替熱電偶。 注意：注意：E(t，t0)=eAB(t) - C 3、冷端溫度的補償、冷端溫度的補償 熱電偶分度表是在熱電偶分度表是在t00情況下得到的，只有得情況下得到的，只有得到到E(t, 0)才能通過查分度表得到實測溫度才能通過查分度表得到實測溫度t, 但一般熱但一般熱電偶測得的是電偶測得的是E(t,t0)。)0,(),(0tEttE即即稱為稱為冷端溫度補償冷端溫度補償。 在應(yīng)用熱電偶測溫時，只有將端溫度保持為在應(yīng)用熱電偶測溫時，只有將端溫度保

22、持為0，或，或者是進行一定的修正才能得出準(zhǔn)確的測量結(jié)果。者是進行一定的修正才能得出準(zhǔn)確的測量結(jié)果。 (1) (1) 冷端溫度保持為冷端溫度保持為0的方法的方法 將將冷端延伸到冰水混合物冷端延伸到冰水混合物0中中,則得到則得到EAB(t,0)，直，直接查表求得接查表求得t。 該方法補償精度高；使用比較麻煩，一般用于實該方法補償精度高；使用比較麻煩，一般用于實驗室的溫度精密測量，在工業(yè)測量中不采用。驗室的溫度精密測量，在工業(yè)測量中不采用。 圖圖3-63(2) (2) 冷端溫度修正法冷端溫度修正法 如某設(shè)備實際溫度為如某設(shè)備實際溫度為t，其熱電偶冷端溫度，其熱電偶冷端溫度t10時，時，測得的熱電偶回

23、路中的熱電勢為測得的熱電偶回路中的熱電勢為E(t, t1 ), E(t, 0) 冷端為冷端為0，熱端為，熱端為t時的熱電勢時的熱電勢;E(t, t1 ) 冷端為冷端為t1，熱端為，熱端為t時的熱電勢時的熱電勢;E(t1, 0) 冷端為冷端為0，熱端為，熱端為t1時的熱電。時的熱電。 E(t,0)E(t,t1)E(t1,0) 這時可采用下式進行修正，即這時可采用下式進行修正，即E(t, t1 ) 測出，測出，t1已知，查表得到已知，查表得到E(t1, 0)，則可得，則可得E(t, 0)，查表可得，查表可得t。 0000000,00,0,0,0,0,0ABABABABABABABABABABABA

24、BABABEt tetetEteteEtEt teteEtEtEt tEt例：用鎳鉻例：用鎳鉻鎳硅熱電偶測量溫度，測量時冷端溫度鎳硅熱電偶測量溫度，測量時冷端溫度 t0=30，測得的熱電勢，測得的熱電勢 =39.17mV，求實際求實際 溫度？溫度？ ,30E t39.17 1.240.37 mV977tC解：解：)0()()0(00,tEt,tEt,EABABAB )030()30(,Et,EABAB （3 3）校正儀表零點法）校正儀表零點法儀表未工作前，將儀表的指針調(diào)在室溫數(shù)值上。儀表未工作前，將儀表的指針調(diào)在室溫數(shù)值上。（4 4）補償電橋法）補償電橋法 利用不平衡電橋隨溫度變化產(chǎn)生的電壓，

25、補償熱利用不平衡電橋隨溫度變化產(chǎn)生的電壓，補償熱電偶因冷端溫度變化所導(dǎo)致的熱電勢值變化。電偶因冷端溫度變化所導(dǎo)致的熱電勢值變化。 當(dāng)電橋取在當(dāng)電橋取在20平衡時平衡時:R1R2R3Rt20 橋路無輸出橋路無輸出 Uab0當(dāng)冷端溫度當(dāng)冷端溫度t0 20時：時： t0 RtUab熱電偶回路中熱電勢：熱電偶回路中熱電勢： t0 E (t, t0) 適當(dāng)選擇橋路電流可使適當(dāng)選擇橋路電流可使Uab = E(t0 ,0)相等，起到自相等，起到自動補償作用。動補償作用。 )0()(0t,EUt,tEABabAB 注意：注意：2.2.橋路如果是在橋路如果是在0 時設(shè)計平衡的，儀表的時設(shè)計平衡的，儀表的零點也零

