第四章溫度測(cè)量01ppt課件

1、第四章第四章 溫度測(cè)量溫度測(cè)量*概述概述1.溫度測(cè)量的重要性2.溫度的測(cè)量方法：計(jì)量某些與溫度相關(guān)的物理量3.溫度計(jì)的分類(1) 接觸式測(cè)溫特點(diǎn)：要求感溫元件侵入被測(cè)介質(zhì)或與被測(cè)對(duì)象 直接接觸，并且與被測(cè)介質(zhì)達(dá)到熱平衡。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)廉、系統(tǒng)簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)、可靠性好；缺點(diǎn)：干擾流場(chǎng)或破壞被測(cè)表面、頻響低、測(cè)溫 范圍有限、測(cè)量高溫高速介質(zhì)誤差大。第四章 溫度測(cè)量*概述品種：膨脹式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱電偶溫度 計(jì)等。(2) 非接觸式測(cè)溫特點(diǎn)：感溫元件與被測(cè)對(duì)象不直接接觸。優(yōu)點(diǎn)：不干擾流場(chǎng)和被測(cè)對(duì)象表面、靈敏度高、響應(yīng)快、測(cè)溫范圍廣尤其適于測(cè)高溫；缺點(diǎn)：對(duì)封閉殼體內(nèi)部對(duì)象不易實(shí)現(xiàn)、影響測(cè)溫精 度因素多、系

2、統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜、價(jià)格相對(duì)較高。品種：光學(xué)高溫計(jì)、紅外測(cè)溫儀等。第四章 溫度測(cè)量*概述4.溫標(biāo)(1) 常用溫標(biāo)：熱力學(xué)溫標(biāo)TK）、 攝氏溫標(biāo)t(C)、華氏溫標(biāo)t(F)(2) 換算關(guān)系： t(F)=9/5 t(C)+32 F T (K)=273.15 + t(C)5.本章主要內(nèi)容測(cè)溫儀表：電阻溫度計(jì)、熱電偶、示溫漆、亮度溫度計(jì)、比色高溫計(jì)、紅外熱像儀等；測(cè)溫對(duì)象：氣體高溫、高速氣體）、固體表面；校準(zhǔn)：靜態(tài)標(biāo)定和動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)。4.1熱電偶溫度計(jì) 熱電偶測(cè)溫原理熱電效應(yīng)：不同材料導(dǎo)體、閉合回路、接點(diǎn)溫度不同熱電偶：兩種不同材料構(gòu)成的這種熱電變換元件熱電極：構(gòu)成熱電偶的兩種不同材料的導(dǎo)體熱端：接點(diǎn)之一，也稱為工

3、作端或測(cè)量端冷端：接點(diǎn)之二，也稱為自由端或參考端熱電偶溫度計(jì) 熱電偶測(cè)溫原理接觸電勢(shì)eAB溫差電勢(shì)eA(T,T0)熱電偶溫度計(jì) 熱電偶測(cè)溫原理),(),()()(),(0000TTeTTeTeTeTTEBAABABAB總熱電勢(shì)=接觸電勢(shì)+溫差電勢(shì))()()()()()(000TeTeTeTeTeTeBBAAABAB)()()()()()(000TeTeTeTeTeTeABABABAB)()()()(00TETETETEBAABABAB熱電偶溫度計(jì) 熱電偶測(cè)溫原理熱電偶分度表：參考端溫度為0 時(shí)，熱電勢(shì)與測(cè)量端溫度t的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系如參考端溫度一定：如熱電偶材料一定：)()(),(00TfTfTT

4、EAB)()(),(0TCTfTTEAB NNABC1ABNABTeTeTeE 2熱電偶溫度計(jì) 熱電偶回路的性質(zhì)1、均質(zhì)材料定律 由一種均質(zhì)材料組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的截面、長(zhǎng)度及各處溫度分布如何，也不論兩個(gè)接點(diǎn)是否有溫差，都不會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，即回路中的總熱電勢(shì)為零。均質(zhì)：溫度變化10C熱電勢(shì)變化0.005mV以內(nèi)。熱電偶溫度計(jì) 熱電偶回路的性質(zhì)2、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)導(dǎo)體，只要插入導(dǎo)體兩端溫度相同，則對(duì)熱電偶的總熱電勢(shì)沒(méi)有影響。熱電偶溫度計(jì) 熱電偶回路的性質(zhì)中間溫度定律 ),(),(),(00ttEttEttEnABnABAB熱電偶溫度計(jì) 熱電偶回路的性質(zhì)連接導(dǎo)

