溫度檢測及儀表

1、2022-4-21檢測儀表溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表2022-4-21檢測儀表 本本節(jié)節(jié)主主要要內(nèi)內(nèi)容容一、膨脹式溫度計一、膨脹式溫度計二、壓力式溫度計二、壓力式溫度計四、熱電偶溫度計四、熱電偶溫度計三、輻射式溫度三、輻射式溫度計計五、熱電阻溫度計五、熱電阻溫度計2022-4-21檢測儀表溫度計的分類溫度計的分類 溫度測量范圍甚廣，有的處于接近絕對零度的低溫度測量范圍甚廣，有的處于接近絕對零度的低溫，有的要在幾千度的高溫下進行，這樣寬的測量溫，有的要在幾千度的高溫下進行，這樣寬的測量范圍，需要各種不同的測溫方法和測溫儀表。范圍，需要各種不同的測溫方法和測溫儀表。 按測量方式分為接觸式和非接觸

2、式按測量方式分為接觸式和非接觸式 按工作原理分為膨脹式溫度計、壓力式溫度計、按工作原理分為膨脹式溫度計、壓力式溫度計、熱電偶溫度計、熱電阻溫度計和輻射高溫計。熱電偶溫度計、熱電阻溫度計和輻射高溫計。2022-4-21檢測儀表1接觸法測溫：敏感元件直接與被測對象接觸，通過傳接觸法測溫：敏感元件直接與被測對象接觸，通過傳導(dǎo)或?qū)α鬟_到熱平衡，反映被測對象的溫度。導(dǎo)或?qū)α鬟_到熱平衡，反映被測對象的溫度。優(yōu)點：直觀、可靠。優(yōu)點：直觀、可靠。缺點：缺點：存在負載效應(yīng)，存在負載效應(yīng)， 受到測量條件的限制，不能充分接觸，使檢測受到測量條件的限制，不能充分接觸，使檢測 元件溫度與被測對象溫度不一致。元件溫度與被

3、測對象溫度不一致。 熱量傳遞需要一定時間造成測溫滯后現(xiàn)象。熱量傳遞需要一定時間造成測溫滯后現(xiàn)象。（動態(tài)誤差）（動態(tài)誤差）2非接觸法測溫：檢測部分與被測對象不直接接觸，所非接觸法測溫：檢測部分與被測對象不直接接觸，所以不破壞原有溫度場。通常用來測量以不破壞原有溫度場。通常用來測量1000以上的移以上的移動、旋轉(zhuǎn)、或反映迅速的高溫物體。動、旋轉(zhuǎn)、或反映迅速的高溫物體。2022-4-21檢測儀表防爆熱電阻防爆熱電阻溫度傳感器溫度傳感器2022-4-21檢測儀表室外溫度傳感器室外溫度傳感器裝配式熱電偶裝配式熱電偶2022-4-21檢測儀表一、一、 膨脹式溫度計膨脹式溫度計 膨脹式溫度計是基于物體受熱時

4、體積膨脹的膨脹式溫度計是基于物體受熱時體積膨脹的性質(zhì)制成的，測溫敏感元件在受熱后尺寸或體積性質(zhì)制成的，測溫敏感元件在受熱后尺寸或體積發(fā)生變化，采取一些簡便方法，測出它的尺寸或發(fā)生變化，采取一些簡便方法，測出它的尺寸或體積變化的大小。體積變化的大小。分類：分類：液體膨脹式、固體膨脹式液體膨脹式、固體膨脹式2022-4-21檢測儀表（一）工作原理（一）工作原理w利用玻璃管內(nèi)液體的體積隨溫度利用玻璃管內(nèi)液體的體積隨溫度的升高而膨脹的原理。的升高而膨脹的原理。w組成：液體存儲器、毛細管、標(biāo)組成：液體存儲器、毛細管、標(biāo)尺、安全泡四部分。尺、安全泡四部分。w液體可為：水銀、酒精、甲苯等。液體可為：水銀、酒