26、點也 應(yīng)調(diào)在應(yīng)調(diào)在0 處處。1.1.橋路如果是橋路如果是在在20時設(shè)計平衡的時設(shè)計平衡的，儀表的，儀表的零點零點 應(yīng)調(diào)在應(yīng)調(diào)在20處處。3.3.顯示儀表應(yīng)與熱電偶的分度號匹配。顯示儀表應(yīng)與熱電偶的分度號匹配。（5 5）補償熱電偶法）補償熱電偶法 設(shè)置補償熱電偶是為了使多支熱設(shè)置補償熱電偶是為了使多支熱電偶的冷端溫度保持恒定。電偶的冷端溫度保持恒定。 實施辦法：實施辦法：將將補償熱電偶補償熱電偶的工作端插入的工作端插入2-3m2-3m的地下或的地下或放在其他恒溫器中，使其溫度恒定為放在其他恒溫器中，使其溫度恒定為t t0 0. .而其冷端與多支而其冷端與多支熱電偶的冷端都接在溫度為熱電偶的冷端都

27、接在溫度為t t1 1的同一個接線盒中。的同一個接線盒中。 測溫儀表的指示值為測溫儀表的指示值為E(t,tE(t,t0 0) )所對應(yīng)的溫度。所對應(yīng)的溫度。4 4、熱電偶測溫系統(tǒng)組成、熱電偶測溫系統(tǒng)組成 BA0t0t現(xiàn)場控制室E熱電偶熱電偶: :測溫元件測溫元件 導(dǎo)線導(dǎo)線: :補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線 顯示儀表（冷端補償）顯示儀表（冷端補償）: :電位差計、數(shù)字式顯示電位差計、數(shù)字式顯示 儀表、計算機儀表、計算機 。1 1）溫度顯示型）溫度顯示型 BA2 2）熱電偶）熱電偶變送器變送器-顯示或控制儀表顯示或控制儀表 熱電偶熱電偶: :測溫元件測溫元件 導(dǎo)線導(dǎo)線: :補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線 溫度變送器（輸入溫

28、度變送器（輸入mV信號，冷端補償）信號，冷端補償） 顯示儀表（輸入顯示儀表（輸入4-20mA信號）信號）: :數(shù)字式顯示儀表、數(shù)字式顯示儀表、 計算機計算機 顯示儀表（輸入顯示儀表（輸入4-20mA信號）信號）: :數(shù)字式顯示儀表、數(shù)字式顯示儀表、 計算機。計算機。 3 3）一體化熱電偶溫度變送器）一體化熱電偶溫度變送器-顯示或控制儀表顯示或控制儀表一體化溫度變送器（熱電偶與變送器一體化）一體化溫度變送器（熱電偶與變送器一體化） 第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表一、溫度檢測方法一、溫度檢測方法二、熱電偶溫度計二、熱電偶溫度計三、熱電阻溫度計三、熱電阻溫度計五、電動溫度變送器五、電動溫

29、度變送器八、測溫儀表的選用及安裝八、測溫儀表的選用及安裝三、熱電阻溫度計三、熱電阻溫度計1 1、測溫原理、測溫原理 利用利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來的特性來測量溫度的。測量溫度的。儀表儀表Rt注意：連接導(dǎo)線采用的是注意：連接導(dǎo)線采用的是三線制連接三線制連接。由熱電阻，顯示儀表以及連接導(dǎo)線組成。由熱電阻，顯示儀表以及連接導(dǎo)線組成。 )(100ttRRtt Rt 溫度為溫度為t的電阻值的電阻值; Rt0 溫度為溫度為t0的電阻值的電阻值; 電阻溫度系數(shù)；電阻溫度系數(shù)； t溫度的變化值；溫度的變化值； Rt電阻值的變化量。電阻值的變化量。 呈線性特性的