5、線定律),(),(),(00ttEttEtttEnBAnABnAABB如果連接導(dǎo)線不是AB而是AB ，可以證明熱電偶溫度計(jì) 熱電偶回路的性質(zhì)補(bǔ)償導(dǎo)線：在一定溫度范圍內(nèi)，其熱電特性與被連接的熱電偶的熱電特性相接近的連接導(dǎo)線，稱為該熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線。補(bǔ)償導(dǎo)線的作用：(1) 將熱電偶參考端從溫度波動(dòng)的地方(tn)延伸到溫度穩(wěn)定的地方(t0)。(2) 節(jié)省貴金屬材料),(),(),(),(000ttEttEttEtttEABnABnABnAABB如tn在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，AB的熱電特性與AB的熱電特性接近，那么熱電偶溫度計(jì) 熱電偶材料熱電偶材料應(yīng)滿足的條件(1) 有較高的熱電勢(shì)輸出，線性好；(2) 測(cè)

6、溫范圍寬，物理、化學(xué)及熱電特性穩(wěn)定；(3) 電導(dǎo)率要高，電阻溫度系數(shù)和比熱小；(4) 易于復(fù)制，工藝性及互換性好，便于采用統(tǒng)一的分度表；(5) 機(jī)械性能和焊接性能要好;(6) 資源豐富價(jià)廉。熱電偶溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶定義：工藝成熟、應(yīng)用廣泛、熱電特性穩(wěn)定，并已列入工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化文件中，有統(tǒng)一分度表的那些熱電偶。(1) 鉑銠10-鉑熱電偶S型優(yōu)點(diǎn)：熱電特性穩(wěn)定，抗氧化性能好，便于復(fù)制，可用于精密測(cè)溫及作為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶；缺點(diǎn)：價(jià)格較貴，機(jī)械強(qiáng)度稍差，熱電勢(shì)小，靈敏度較低，在還原性氣氛及二氧化碳、硫、硅和碳所產(chǎn)生的蒸氣中易被沾污變質(zhì)，需加保護(hù)管；測(cè)溫范圍：01600 C；正負(fù)極識(shí)別：正極較硬，負(fù)極柔軟。熱電

7、偶溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶(2) 鉑銠30-鉑銠6熱電偶B型優(yōu)點(diǎn)：與S型熱電偶相比，穩(wěn)定性更好，測(cè)溫上限 更高，而且抗沾污能力好，機(jī)械強(qiáng)度好，由于室溫下其熱電勢(shì)極小，故一般不需要參考端溫度補(bǔ)正；缺點(diǎn)：價(jià)格比S型更貴，熱電勢(shì)更小，靈敏度更低；測(cè)溫范圍：6001800 C；正負(fù)極識(shí)別：正極較硬，負(fù)極稍軟。熱電偶溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶(3) 鎳鉻-鎳硅熱電偶K型優(yōu)點(diǎn)：熱電特性呈近似線性關(guān)系，熱電勢(shì)率大，靈 敏度高，價(jià)廉，機(jī)械強(qiáng)度好。500 C以下可在還原、中性和氧化性氣氛中可靠地工作。絲徑范圍大；缺點(diǎn)：500 C以上只能在中性和氧化性氣氛中工作；測(cè)溫范圍：室溫1300 C；正負(fù)極識(shí)別：正極不親磁，負(fù)極稍親磁。

8、熱電偶溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶(4) 銅-康銅熱電偶T型優(yōu)點(diǎn)：熱電勢(shì)率大，熱電特性較好，易復(fù)制、價(jià)廉；缺點(diǎn)：易氧化，使用溫度不宜超過(guò)300 C。測(cè)溫范圍：-200300 C；正負(fù)極識(shí)別：正極紅色，負(fù)極銀白色。熱電偶溫度計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶(1) 鎢錸系熱電偶(鎢錸5-鎢錸20、鎢錸5-鎢錸26、鎢 錸3-鎢錸25等)特點(diǎn)：超高溫?zé)犭姌O材料，熱電極本身使用溫度可達(dá)2800 C。熱電特性幾乎呈線性、靈敏度高。但抗氧化性能差。(2) 銥銠系熱電偶(銥銠40-銥、銥銠50-銥、銥銠60-銥等)特點(diǎn)：是目前在真空和中性氣氛中，特別是氧化性氣氛中唯一可長(zhǎng)期測(cè)量2000 C高溫的熱電偶。熱電偶溫度計(jì)熱電偶的基本結(jié)構(gòu)(