5、精、甲苯等。w當(dāng)溫度超過當(dāng)溫度超過300時，應(yīng)采用硅時，應(yīng)采用硅硼玻璃，硼玻璃，500500以上要采用石英玻以上要采用石英玻璃。璃。一、玻璃管溫度計一、玻璃管溫度計42022-4-21檢測儀表（二）結(jié)構(gòu)與類型（二）結(jié)構(gòu)與類型棒式玻璃溫度計棒式玻璃溫度計內(nèi)標(biāo)式玻璃溫度計內(nèi)標(biāo)式玻璃溫度計電接點式溫度計電接點式溫度計2022-4-21檢測儀表利用水銀的熱脹冷縮和水銀利用水銀的熱脹冷縮和水銀的導(dǎo)電性。的導(dǎo)電性。功能功能:(:(1 1）指示溫度，）指示溫度， （2 2）恒溫自動控制。）恒溫自動控制。 電接點式溫度計電接點式溫度計2022-4-21檢測儀表2022-4-21檢測儀表玻璃棒溫度計玻璃棒溫度計

6、2022-4-21檢測儀表（三）（三）誤差分析誤差分析（1）玻璃材料有較大的熱滯后效應(yīng)。）玻璃材料有較大的熱滯后效應(yīng)。（2）溫度計插入深度不夠?qū)⒁鹫`差，）溫度計插入深度不夠?qū)⒁鹫`差，（3）非線性誤差）非線性誤差（4）工作液的遲滯性）工作液的遲滯性（5）讀數(shù)誤差）讀數(shù)誤差2022-4-21檢測儀表液柱應(yīng)全部浸入被測介質(zhì)中。液柱應(yīng)全部浸入被測介質(zhì)中。若只有部分液柱若只有部分液柱被浸沒時，應(yīng)對指示值進行修正。被浸沒時，應(yīng)對指示值進行修正。 )(attnt某水銀溫度測量水溫為某水銀溫度測量水溫為90，插入處刻度為，插入處刻度為10，環(huán)境溫度為環(huán)境溫度為10 ，則測量誤差為，則測量誤差為-1.024

7、n: 露出液體部分所占的刻度數(shù)，露出液體部分所占的刻度數(shù)， : 工作液體對工作液體對玻璃的相對體膨脹系數(shù)（汞玻璃的相對體膨脹系數(shù)（汞0.00016，灑精，灑精0.000103），），t: 溫度計的示值，溫度計的示值，ta: 露出液柱部露出液柱部分所處的環(huán)境溫度分所處的環(huán)境溫度2022-4-21檢測儀表水銀溫度計的特點水銀溫度計的特點 （1）水銀不易氧化；）水銀不易氧化； （2）不沾玻璃；）不沾玻璃； （3）易提純；）易提純； （4）能在很大溫度范圍內(nèi)（）能在很大溫度范圍內(nèi)（-36365）保持液態(tài)；保持液態(tài)； （5）特別是在）特別是在200以下它的體積膨脹與溫以下它的體積膨脹與溫度幾乎呈線性關(guān)系

8、。度幾乎呈線性關(guān)系。2022-4-21檢測儀表玻璃管液體溫度計使用注意事項玻璃管液體溫度計使用注意事項（1）溫度計與被測介質(zhì)應(yīng)接觸足夠長的時間，以使）溫度計與被測介質(zhì)應(yīng)接觸足夠長的時間，以使溫度計與被測介質(zhì)達到熱平衡。溫度計與被測介質(zhì)達到熱平衡。 （2） 讀數(shù)時，視線應(yīng)與標(biāo)盡垂直，并與液柱于同一讀數(shù)時，視線應(yīng)與標(biāo)盡垂直，并與液柱于同一水平面上，手持溫度計頂端的小耳環(huán)，不可觸摸標(biāo)水平面上，手持溫度計頂端的小耳環(huán)，不可觸摸標(biāo)尺。尺。（3）全浸溫度計感溫液部分全部浸入被測介質(zhì)。）全浸溫度計感溫液部分全部浸入被測介質(zhì)。（4）不應(yīng)有斷柱、氣泡等產(chǎn)生。）不應(yīng)有斷柱、氣泡等產(chǎn)生。（5）要定期檢定。）要定期檢

9、定。2022-4-21檢測儀表二二.固體膨脹式溫度計固體膨脹式溫度計工作原理工作原理 利用固體受熱膨脹原理制利用固體受熱膨脹原理制成的溫度計成的溫度計1. 桿式溫度計桿式溫度計 利用固體（一般采用膨脹利用固體（一般采用膨脹系數(shù)較大的金屬）材料系數(shù)較大的金屬）材料構(gòu)成構(gòu)成2022-4-21檢測儀表2 雙金屬溫度計雙金屬溫度計它的感溫元件是由膨它的感溫元件是由膨脹系數(shù)不同的兩種金脹系數(shù)不同的兩種金屬片牢固地結(jié)合在一屬片牢固地結(jié)合在一起制成。起制成。l可作溫度繼電控制、極可作溫度繼電控制、極值溫度控制信號值溫度控制信號固定端固定端自由端自由端BBAA2022-4-21檢測儀表雙金屬溫度計雙金屬溫度計