30、電阻來說，其電阻值與溫度關(guān)系如下：呈線性特性的電阻來說，其電阻值與溫度關(guān)系如下：(3-72)tRRRRtttt 00 (3-73)2 2、工業(yè)常用熱電阻、工業(yè)常用熱電阻對金屬材料的要求：對金屬材料的要求： 1）物理穩(wěn)定性要高物理穩(wěn)定性要高, ,即熱電性能穩(wěn)定即熱電性能穩(wěn)定, ,不隨時間變化。不隨時間變化。2）化學(xué)穩(wěn)定性要高化學(xué)穩(wěn)定性要高, ,即在高溫下不被氧化和腐蝕。即在高溫下不被氧化和腐蝕。3）電阻溫度系數(shù)大。（靈敏度高）電阻溫度系數(shù)大。（靈敏度高） 4）電阻率要大。（電阻值大，而體積?。╇娮杪室?。（電阻值大，而體積小）5）電阻值隨溫度變化成線性電阻值隨溫度變化成線性, ,復(fù)制性好。復(fù)制性

31、好。 熱電阻溫度計熱電阻溫度計是把溫度的變化通過測溫元件是把溫度的變化通過測溫元件熱電阻熱電阻轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為電電阻值的變化阻值的變化來測量溫度；來測量溫度； 熱電偶溫度計熱電偶溫度計把溫度的變化通過測溫元件把溫度的變化通過測溫元件熱電偶熱電偶轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為熱電熱電勢的變化勢的變化來測量溫度。來測量溫度。 熱電阻溫度計適用于測量熱電阻溫度計適用于測量200500范圍內(nèi)范圍內(nèi)液體液體、氣體、蒸汽及固體表面的溫度。、氣體、蒸汽及固體表面的溫度。 （1）鉑熱電阻）鉑熱電阻測溫范圍：測溫范圍：-200650 0650范圍：范圍： 特點：特點：精度高、性能穩(wěn)定可靠、抗氧化性好。精度高、性能穩(wěn)定可靠、抗氧化性好

32、。 常用熱電阻常用熱電阻 3201CtBtAtRRt Rt t時的阻值時的阻值; R0 0時的阻值時的阻值;A,B,C是常數(shù)。是常數(shù)。 A3.9510-3 /; B-5.8510-7 /2 ; C-4.2210-22 /3 。由于由于B、C 很小所以：很小所以： )(1 00ttRRt 平均電阻溫度系數(shù)為平均電阻溫度系數(shù)為3.8510-3 /。Pt10電阻絲較粗，主要用于電阻絲較粗，主要用于高一點高一點溫度的測量。溫度的測量。分度號分度號: : Pt10 R0 =10Pt100 R0 =100（2）銅熱電阻）銅熱電阻測溫范圍：測溫范圍：-50150。分度號：分度號：Cu50、Cu100。特點：

33、材料易提純，價格便宜；電阻溫度系數(shù)大，特點：材料易提純，價格便宜；電阻溫度系數(shù)大，且電阻與溫度呈線性關(guān)系；電阻率低。且電阻與溫度呈線性關(guān)系；電阻率低。 平均電阻溫度系數(shù)平均電阻溫度系數(shù)4.2510-3 /。)(1 00ttRRt 在在50150的范圍內(nèi)，銅電阻與溫度的關(guān)系的范圍內(nèi)，銅電阻與溫度的關(guān)系是線性的，即：是線性的，即：3、熱電阻結(jié)構(gòu)、熱電阻結(jié)構(gòu) 熱電阻元件一般是用細金屬絲均勻地雙線繞制在熱電阻元件一般是用細金屬絲均勻地雙線繞制在絕緣材料制成的骨架上。當(dāng)被測介質(zhì)中有溫度梯度存絕緣材料制成的骨架上。當(dāng)被測介質(zhì)中有溫度梯度存在時，則在時，則測量的溫度是感溫元件所在范圍內(nèi)介質(zhì)的平測量的溫度是感

