現(xiàn)場常用儀表-溫度

1、現(xiàn)場常用儀表現(xiàn)場常用儀表（溫度）（溫度）一、溫標一、溫標 1 1、溫度的數(shù)值表示方法稱為溫標溫度的數(shù)值表示方法稱為溫標。它規(guī)定了溫度。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)的起點（即零點）以及溫度的單位。各類溫的讀數(shù)的起點（即零點）以及溫度的單位。各類溫度計的刻度均由溫標確定。度計的刻度均由溫標確定。 2 2、國際上規(guī)定的溫標有：攝氏溫標、華氏溫標、國際上規(guī)定的溫標有：攝氏溫標、華氏溫標、熱力學(xué)溫標等。熱力學(xué)溫標等。 幾種溫標的對比幾種溫標的對比 正常體溫正常體溫為為37 C C ，相當(dāng)于華相當(dāng)于華氏溫度多氏溫度多少度？少度？二、雙金屬溫度計二、雙金屬溫度計 測量原理測量原理物體受熱時產(chǎn)生膨脹物體受熱時產(chǎn)生膨脹

2、雙金屬溫度計雙金屬溫度計雙金屬溫度計的工作原理是利用二種不同溫度膨脹系數(shù)的金屬，為提高測溫靈敏度，通常將金屬片制成螺旋卷形狀，當(dāng)多層金屬片的溫度改變時，各層金屬膨脹或收縮量不等，使得螺旋卷卷起或松開。 由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由轉(zhuǎn)動的指針相連，因此，當(dāng)雙金屬片感受到溫度變化時，指針即可在一圓形分度標尺上指示出溫度來 三、三、 熱電偶熱電偶應(yīng)用最普遍、最廣泛的溫度測量元件應(yīng)用最普遍、最廣泛的溫度測量元件結(jié)構(gòu)簡單、制作方便結(jié)構(gòu)簡單、制作方便測量范圍寬、準確度高、熱慣性小測量范圍寬、準確度高、熱慣性小直接輸出直流電壓信號，可以遠傳，便于集中檢直接輸出直流電壓信號，可以遠傳，便于集中檢測

3、和自動控制。測和自動控制。微型熱電偶還可用于快速及動態(tài)溫度的測量。微型熱電偶還可用于快速及動態(tài)溫度的測量。熱電極熱電極自由端自由端參考端參考端冷端冷端 熱電偶測溫原理熱電偶測溫原理 測量端測量端工作端工作端熱端熱端 熱電勢熱電勢熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)( (賽貝克效應(yīng)賽貝克效應(yīng)) )中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律 在熱電偶回路中插入第三種（或多種）均質(zhì)材料，只要在熱電偶回路中插入第三種（或多種）均質(zhì)材料，只要所插入的材料兩端連接點溫度相同，則所插入的第三種材所插入的材料兩端連接點溫度相同，則所插入的第三種材料不影響原回路的熱電勢。料不影響原回路的熱電勢。 熱電偶回路中可接入測量熱電勢的儀表，只要儀表處于穩(wěn)定

4、的環(huán)境熱電偶回路中可接入測量熱電勢的儀表，只要儀表處于穩(wěn)定的環(huán)境溫度，原熱電偶回路的熱電勢將不受接入測量儀表的影響溫度，原熱電偶回路的熱電勢將不受接入測量儀表的影響 同時該定律還表明熱電偶的接點不僅可以焊接而成，也可以借用均同時該定律還表明熱電偶的接點不僅可以焊接而成，也可以借用均質(zhì)等溫的導(dǎo)體加以連接質(zhì)等溫的導(dǎo)體加以連接EABC(T,T0)= EAB(T,T0) 中間溫度定律中間溫度定律 A和和B組成的熱電偶回路，接點溫度分別為組成的熱電偶回路，接點溫度分別為T和和To時的時的熱電勢熱電勢EAB(T ,To)等于熱電偶在連接點溫度為等于熱電偶在連接點溫度為(T,Tn)和和(Tn,To)時的熱電