10、2022-4-21檢測儀表（一）工作原理與結(jié)構(gòu)形式（一）工作原理與結(jié)構(gòu)形式1 原理原理 壓力式溫度計是利用密封系統(tǒng)中測溫物質(zhì)的壓壓力式溫度計是利用密封系統(tǒng)中測溫物質(zhì)的壓力隨溫度變化來測溫；力隨溫度變化來測溫；2 分類分類按所充物質(zhì)相態(tài)分充氣式、充液式、蒸發(fā)式按所充物質(zhì)相態(tài)分充氣式、充液式、蒸發(fā)式按功能分：指示式、記錄式、報警式和溫度按功能分：指示式、記錄式、報警式和溫度調(diào)節(jié)式等調(diào)節(jié)式等二、二、 壓力式溫度計壓力式溫度計2022-4-21檢測儀表利用液體的蒸發(fā)或氣體利用液體的蒸發(fā)或氣體的膨脹而引起的壓力變的膨脹而引起的壓力變化進行測量?；M行測量。溫包：溫包：傳熱、容納膨傳熱、容納膨脹介質(zhì)；脹介

11、質(zhì)；毛細管：毛細管：傳遞壓力；傳遞壓力；彈簧管：彈簧管：顯示壓力顯示壓力（溫度）。（溫度）?？箍拐鹫饓簤毫αΡ肀? 組成組成 溫包、毛細管、感壓元件溫包、毛細管、感壓元件（彈簧管、波紋管等）（彈簧管、波紋管等）2022-4-21檢測儀表（二）（二）使用方法與特點使用方法與特點對毛細管采取保護措施，防對毛細管采取保護措施，防止損壞；注意安裝方式與位止損壞；注意安裝方式與位置對精度的影響。置對精度的影響。特點：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，特點：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，刻度清晰，防爆。精度差，刻度清晰，防爆。精度差，示值滯后時間長，毛細管易示值滯后時間長，毛細管易損壞。損壞。2022-4-21檢測儀表河北凱瑞賀

12、儀表廠壓力式溫度計河北凱瑞賀儀表廠壓力式溫度計2022-4-21檢測儀表三、輻射式溫度計三、輻射式溫度計 通過特定波長光波的強度或熱輻射強度來確定光源通過特定波長光波的強度或熱輻射強度來確定光源溫度。溫度。 輻射式溫度計：測定熱輻射強度；輻射式溫度計：測定熱輻射強度； 光學(xué)溫度計：采用光學(xué)分頻法，測定不同頻率光波的光學(xué)溫度計：采用光學(xué)分頻法，測定不同頻率光波的強度比值；強度比值； 比色法溫度計：直接通過可見光顏色的對比，確定光比色法溫度計：直接通過可見光顏色的對比，確定光源溫度。源溫度。 輻射式溫度計，通常用于測量高溫條件，特別是光輻射式溫度計，通常用于測量高溫條件，特別是光學(xué)溫度計和比色溫度

13、計需要利用物體在高溫下發(fā)射的可學(xué)溫度計和比色溫度計需要利用物體在高溫下發(fā)射的可見光進行檢測。見光進行檢測。2022-4-21檢測儀表攜帶式紅外輻射溫度計攜帶式紅外輻射溫度計 IR-TA Fluke 60 系列手持式紅外溫度計系列手持式紅外溫度計 2022-4-21檢測儀表四、熱電偶溫度計四、熱電偶溫度計 根據(jù)熱電現(xiàn)象制成的測溫儀表根據(jù)熱電現(xiàn)象制成的測溫儀表 。 測量范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，精度高，便于測量范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，精度高，便于信號的遠傳、自動記錄和集中控制。信號的遠傳、自動記錄和集中控制。ABCC 一、特點一、特點 二、組成二、組成熱電偶測量儀表導(dǎo)線感溫元件為熱電偶感溫元