34、溫元件所在范圍內(nèi)介質(zhì)的平均溫度均溫度。 （1 1）普通型熱電阻）普通型熱電阻 主要由主要由電阻體、保護套電阻體、保護套管和接線盒管和接線盒等組成。等組成。 電阻體：電阻體：將電阻絲繞制在將電阻絲繞制在具有一定形狀的支架上具有一定形狀的支架上。 圖圖3-67（2）鎧裝熱電阻）鎧裝熱電阻（3）薄膜熱電阻）薄膜熱電阻 將電阻體預(yù)先拉制成型并與絕緣材料和保護套管連成將電阻體預(yù)先拉制成型并與絕緣材料和保護套管連成一體。一體。 特點：特點：體積小，抗震性強、可彎曲、熱慣性小、使體積小，抗震性強、可彎曲、熱慣性小、使用壽命長。用壽命長。將熱電阻材料通過真空鍍膜法，直接蒸鍍到絕緣基底上。將熱電阻材料通過真空鍍

35、膜法，直接蒸鍍到絕緣基底上。 特點：特點：體積很小，熱慣性小、靈敏度高。體積很小，熱慣性小、靈敏度高。4 4、熱電阻測溫系統(tǒng)組成、熱電阻測溫系統(tǒng)組成 （1）熱電阻：測溫元件）熱電阻：測溫元件 （2）導(dǎo)線：）導(dǎo)線：3根根普通導(dǎo)線普通導(dǎo)線( (三線制三線制) ) （3）顯示儀表：電橋、數(shù)字顯儀表、計算機。）顯示儀表：電橋、數(shù)字顯儀表、計算機。 1 1）熱電阻）熱電阻顯示儀表型顯示儀表型 儀表儀表RttRlineRlineR0RR0 固定電阻，固定電阻，I 恒流源。恒流源。00RRt RRRRRtt 00)(tfR 改進前，采用二線制有導(dǎo)線電阻影響。改進前，采用二線制有導(dǎo)線電阻影響。 bcacabU

36、UU IRIRRlinet0)2( IRRRlinet )2(0IRRline )2(IRtfline 2)( Uab不僅與被測溫度有關(guān)，而且與導(dǎo)線電阻有關(guān)，即不僅與被測溫度有關(guān)，而且與導(dǎo)線電阻有關(guān)，即與導(dǎo)線長度、環(huán)境溫度等因素有關(guān)，會產(chǎn)生測量誤差。與導(dǎo)線長度、環(huán)境溫度等因素有關(guān)，會產(chǎn)生測量誤差。tRlineRlineRlineR0R改進后，采用三線制克服導(dǎo)線電阻影響：改進后，采用三線制克服導(dǎo)線電阻影響： bcacabUUU IRRIRRlinelinet)2()2(0 IRRt )(0IR Itf )( Uab僅與被測溫度有關(guān)。僅與被測溫度有關(guān)。2）熱電阻）熱電阻變送器變送器-顯示儀表顯示儀

37、表（1）熱電阻：測溫元件）熱電阻：測溫元件 （2）導(dǎo)線：）導(dǎo)線：3根普通導(dǎo)線根普通導(dǎo)線( (三線制三線制) ) （3）溫度變送器（輸入電阻信號）溫度變送器（輸入電阻信號） （4）顯示儀表（輸入）顯示儀表（輸入420mA） lineRlineRtRlineR（2 2）顯示儀表）顯示儀表: :數(shù)字式顯示儀表、計算機。數(shù)字式顯示儀表、計算機。 3 3）一體化熱電阻溫度變送器）一體化熱電阻溫度變送器-顯示儀表顯示儀表（1 1）一體化溫度變送器（熱電阻與變送器一體化）一體化溫度變送器（熱電阻與變送器一體化） tR一體第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表一、溫度檢測方法一、溫度檢測方法二、熱電偶溫度