9、1) 裸絲(2) 帶包皮熱電偶塑料包皮：耐溫100 C以下；氟塑料包皮：耐溫300 C以下；玻璃絲包皮：耐溫500 C以下；石英包皮：耐溫900 C以下。1-接線盒；2-保護(hù)套管；3-絕緣套管；4-熱電偶絲熱電偶溫度計(jì)熱電偶的基本結(jié)構(gòu)要求：(1) 在整個(gè)測(cè)溫范圍內(nèi)能可靠地工作；(2) 有足夠的絕緣電阻及電絕緣強(qiáng)度；(3) 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、耐振和耐熱沖擊等。熱電偶溫度計(jì)熱電偶的基本結(jié)構(gòu)鎧裝熱電偶a. 構(gòu)造：熱電偶絲、絕緣材料、金屬套管三者組 合冷加工，由粗坯逐步拉制而成；b.特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：尺寸小，測(cè)量端熱容小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；機(jī)械強(qiáng)度好，能耐高壓、耐強(qiáng)震動(dòng)、耐沖擊；撓性好；缺點(diǎn)：絕緣材料易吸潮，斷口處

10、要立即用環(huán)氧樹脂封口，使用前要烘烤，并檢查絕緣性能；如太硬，還要進(jìn)行退火處理。熱電偶溫度計(jì)熱電偶的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)造：由兩種金屬薄膜連接而成。有片狀、針狀和熱電極材料直接蒸鍍?cè)诒粶y(cè)表面上三種形式。特點(diǎn)：測(cè)量端小而薄，約為0.010.1m。故響應(yīng)快，時(shí)間常數(shù)為微秒級(jí)。測(cè)溫上限受粘接劑耐熱性的影響，一般到300 C(4) 薄膜熱電偶1-熱電極；2-熱接點(diǎn)；3-絕緣基板；4-引出線熱電偶溫度計(jì) 熱電偶參考端溫度處理(1) 冰點(diǎn)法保持參考端溫度為0C1冰水混合物；2保溫瓶；3油類或酒精；4蒸溜水；5試管； 6蓋；7銅導(dǎo)線；8顯示儀表 熱電偶溫度計(jì) 熱電偶參考端溫度處理) 0 ,(), () 0 , (00t

11、EttEtEABABAB(2) 參考端溫度t0為不等于0C的定值(a) 熱電勢(shì)修正法(b) 調(diào)整儀表起始點(diǎn)法熱電偶溫度計(jì) 熱電偶參考端溫度處理(3) 參考端溫度t0波動(dòng)時(shí)的補(bǔ)償方法a. 補(bǔ)償導(dǎo)線法作用：將參考端從溫度波動(dòng)的地方延伸到溫度較低而且較穩(wěn)定的新位置；標(biāo)準(zhǔn)熱電偶配對(duì)補(bǔ)償導(dǎo)線：S、B型銅-銅鎳或B型用銅線；K型補(bǔ)償型為銅-銅鎳，延伸型為本身；T型為銅-銅鎳。本卷須知： 必須配對(duì)使用；極性切勿接反；兩連接點(diǎn)溫度必須相同，且不超過(guò)規(guī)定的溫度范圍。既然延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線材料與熱電偶本身一樣，為何還要使用補(bǔ)償導(dǎo)線？第二節(jié) 熱電偶溫度計(jì) 2.5 熱電偶參考端溫度處理b. 冷端溫度補(bǔ)償器)20,(nAB