14、件為熱電偶 熱端 冷端 冷端 熱電極 2022-4-21檢測儀表 三、熱電偶測量原理三、熱電偶測量原理AB1eAB(t0)21ABB2t0t0eAB(t) 熱電現(xiàn)象熱電現(xiàn)象 取兩根不同材料的金屬導(dǎo)線取兩根不同材料的金屬導(dǎo)線A和和B,如上圖將兩端焊在一起，這如上圖將兩端焊在一起，這樣就組成了一個閉合回路。將接點樣就組成了一個閉合回路。將接點1處加熱，使其溫度處加熱，使其溫度t高于接點高于接點2處的溫度處的溫度t0，那么在此回路中就有電勢產(chǎn)生，如果將金屬，那么在此回路中就有電勢產(chǎn)生，如果將金屬B斷開，斷開，在回路中串聯(lián)一只直流毫伏計，如上圖右，就可看到毫伏計中有在回路中串聯(lián)一只直流毫伏計，如上圖右

15、，就可看到毫伏計中有電勢指示，這就是熱電現(xiàn)象。電勢指示，這就是熱電現(xiàn)象。2022-4-21檢測儀表不同金屬具有不同的電子密度；不同金屬具有不同的電子密度；兩種金屬接觸面因為電子的擴散作用而產(chǎn)生電場兩種金屬接觸面因為電子的擴散作用而產(chǎn)生電場熱電現(xiàn)熱電現(xiàn)象；象；電子在擴散作用和電場力作用下最終達到平衡；電子在擴散作用和電場力作用下最終達到平衡；電場強度僅僅與金屬電場強度僅僅與金屬A、B的材料及接觸面溫度的材料及接觸面溫度t有關(guān)。有關(guān)。+-擴散作用擴散作用電場作用電場作用金屬金屬A金屬金屬B 熱電勢（熱電勢（eAB)金屬金屬A金屬金屬B+-平衡時平衡時eAB2022-4-21檢測儀表 測量原理測量原

16、理E(t、t0)= eAB(t)- eAB(t0) AB +-eAB(t)+-+-R2eAB(t)eAB(t0)R1等效電路圖等效電路圖R1-熱電極熱電極A的等效電阻的等效電阻R2-熱電極熱電極B的等效電阻的等效電阻eAB(t)-1點的熱電勢點的熱電勢eAB(t0)-2點的熱電勢點的熱電勢21eAB(t0)2022-4-21檢測儀表E(t、t0)= eAB(t)- eAB(t0) 當(dāng)當(dāng)A、B材料固定時，材料固定時， E(t、t0)= f(t)-f(t0)當(dāng)當(dāng)A、B材料固定，且材料固定，且2點恒定時，點恒定時， E(t、t0)= f(t)當(dāng)當(dāng)A、B材料相同時，材料相同時， E(t、t0)= 0當(dāng)

17、當(dāng)t=t0， E(t、t0)= 0注意注意 2022-4-21檢測儀表實用價值：可在熱電實用價值：可在熱電偶回路中接入連接導(dǎo)偶回路中接入連接導(dǎo)線和測量儀表。線和測量儀表。 可采用分立的熱電偶可采用分立的熱電偶測量固態(tài)金屬表面溫測量固態(tài)金屬表面溫度和度和 液態(tài)金屬溫度。液態(tài)金屬溫度。 在熱電偶回路中引入第三種在熱電偶回路中引入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體兩端導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體兩端的溫度相同，則此第三種導(dǎo)的溫度相同，則此第三種導(dǎo)體的引入不會影響熱電偶的體的引入不會影響熱電偶的熱電勢。熱電勢。 tt0t0ABCt0t0tt0t0tt 四、插入第三根導(dǎo)線的問題四、插入第三根導(dǎo)線的問題2022-4-21

18、檢測儀表熱電勢及熱電勢率要大。熱電勢及熱電勢率要大。熱電勢與溫度間的關(guān)系最好為線性或近似線性的單值函熱電勢與溫度間的關(guān)系最好為線性或近似線性的單值函數(shù)關(guān)系。數(shù)關(guān)系。物理化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定。物理化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定。要有高的電導(dǎo)率、小的電阻溫度系數(shù)及小的導(dǎo)熱系數(shù)。要有高的電導(dǎo)率、小的電阻溫度系數(shù)及小的導(dǎo)熱系數(shù)。復(fù)制性要好。復(fù)制性要好。材料組織要均勻，具有良好的韌性，焊接性能好，以便材料組織要均勻，具有良好的韌性，焊接性能好，以便熱電偶的制作。熱電偶的制作。資源要豐富，價格要低廉。資源要豐富，價格要低廉。五、熱電偶的種類五、熱電偶的種類熱電偶的材質(zhì)要求熱電偶的材質(zhì)要求2022-4-21檢測儀表 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶

19、是指工藝較成熟，能成批生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶是指工藝較成熟，能成批生產(chǎn)，性能優(yōu)良，應(yīng)用廣泛并已列入工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件中性能優(yōu)良，應(yīng)用廣泛并已列入工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件中的幾種熱電偶。同一型號的標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶可以的幾種熱電偶。同一型號的標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶可以互換，并具有統(tǒng)一的分度表，使用很方便，且互換，并具有統(tǒng)一的分度表，使用很方便，且有與其配套的顯示儀表可供使用。有與其配套的顯示儀表可供使用。2022-4-21檢測儀表 八種國際通用熱電偶：八種國際通用熱電偶： B:B:鉑銠鉑銠3030鉑銠鉑銠6 6 R: R:鉑銠鉑銠1313鉑鉑 、 S:S:鉑銠鉑銠1010鉑鉑 K:K:鎳鉻鎳鉻鎳硅鎳硅 、 N:N:鎳鉻硅鎳鉻硅鎳硅鎳

20、硅 E:E:鎳鉻鎳鉻銅鎳、銅鎳、 J:J:鐵鐵銅鎳銅鎳 T:T:銅銅銅鎳銅鎳 用于制造用于制造鉑鉑熱電偶的熱電偶的各種各種鉑鉑熱電偶絲熱電偶絲2022-4-21檢測儀表幾種常用熱電偶的測溫范圍及適應(yīng)介質(zhì)幾種常用熱電偶的測溫范圍及適應(yīng)介質(zhì) 分分度度號號 名稱名稱 測量溫度范圍測量溫度范圍 適應(yīng)介質(zhì)適應(yīng)介質(zhì)B鉑銠鉑銠3030鉑銠鉑銠6 63001600 C C氧化及中性介質(zhì)氧化及中性介質(zhì)S鉑銠鉑銠1010鉑鉑-201300 C C-K鎳鉻鎳鉻鎳鉻鎳鉻 (鋁鋁) -501000 C C還原性介質(zhì)還原性介質(zhì)E鎳鉻銅鎳鎳鉻銅鎳 (康康 銅銅)40800 C C還原性或中性介質(zhì)還原性或中性介質(zhì)2022-4

21、-21檢測儀表幾種常用熱電偶的熱電勢與溫度的關(guān)系曲線分析幾種常用熱電偶的熱電勢與溫度的關(guān)系曲線分析 哪幾種熱電偶哪幾種熱電偶的測溫上限較高？的測溫上限較高？ 結(jié)論：結(jié)論： 哪幾種熱電哪幾種熱電偶的線性較差？偶的線性較差？ 哪一種熱電偶的哪一種熱電偶的靈敏度較高？靈敏度較高？ 哪一種熱電偶的哪一種熱電偶的靈敏度較低？靈敏度較低？為什么所有的曲線均過原點（零度點）？為什么所有的曲線均過原點（零度點）？2022-4-21檢測儀表六、分度表六、分度表 如果能使冷端溫度如果能使冷端溫度t0 固定，則總的熱電勢就只固定，則總的熱電勢就只與溫度與溫度t成單值函數(shù)關(guān)系成單值函數(shù)關(guān)系E(t、t0)=f(t)分度

22、表分度表-熱電勢與熱端溫度之間熱電勢與熱端溫度之間 關(guān)系列成表格關(guān)系列成表格注：熱電勢與熱端溫度之間注：熱電勢與熱端溫度之間 關(guān)系是非線性關(guān)系是非線性2022-4-21檢測儀表例例1：熱電偶分度表的用法？例如：查表求：熱電偶分度表的用法？例如：查表求E型型E（1023，0）E（1020，0）=9.816E（1023，0）=？E（1030，0）=9.932102010231030練習(xí)：查表訓(xùn)練計算練習(xí)：查表訓(xùn)練計算K型型E（966，0）=？E型型E（t，0）=7,1835 mV，求，求t=? 10201030816. 9932. 910201023816. 9)0 ,1023(EE（1023，0