38、計二、熱電偶溫度計三、熱電阻溫度計三、熱電阻溫度計五、電動溫度變送器五、電動溫度變送器八、測溫儀表的選用及安裝八、測溫儀表的選用及安裝五五 電動溫度變送器電動溫度變送器 DBW型溫度變送器將溫度或兩點間的溫差轉(zhuǎn)換成型溫度變送器將溫度或兩點間的溫差轉(zhuǎn)換成420mA和和15V的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號。 DDZ-III型溫度變送器與型溫度變送器與DDZ-II型溫度變送器相型溫度變送器相比，具有以下主要特點：比，具有以下主要特點： (1) 線路上采用了安全火花型防爆措施；線路上采用了安全火花型防爆措施； (2) 在熱電偶和熱電阻的溫度變送器中采用了線性在熱電偶和熱電阻的溫度變送器中采用了線性化機構(gòu)

39、化機構(gòu)； (3) 在線路中，由于使用了集成電路，使變送器具在線路中，由于使用了集成電路，使變送器具有良好的可靠性、穩(wěn)定性等各種技術(shù)性能。有良好的可靠性、穩(wěn)定性等各種技術(shù)性能。1 1、熱電偶溫度變送器、熱電偶溫度變送器 熱電偶溫度變送器的構(gòu)成：輸入橋路、放大電路、熱電偶溫度變送器的構(gòu)成：輸入橋路、放大電路、反饋電路反饋電路 (1) (1) 輸入電橋輸入電橋 作用：冷端溫度補償；調(diào)整零點。作用：冷端溫度補償；調(diào)整零點。圖圖3-70圖圖3-69熱電偶溫度變送器的結(jié)構(gòu)方框圖熱電偶溫度變送器的結(jié)構(gòu)方框圖（2）反饋電路）反饋電路 作用：使變送器的輸出信號直接與被測溫度成作用：使變送器的輸出信號直接與被測溫

40、度成線性關(guān)系。線性關(guān)系。當(dāng)溫度較高時，熱電偶靈敏度偏高的區(qū)域，使負反饋當(dāng)溫度較高時，熱電偶靈敏度偏高的區(qū)域，使負反饋作用強一些，這樣以反饋電路的非線性補償熱電偶的作用強一些，這樣以反饋電路的非線性補償熱電偶的非線性，故可非線性，故可獲得輸出電流獲得輸出電流Io與溫度與溫度t成線性關(guān)系成線性關(guān)系。圖圖3-71(3) 放大電路放大電路 作用：將熱電勢放大后變換為高電平輸出。作用：將熱電勢放大后變換為高電平輸出。2 2、熱電阻溫度變送器、熱電阻溫度變送器 構(gòu)成：輸入電橋、放大電路、反饋電路構(gòu)成：輸入電橋、放大電路、反饋電路 。圖圖3-72 熱電阻溫度變送器的結(jié)構(gòu)方框圖熱電阻溫度變送器的結(jié)構(gòu)方框圖第五

41、節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表一、溫度檢測方法一、溫度檢測方法二、熱電偶溫度計二、熱電偶溫度計三、熱電阻溫度計三、熱電阻溫度計五、電動溫度變送器五、電動溫度變送器八、測溫儀表的選用及安裝八、測溫儀表的選用及安裝八、八、測溫儀表的選用及安裝測溫儀表的選用及安裝1 1、溫度測量儀表的選用、溫度測量儀表的選用(1) 就地溫度儀表的選用就地溫度儀表的選用 精確度等級精確度等級 a. 一般工業(yè)用溫度計：一般工業(yè)用溫度計：1.5或或1.0級級 b. 精密測量用溫度計：精密測量用溫度計：0.5或或0.25級級 測量范圍測量范圍 a. 最高測量值不大于儀表測量范圍上限值最高測量值不大于儀表測量范圍上限值90%，正常測量值在測量上限值的正常測量值在測量上限值的1/2左右。左右。 b. 壓力式溫度計測量值應(yīng)在儀表測量上限值的壓力式溫度計測量值應(yīng)在儀表測量上限值的1/23/4之間。之間。雙金屬溫度計。雙金屬溫度計。應(yīng)優(yōu)先選用