12、tE)20,()20,(),(tEtEttECDnCDnCD根據(jù)中間溫度定律原理：根據(jù)電橋平衡原理，讓電橋在20 C時(shí)達(dá)到平衡，當(dāng)偏離20 C時(shí)，電橋輸出熱電偶溫度計(jì) 熱電偶參考端溫度處理c. 溫度補(bǔ)償盒作用：在不需要外部電源的情況下，為多點(diǎn)熱電偶參考端提供均勻的、穩(wěn)定的、已知的溫度場(chǎng)。高精度鉑電阻溫度計(jì)置于該裝置內(nèi)，用來(lái)修正熱電偶參考端的溫度。主要技術(shù)指標(biāo)：溫度均勻性：各通道間溫差小于0.2 C；絕緣電阻：各通道之間，通道對(duì)地，500M；使用環(huán)境溫度：-40 C+60 C。 熱電偶溫度計(jì)熱電偶測(cè)溫回路熱電偶溫度計(jì)差動(dòng)熱電偶注意：(1) 兩支熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線延伸出來(lái)的新冷端溫度必須相同；(2)

13、兩支熱電偶的熱電勢(shì)E和溫度T之間的關(guān)系必須呈線性。熱電偶溫度計(jì)熱電偶并聯(lián)測(cè)量線路目的：用于測(cè)量多點(diǎn)溫度的平均值。)(31321EEEE注意：只有當(dāng)三支熱電偶均工作在線性部分時(shí)，該電勢(shì)平均值才能代表各點(diǎn)溫度的平均值熱電偶溫度計(jì) 熱電偶的校驗(yàn)?zāi)康模罕ＷC和提高熱電偶精度；方法：定點(diǎn)法和比較法。定點(diǎn)法：利用純金屬(如金、銀、鋅、銻、銅等) 在熔化或凝固過(guò)程中，其平衡點(diǎn)具有固定不變的溫度作為檢定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)被檢熱電偶進(jìn)行分度。比較法：利用高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)儀器，在電阻爐或恒溫槽中直接比較的一種分度方法。 熱電偶溫度計(jì) 熱電偶的校驗(yàn)熱電偶溫度計(jì) 熱電偶的校驗(yàn)熱電偶溫度計(jì) 熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的誤差分析(1) 熱電阻偶分度

14、誤差1(2) 補(bǔ)償導(dǎo)線誤差2(3) 冷端線補(bǔ)償器誤差3(4) 測(cè)量?jī)x表的基本誤差4電阻溫度計(jì) 概述(1) 定義：利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化 的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度的溫度計(jì)叫電阻溫度計(jì)。(2) 分類：熱電阻、熱敏電阻。a.熱電阻定義：感溫元件是導(dǎo)體。溫度特性：隨著溫度的升高電阻值升高。一般溫度 每升高1 C，電阻值升高0.40.6%。)1 (320CtBtAtRRt電阻值與溫度之間的關(guān)系為：電阻溫度計(jì) 概述b.熱敏電阻定義：感溫元件是半導(dǎo)體。溫度特性：隨著溫度的升高電阻值下降。一般溫度 每升高1 C，電阻值下降36%。電阻值與溫度之間的關(guān)系為：)/exp(TBART電阻溫度計(jì) 概述(4) 特點(diǎn)

15、優(yōu)點(diǎn)：性能穩(wěn)定、靈敏度高、精度高、無(wú)參考端溫度補(bǔ)償問(wèn)題、測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、適于中低溫測(cè)量。缺點(diǎn)：一般熱慣性較大、不能測(cè)點(diǎn)的溫度、精度受導(dǎo)線電阻影響。(5) 常用電阻溫度計(jì)鉑熱電阻、銅熱電阻(3) 材料要求 在測(cè)溫范圍內(nèi)化學(xué)及物理性能穩(wěn)定，電阻溫度系數(shù)大、熱容量小、電阻與溫度之間的關(guān)系近于線性、容易復(fù)制和價(jià)格便宜等。電阻溫度計(jì) 鉑熱電阻(2) 溫度系數(shù)：=0.003850 C -1(3) 常用鉑電阻溫度計(jì)：Pt100和Pt10(4) 常用溫度范圍： 200850 C (5) 允差：A級(jí)(0.15+0.002|t|)、B級(jí)(0.3+0.005|t|)(6) 優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)物理性能穩(wěn)定、測(cè)溫精度高、易復(fù)制；