5、勢時的熱電勢EAB(T ,Tn)和和EAB(Tn,To)的代數(shù)和的代數(shù)和EAB(T,T0)= EAB(T,Tn)+ EAB(Tn,T0) EABBA(T, Tn, T0)=EAB(T, Tn)+ EAB(Tn, T0) 熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶的結(jié)構(gòu) 熱電偶一般由熱電極、絕緣套管、保護管和接線盒組成熱電偶一般由熱電極、絕緣套管、保護管和接線盒組成 連接形式可分為固定螺紋連接形式可分為固定螺紋連接連接、固定法蘭、固定法蘭連接連接、活動法蘭、活動法蘭連接連接、無固定裝置等。、無固定裝置等。 熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶的結(jié)構(gòu) 絕緣管絕緣管 用以防止兩根熱電極短路，通常采用氧化鋁或工業(yè)陶瓷用以防止兩根熱電極短路，通

6、常采用氧化鋁或工業(yè)陶瓷管管 保護套管保護套管 保護套管避免熱電極受被測介質(zhì)的化學(xué)腐蝕或機械損傷。保護套管避免熱電極受被測介質(zhì)的化學(xué)腐蝕或機械損傷。其材質(zhì)一般根據(jù)測量范圍、加熱區(qū)長度、環(huán)境氣氛以及測溫其材質(zhì)一般根據(jù)測量范圍、加熱區(qū)長度、環(huán)境氣氛以及測溫的時間常數(shù)等條件來確定，具體選擇時可查閱有關(guān)技術(shù)手冊。的時間常數(shù)等條件來確定，具體選擇時可查閱有關(guān)技術(shù)手冊?？茖W(xué)研究中所用的熱電偶有時用細熱電極絲自制焊接而成，科學(xué)研究中所用的熱電偶有時用細熱電極絲自制焊接而成，也可不用保護套管以減少熱慣性，提高測量精度。也可不用保護套管以減少熱慣性，提高測量精度。 接線盒接線盒 接線盒一般由鋁合金制成，固定接線座

7、，連接補償導(dǎo)線，接線盒一般由鋁合金制成，固定接線座，連接補償導(dǎo)線，兼有密封和保護接線端子的作用兼有密封和保護接線端子的作用 熱電偶的分類熱電偶的分類 八種國際通用熱電偶：八種國際通用熱電偶： B: 鉑銠鉑銠30鉑銠鉑銠6、 R: 鉑銠鉑銠13鉑、鉑、 S: 鉑銠鉑銠10鉑、鉑、 K: 鎳鉻鎳鉻鎳硅、鎳硅、 N: 鎳鉻硅鎳鉻硅鎳硅、鎳硅、 E: 鎳鉻鎳鉻銅鎳、銅鎳、 J: 鐵鐵銅鎳銅鎳 、 T: 銅銅銅鎳銅鎳 用于制造用于制造鉑鉑熱電偶的各種熱電偶的各種鉑鉑熱電偶絲熱電偶絲1)1)標準型熱電偶標準型熱電偶 幾種常用熱電偶的測溫范圍及熱電勢幾種常用熱電偶的測溫范圍及熱電勢 分度號分度號 名稱名稱

8、測量溫度范圍測量溫度范圍 1000 C熱電勢熱電勢/ mVB鉑銠鉑銠3030鉑銠鉑銠6 6501820 C C4.8344.834R鉑銠鉑銠1313鉑鉑-501768 C C10.50610.506S鉑銠鉑銠1010鉑鉑-501768 C C9.5879.587K鎳鉻鎳鉻鎳鉻鎳鉻 (鋁鋁) -2701370 C C41.27641.276E鎳鉻銅鎳鎳鉻銅鎳 (康銅康銅)270800 C C?幾種常用熱電偶的熱電勢與溫度的關(guān)系幾種常用熱電偶的熱電勢與溫度的關(guān)系 K系列熱電偶系列熱電偶熱電偶的冷端補償熱電偶的冷端補償理論上，熱電偶是冷端以理論上，熱電偶是冷端以00為標準進行測量的。然而，為標準進行

9、測量的。然而，通常測量時儀表是處于室溫之下的，但由于冷端不為通常測量時儀表是處于室溫之下的，但由于冷端不為00，造成了熱電勢差減小，使測量不準，出現(xiàn)誤差。因此為造成了熱電勢差減小，使測量不準，出現(xiàn)誤差。因此為減少誤差所做的補償措施就是冷端溫度補償減少誤差所做的補償措施就是冷端溫度補償 常用的補償方法：常用的補償方法：冰點法、熱電勢修正法、冷端補償器法、補償導(dǎo)線法冰點法、熱電勢修正法、冷端補償器法、補償導(dǎo)線法 補償導(dǎo)線原理補償導(dǎo)線原理是最常用的方法，即把熱電偶延長把冷端引至溫度較穩(wěn)定是最常用的方法，即把熱電偶延長把冷端引至溫度較穩(wěn)定的地方的地方( (通常為控制室通常為控制室) )，然后由人工來調(diào)