23、）=9.8508mV解解:2022-4-21檢測儀表 為保證熱電偶的正常工作，熱電偶的兩極之間以及與保護套管之為保證熱電偶的正常工作，熱電偶的兩極之間以及與保護套管之間都需要良好的電絕緣，而且耐高溫、耐腐蝕和沖擊的外保護套間都需要良好的電絕緣，而且耐高溫、耐腐蝕和沖擊的外保護套管也是必不可少的。管也是必不可少的。1. 1. 普通型熱電偶普通型熱電偶 3 3、表面型熱電偶、表面型熱電偶2. 2. 鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶 4 4、快速熱電偶、快速熱電偶2022-4-21檢測儀表熱電極熱電極工作部分工作部分絕緣子絕緣子防止電極與電極、套管防止電極與電極、套管短路短路保護套管保護套管保護保護接線盒接線盒

24、熱電極絕緣子保護套管接線盒1.普通型熱電偶普通型熱電偶2022-4-21檢測儀表接線盒接線盒引出線套管引出線套管 固定螺紋固定螺紋 （出廠時用塑料包裹）（出廠時用塑料包裹）熱電偶工作端（熱端）熱電偶工作端（熱端） 不銹鋼不銹鋼保護管保護管 2022-4-21檢測儀表普通裝配型普通裝配型熱電偶的外形熱電偶的外形安裝安裝螺紋螺紋2022-4-21檢測儀表2.2.凱裝熱電偶凱裝熱電偶結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：熱電極，絕緣材料，保熱電極，絕緣材料，保護套管護套管特點：特點：測量端熱容量小，動測量端熱容量小，動態(tài)響應(yīng)快，機械強度高，撓態(tài)響應(yīng)快，機械強度高，撓性好，耐高壓，耐振動，壽性好，耐高壓，耐振動，壽命長，適用各

25、種工業(yè)測量。命長，適用各種工業(yè)測量。2022-4-21檢測儀表手柄式鎧裝熱電偶手柄式鎧裝熱電偶 圓接插式鎧裝熱電偶圓接插式鎧裝熱電偶 2022-4-21檢測儀表鎧裝型熱電偶外形鎧裝型熱電偶外形法蘭法蘭鎧裝型熱電偶可鎧裝型熱電偶可 長達上百米長達上百米薄壁金屬薄壁金屬 保護套管保護套管（鎧體）（鎧體） BA絕緣絕緣 材料材料鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電偶橫截面橫截面2022-4-21檢測儀表3.表面型熱電偶表面型熱電偶 利用真空鍍膜法將兩電利用真空鍍膜法將兩電極材料蒸鍍在絕緣基座上制極材料蒸鍍在絕緣基座上制成的薄膜熱電偶。成的薄膜熱電偶。特點特點 響應(yīng)快，時間常數(shù)小，可作溫度變化的動態(tài)測量。響應(yīng)快，時

26、間常數(shù)小，可作溫度變化的動態(tài)測量。2022-4-21檢測儀表SWK-2 表面溫度計表面溫度計 具有數(shù)字顯示、讀數(shù)直觀、具有數(shù)字顯示、讀數(shù)直觀、精度高、操作簡單之特點。數(shù)顯精度高、操作簡單之特點。數(shù)顯儀內(nèi)設(shè)有熱電偶冷端自動補償電儀內(nèi)設(shè)有熱電偶冷端自動補償電路，開機測量，無需調(diào)整。路，開機測量，無需調(diào)整。 MXM1310 表面溫度計表面溫度計 1310數(shù)字溫度計是一起具有較高數(shù)字溫度計是一起具有較高性能的溫度計，配用分度熱電偶。性能的溫度計，配用分度熱電偶。采用反饋式線性補償電路，測量精度采用反饋式線性補償電路，測量精度高，測量范圍寬。高，測量范圍寬。 2022-4-21檢測儀表4.4.快速熱電偶

27、快速熱電偶 主要由測溫偶頭與大紙管構(gòu)成。偶頭主要有正負偶絲焊接在主要由測溫偶頭與大紙管構(gòu)成。偶頭主要有正負偶絲焊接在補償導(dǎo)線上，補償導(dǎo)線穿嵌在支架上，支架外套有小紙管，偶絲補償導(dǎo)線上，補償導(dǎo)線穿嵌在支架上，支架外套有小紙管，偶絲以石英支撐和保護。最外裝有防渣帽，全部零組件集中裝入泥頭以石英支撐和保護。最外裝有防渣帽，全部零組件集中裝入泥頭中并以耐火填充劑粘合成一整體，不可拆卸，故為一次性使用。中并以耐火填充劑粘合成一整體，不可拆卸，故為一次性使用。 測量高溫熔融物體的一種專測量高溫熔融物體的一種專用熱電偶。用于測量鋼水及高溫用熱電偶。用于測量鋼水及高溫熔融金屬的溫度。熔融金屬的溫度。 2022