16、缺點(diǎn)：價(jià)格相對(duì)昂貴、不易在還原氣氛中使用。)1 (:850020BtAtRRCt)100(1 :0200320tCtBtAtRRCt(1) 溫度-電阻關(guān)系電阻溫度計(jì) 銅熱電阻(1) 溫度-電阻關(guān)系：Rt=R0(1+t)(2) 溫度系數(shù)：=0.004280 C -1(3) 常用銅電阻溫度計(jì)：Cu100和Cu50(4) 常用溫度范圍： -50150 C (5)允差：0.1% R0(6) 優(yōu)點(diǎn)：電阻與溫度有良好的線性關(guān)系、溫度系數(shù)比鉑大、易復(fù)制、價(jià)廉；缺點(diǎn)：易氧化、溫度范圍小、尺寸大、響應(yīng)較慢電阻溫度計(jì) 熱敏電阻熱敏電阻是由氧化錳、氧化鎳、氧化鐵等金屬氧化物燒結(jié)而成的。(1) 溫度-電阻關(guān)系：)11

17、(00)()(TTBeTRTR(4) 優(yōu)點(diǎn)：溫度系數(shù)大、靈敏度高、不受引線電阻影響便于遠(yuǎn)距離測(cè)量、可制成任意大小和形狀、薄膜熱敏電阻的響應(yīng)可到毫秒量級(jí)；缺點(diǎn)：無(wú)統(tǒng)一分度表、非線性嚴(yán)重、互換性差、不適于高溫測(cè)量。(2) 溫度系數(shù)：=-B/T2(3) 常用溫度范圍： -170300 C電阻溫度計(jì) 熱電阻的結(jié)構(gòu)1-引出線；2-鉑絲；3- 云母骨架；4-保護(hù)用云母片；5-銀綁帶；6-鉑電阻橫截面；7-保護(hù)套管；8-石英骨架；9-法蘭；10-接線盒(b) 銅電阻 1- 引線；2-塑料骨架； 3-銅線；4-內(nèi)保護(hù)套管；5-外保護(hù)套管 (a) 鉑電阻電阻溫度計(jì) 熱電阻測(cè)量電路平衡電橋法(1) 兩線制batx

18、rrRR設(shè)3312RRRRRx電橋平衡時(shí):由于ra和rb受環(huán)境溫度影響，因而無(wú)法精確測(cè)出Rt，從而帶來(lái)測(cè)量誤差。電阻溫度計(jì) 熱電阻測(cè)量電路電橋平衡時(shí):Rt+ra=(R3+rb)R2/R1 =R3+rb；其中： R1 =R2， ra=rb=rc那么：Rt=R3示值精度：0.5級(jí)記錄精度：1.0級(jí)(2) 三線制電阻溫度計(jì) 熱電阻測(cè)量電路動(dòng)圈式儀表原理：國(guó)產(chǎn)動(dòng)圈式儀表的型號(hào)為XCZ102，精度為1.0級(jí)。本卷須知：不允許在斷開熱電阻時(shí)接通動(dòng)圈式儀表的電源，不然，會(huì)因動(dòng)圈內(nèi)有過(guò)大電流而損壞儀表。 電阻溫度計(jì)熱電阻測(cè)量電路 電位差計(jì)NtNtttNNUURRIRURUI電阻溫度計(jì)熱電阻測(cè)量電路 恒流源法I

19、URtt特點(diǎn)：恒流源內(nèi)阻高，可不計(jì)導(dǎo)線電阻的影響。精度只取決于恒流源的精度。電阻溫度計(jì) 熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)誤差分析(1) 熱電阻分度誤差1(2) 自熱效應(yīng)誤差2(3) 導(dǎo)線電阻變化帶來(lái)的誤差3(4) 顯示儀表的基本誤差4接觸式測(cè)溫技術(shù)及誤差分析 概述接觸式測(cè)溫感受元件輸出被測(cè)對(duì)象溫度的兩個(gè)必須滿足的條件：熱力學(xué)平衡：感受元件與被測(cè)對(duì)象組成熱力學(xué)孤立系統(tǒng)，并達(dá)到熱平衡。響應(yīng)速度：響應(yīng)能夠無(wú)延遲地跟隨被測(cè)對(duì)象溫度的變化而變化，即要使溫度計(jì)的熱容和熱阻都為零。接觸式測(cè)溫技術(shù)及誤差分析 概述解決辦法：(1) 分析被測(cè)對(duì)象，選擇合理的測(cè)溫技術(shù)，盡可能地減小各種影響測(cè)溫準(zhǔn)確度的因素；(2) 通過(guò)對(duì)各種影響因素