10、正冷端溫度，即，然后由人工來調(diào)正冷端溫度，即把儀表零點調(diào)至室溫把儀表零點調(diào)至室溫, ,或由儀表內(nèi)電路進行自動補償。對于或由儀表內(nèi)電路進行自動補償。對于貴金屬熱電偶把熱電偶延長也是不可能的，因為價格太高貴金屬熱電偶把熱電偶延長也是不可能的，因為價格太高行不通，就用熱電特性相近的賤金屬來做延長導(dǎo)線，中間行不通，就用熱電特性相近的賤金屬來做延長導(dǎo)線，中間溫度定則是應(yīng)用補償導(dǎo)線的理論基礎(chǔ)。補償導(dǎo)線并不能自溫度定則是應(yīng)用補償導(dǎo)線的理論基礎(chǔ)。補償導(dǎo)線并不能自動補償熱電偶冷端溫度的變化，僅只是將熱電偶冷端引至動補償熱電偶冷端溫度的變化，僅只是將熱電偶冷端引至溫度較穩(wěn)定的地方而已，補償還要由人工和儀表來進行。

11、溫度較穩(wěn)定的地方而已，補償還要由人工和儀表來進行。 補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線回路總熱電勢為回路總熱電勢為E=EAB(T,T0)+EAB(T0,T0)E=EAB(T,T0)EAB(T0,T0)=EAB(T0,T0)R型延長線 各種補償導(dǎo)線只能與相應(yīng)型號的熱電偶用；各種補償導(dǎo)線只能與相應(yīng)型號的熱電偶用； 使用時必須各極相連，切勿將其極性接反；使用時必須各極相連，切勿將其極性接反；如果用普通銅導(dǎo)線，根據(jù)熱電偶原理，接線處又如果用普通銅導(dǎo)線，根據(jù)熱電偶原理，接線處又會產(chǎn)生溫差電勢，就會產(chǎn)生測量誤差會產(chǎn)生溫差電勢，就會產(chǎn)生測量誤差 補償導(dǎo)線的正確使用補償導(dǎo)線的正確使用補償導(dǎo)線型號（續(xù)）補償導(dǎo)線型

12、號（續(xù)）型號型號配用熱電偶配用熱電偶正正-負負型號型號導(dǎo)線外皮導(dǎo)線外皮顏色顏色 正正-負負100 C時的時的熱電勢熱電勢/ mVRC R （鉑銠（鉑銠1313鉑）鉑）RC紅紅-綠綠 0.647NC N（鎳鉻硅鎳鉻硅鎳硅鎳硅）NC 紅紅-黃黃2.744EX E （鎳鉻鎳鉻銅鎳銅鎳）EX紅紅-棕棕6.319JXJ（鐵鐵銅鎳銅鎳）JX紅紅-紫紫5.264TX T （銅銅銅鎳銅鎳 ） TX紅紅-白白4.279四、熱電阻 的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它二次儀表上。 安裝要求 熱電阻應(yīng)盡量垂直裝在水平或垂直管道上，安裝時應(yīng)有保護套管，以方便檢修和更換 測量管道內(nèi)溫度時，元件長度應(yīng)在管道中心線上(即保護管插入深度應(yīng)為管徑的一半) 要根據(jù)不同的溫度選擇不同的測量元件。一般測量溫度小于400時選擇熱電阻 熱電阻熱電阻測溫元件不與被測對象接觸，而是通過熱輻射進測溫元件不與被測對象接觸，而是通過熱輻射進行熱交換，由熱輻射能大小算出被測對象溫度行熱交換，由熱輻射能大小算出被測對象溫度優(yōu)點：測量范圍廣，不破壞溫度場，響應(yīng)快，干優(yōu)點：測量范圍廣，不破壞溫度場，響應(yīng)快，干擾小，可用于測量運動的被測對象和