28、-4-21檢測儀表八、八、 補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線 問題引出問題引出-熱電偶冷端暴露于空間，受環(huán)境溫度影熱電偶冷端暴露于空間，受環(huán)境溫度影響響-熱電極長度有限，冷端受到被測溫度變熱電極長度有限，冷端受到被測溫度變化的影響化的影響 解決方法解決方法-把熱電偶的冷端延伸到遠離被測對象且溫度比較穩(wěn)定的地方把熱電偶的冷端延伸到遠離被測對象且溫度比較穩(wěn)定的地方造成浪費造成浪費-選用一種具有和所連接的熱電偶相同的熱電性能，其材料又是廉選用一種具有和所連接的熱電偶相同的熱電性能，其材料又是廉價金屬導(dǎo)線價金屬導(dǎo)線 功功 能能其一實現(xiàn)了冷端遷移；其一實現(xiàn)了冷端遷移；其二是降低了成本。其二是降低了成本。補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線

29、E(t、t0)=f(t)2022-4-21檢測儀表 不同型號的熱電偶所配用的補償導(dǎo)線不同不同型號的熱電偶所配用的補償導(dǎo)線不同 連接補償導(dǎo)線時要注意區(qū)分正負極，使其分別與熱電連接補償導(dǎo)線時要注意區(qū)分正負極，使其分別與熱電偶的正負極一一對應(yīng)偶的正負極一一對應(yīng) 補償導(dǎo)線連接端的工作溫度不能超出（補償導(dǎo)線連接端的工作溫度不能超出（0100），否），否則會給測量帶來誤差。則會給測量帶來誤差。 使用補償導(dǎo)線注意問題使用補償導(dǎo)線注意問題補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線2022-4-21檢測儀表 工業(yè)上常用各種熱電偶的熱電勢工業(yè)上常用各種熱電偶的熱電勢-溫度的溫度的關(guān)系（分度表）是在冷端溫度為關(guān)系（分度表）是在冷端溫度為0的

30、情況下的情況下得到的得到的，與熱電偶配套使用的顯示儀表就是根，與熱電偶配套使用的顯示儀表就是根據(jù)這一關(guān)系進行刻度的。據(jù)這一關(guān)系進行刻度的。九、冷端溫度補償九、冷端溫度補償 問題引出問題引出 解決方法解決方法00恒溫法恒溫法 冷端溫度修正法冷端溫度修正法 儀表機械零點調(diào)整法儀表機械零點調(diào)整法 補償電橋法補償電橋法 2022-4-21檢測儀表 1、0恒溫法恒溫法適用于實驗室中的精確測量和檢定熱電偶時使用適用于實驗室中的精確測量和檢定熱電偶時使用2022-4-21檢測儀表2、冷端溫度修正法、冷端溫度修正法 設(shè)：冷端溫度恒為設(shè)：冷端溫度恒為t0（t00）被測溫度為）被測溫度為 t 修正公式修正公式)0

31、 ,(),()0 ,(00tEttEt測量得出的熱電勢測量得出的熱電勢 冷端冷端 t t0 0的熱電勢的熱電勢被測溫度被測溫度 t t 的熱電勢的熱電勢 適用于實驗室或臨時性測量。適用于實驗室或臨時性測量。2022-4-21檢測儀表例例 用用S S型熱電偶測溫，熱電偶的冷端溫度型熱電偶測溫，熱電偶的冷端溫度t t0 0=20=20，測得熱電勢為測得熱電勢為7.32 mv7.32 mv，求被測對象的實際溫度，求被測對象的實際溫度t t 。2022-4-21檢測儀表例例 用用S S型熱電偶測溫，熱電偶的冷端溫度型熱電偶測溫，熱電偶的冷端溫度t t0 0=20=20，測得熱電勢為測得熱電勢為7.32