20、的分析，使用簡(jiǎn)化的模型來(lái)對(duì)溫度計(jì)的輸出進(jìn)行一些近似的修正，以獲得準(zhǔn)確的溫度值。流體溫度測(cè)量接觸式測(cè)溫技術(shù)的一般問(wèn)題及熱平衡方程)(0jgTTAQ(2) 測(cè)量端與周圍環(huán)境之間的輻射換熱(3) 測(cè)量端的導(dǎo)熱xTfQj442 , 10wjsRTTXAQ440wjTTA 測(cè)量端與氣流之間 的對(duì)流換熱流體溫度測(cè)量接觸式測(cè)溫技術(shù)的一般問(wèn)題及熱平衡方程tTcVQjs(4) 測(cè)量端的儲(chǔ)熱測(cè)量端的熱平衡方程式為:srQQQQ即有：tTAcVxTAfTTTTTjjwjjg)()(0044從而得到：tTcVxTfTTATTAjjwjjg)()(4400流體溫度測(cè)量影響接觸式測(cè)溫的因素傳熱方面的原因：包括輻射和導(dǎo)熱誤

21、差；氣動(dòng)原因：速度誤差；動(dòng)態(tài)響應(yīng)原因：動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差；催化效應(yīng)和火焰穩(wěn)定效應(yīng)：氣體溫度測(cè)量 高速氣流溫度測(cè)量及速度誤差分析總溫：氣流速度絕能等熵滯止到零時(shí)的溫度。pvcvTTTT22*其中：T為靜溫，代表氣體分子無(wú)序運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能； Tv為動(dòng)溫，表示氣體分子定向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。 由于氣流靜溫不容易測(cè)量，通常都是通過(guò)測(cè)量總溫與速度來(lái)求得。氣體溫度測(cè)量 高速氣流溫度測(cè)量及速度誤差分析2*111)(kkTT22221112aaMkMk2*2111)(aaMkTTM氣體動(dòng)力學(xué)函數(shù)：馬赫數(shù)與速度系數(shù)之間的關(guān)系為：氣體溫度測(cè)量 高速氣流溫度測(cè)量及速度誤差分析有效溫度Tg：當(dāng)溫度探針置于氣流中時(shí)，它感受到的溫度由于氣

22、流部分滯止而高于靜溫，但又不能完全滯止而低于總溫，此溫度稱為有效溫度。復(fù)溫系數(shù)：)2/(2*pggcvTTTTTTr*22*21121)1 (TMkMkrTTTgv速度誤差：氣體溫度測(cè)量 高速氣流溫度測(cè)量及速度誤差分析影響速度誤差的因素(1) 復(fù)溫系數(shù)越小，速度誤差越大；(2) Ma數(shù)越高，速度誤差越大。減小速度誤差的措施(1) 采用滯止罩，并使測(cè)量端平行于氣流方向；目的：使流過(guò)測(cè)量端的氣流速度降低到一定程度，從而使速度誤差減小到允許范圍之內(nèi)而予以忽略。一般講，當(dāng)流過(guò)測(cè)量端的氣流Ma數(shù) 10時(shí)，導(dǎo)熱誤差就比較小了。但當(dāng)Re數(shù)很低，而且準(zhǔn)確度要求較高時(shí)，則要求L/d20。氣體溫度測(cè)量 導(dǎo)熱誤差分

23、析(2) 選用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料做熱電極、絕緣套管、支桿及屏蔽罩等，以增加導(dǎo)熱熱阻；(3) 增大對(duì)流換熱系數(shù)；(4) 提高安裝座溫度。氣體溫度測(cè)量 導(dǎo)熱誤差分析氣體溫度測(cè)量 動(dòng)態(tài)氣流溫度測(cè)量及動(dòng)態(tài)誤差分析動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量：氣流溫度隨時(shí)間變化的不穩(wěn)定狀態(tài)的溫度測(cè)量。 動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差：由于熱電偶本身具有熱慣性，所以熱電偶測(cè)量端溫度Tj的變化不但在時(shí)間上滯后于Tg的變化，而且在量值上也將偏離Tg，其偏差Tg-Tj即為熱電偶的動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差。熱平衡方程式：sQQ dtdTVcTTAjjg)(00AVcdtdTTTTjjgdtdTAVcTTjjg0dtdTTTjjg令時(shí)間常數(shù)：動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差：氣體溫度測(cè)量 動(dòng)態(tài)氣流

24、溫度測(cè)量及動(dòng)態(tài)誤差分析氣體溫度測(cè)量 動(dòng)態(tài)氣流溫度測(cè)量及動(dòng)態(tài)誤差分析時(shí)間常數(shù) 的測(cè)定(1) 熱電偶對(duì)溫度階躍的響應(yīng)第三節(jié) 氣體溫度測(cè)量 3.5 動(dòng)態(tài)氣流的溫度測(cè)量)(632. 0)(11 (000ggggjjTTTTeTTtjgjgeTTTT)(0通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差公式積分得到：);(368. 01)(00jgjgjgTTeTTTT當(dāng)t= 時(shí)：或(2) 參考時(shí)間常數(shù)：0AVcs氣體溫度測(cè)量 動(dòng)態(tài)氣流溫度測(cè)量及動(dòng)態(tài)誤差分析減小動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差的方法(1) 采用尺寸較小和V/A0較小的測(cè)量端；(2) 增大換熱系數(shù)；(3) 控制導(dǎo)熱的影響氣體溫度測(cè)量 催化效應(yīng)及火焰穩(wěn)定效應(yīng) 催化效應(yīng)：可燃?xì)怏w遇到貴金屬時(shí)

25、，會(huì)在貴金屬的催化作用下進(jìn)行燃燒，從而使測(cè)量端溫度偏高。 影響催化效應(yīng)的主要因素有：(1) 熱電極材料和燃?xì)獾某煞旨皾舛龋?2) 燃?xì)鉁囟龋?3) 氣流速度；(4) 熱電極表面狀況。氣體溫度測(cè)量 催化效應(yīng)及火焰穩(wěn)定效應(yīng)火焰穩(wěn)定效應(yīng)：當(dāng)熱電偶插入燃?xì)鈺r(shí)，由于其下游形成低速回流區(qū)，因此就可能形成穩(wěn)定的火焰，從而使測(cè)量端溫度偏高。 熱電偶的火焰穩(wěn)定效應(yīng)所引起的偏差，將隨燃?xì)鉂舛?、溫度及熱電偶直徑的減小而減小。在一般情況下，這種效應(yīng)可不予考慮。 總溫?zé)犭娕嫉脑O(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則總溫?zé)犭娕迹涸跓犭娕嫉慕Y(jié)構(gòu)上采取一定措施，把熱電偶的速度誤差、傳熱誤差和動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差減小到允許的誤差范圍之內(nèi)，使測(cè)溫時(shí)能直接讀取氣流總

26、溫的熱電偶。減小誤差的主要措施為：(1) 裝滯止罩，降低罩內(nèi)氣流速度以減小速度誤差(2) 裝屏蔽罩及增加罩內(nèi)氣流速度以減小輻射誤差(3) 增加裸絲侵入長(zhǎng)度及增加流過(guò)測(cè)量端的氣流速度以減小導(dǎo)熱誤差； (4) 減小測(cè)量端尺寸及其體積V和表面積A0的比值V/A0，并增加流過(guò)測(cè)量端的氣流速度以減小動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差?？倻?zé)犭娕嫉脑O(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則總溫?zé)犭娕荚O(shè)計(jì)需考慮的主要因素：(1) 溫度范圍；(2) 測(cè)量位置；(3) 強(qiáng)度；(4) 測(cè)溫目的(精度要求)；(5) 主要誤差源；(6) 堵塞；(7) 安裝方式；(8) 加工難度。總溫?zé)犭娕嫉脑O(shè)計(jì)屏罩設(shè)計(jì));crvTTTT(1) 確定屏罩最佳內(nèi)流速度;2)1 (2pvcvrT其中：;44wjrTTT;4dLchTTTbgcmmvdB)(1總溫?zé)犭?/p>