32、 mv7.32 mv，求被測對象的實際溫度，求被測對象的實際溫度t t 。解解由由分度表查得分度表查得 E (20,0 ) = 0.113 mv E (20,0 ) = 0.113 mv 則則 E (t, 0) = E (t, tE (t, 0) = E (t, t0 0)+E (t)+E (t0 0, 0) , 0) = 7.32 + 0.113 = 7.32 + 0.113 = 7.434 mv = 7.434 mv 再查分度表得其對應(yīng)的被測溫度再查分度表得其對應(yīng)的被測溫度t = 808t = 8082022-4-21檢測儀表 3、儀表機械零點調(diào)整法、儀表機械零點調(diào)整法 將顯示儀表的機械零

33、點調(diào)至將顯示儀表的機械零點調(diào)至t t0 0處，相當(dāng)處，相當(dāng)于在輸入熱電偶熱電勢之前就給顯示儀表輸于在輸入熱電偶熱電勢之前就給顯示儀表輸入了電勢入了電勢E(tE(t0 0, 0) , 0) 。 此種方法比較簡單，在工業(yè)上經(jīng)常使用。此種方法比較簡單，在工業(yè)上經(jīng)常使用。2022-4-21檢測儀表4、補償電橋法、補償電橋法 利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢，來補償利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢，來補償熱電偶冷端溫度變化而引起的熱電勢變化熱電偶冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。根據(jù)各類熱電偶的型號選擇配套的補值。根據(jù)各類熱電偶的型號選擇配套的補償電橋償電橋 原理原理2022-4-21檢測儀表3.3.補償電橋法補償電橋

34、法利用電橋不平衡利用電橋不平衡原理，橋臂熱電原理，橋臂熱電阻隨溫度變化，阻隨溫度變化，產(chǎn)生補償電壓產(chǎn)生補償電壓V),(),(),(00TTETTETTENABABNAB),(),(0TTEVTTEABNAB),(0TTEVNAB2022-4-21檢測儀表具體實現(xiàn)方法具體實現(xiàn)方法r1=r2=r3=1 與溫度無關(guān)與溫度無關(guān)熱電阻熱電阻20，rCU= 1，Vab=0；環(huán)境不等于；環(huán)境不等于20 ，電橋失去平衡，產(chǎn)生電勢電橋失去平衡，產(chǎn)生電勢Vab與與E(Tn,T0)相等，疊加補相等，疊加補償償電橋又叫毫伏發(fā)生器電橋又叫毫伏發(fā)生器使用時，注意零點是使用時，注意零點是20 2022-4-21檢測儀表注意

35、補償溫度的起點注意補償溫度的起點 在在2020平衡，須把顯示儀表的機械零點預(yù)先平衡，須把顯示儀表的機械零點預(yù)先調(diào)整到調(diào)整到20 20 在在00平衡，須把顯示儀表的機械零點預(yù)先調(diào)平衡，須把顯示儀表的機械零點預(yù)先調(diào)整到整到00補償是相對的，因此有一定誤差補償是相對的，因此有一定誤差2022-4-21檢測儀表 單點測溫線路單點測溫線路兩點溫差測量線路兩點溫差測量線路同向串聯(lián)線路同向串聯(lián)線路并聯(lián)線路并聯(lián)線路方方法法十、熱電偶常用測溫線路十、熱電偶常用測溫線路2022-4-21檢測儀表 (1) 單點測溫線路單點測溫線路 如果所用儀表為動圈儀表，則補償導(dǎo)線電阻如果所用儀表為動圈儀表，則補償導(dǎo)線電阻應(yīng)盡量小

36、，而在用變送器和電位差計時，可不受應(yīng)盡量小，而在用變送器和電位差計時，可不受補償導(dǎo)線尺寸的影響。補償導(dǎo)線尺寸的影響。2022-4-21檢測儀表 將兩支同型號的熱電偶反接起來將兩支同型號的熱電偶反接起來,可以測量兩可以測量兩點的溫差。點的溫差。t1t0t2t0E反向反向= E(t1, t0)- E(t2,t0)(2) 兩點溫差測量線路兩點溫差測量線路注意：兩支熱電偶的特性曲線必須相同且成線性。注意：兩支熱電偶的特性曲線必須相同且成線性。2022-4-21檢測儀表tt0tt0（3）同向串聯(lián)線路）同向串聯(lián)線路 兩支同型號熱電偶的串聯(lián)，此時輸入給儀表的電兩支同型號熱電偶的串聯(lián)，此時輸入給儀表的電勢信號

37、為各支熱電偶熱電勢的總和。作這種連接時，勢信號為各支熱電偶熱電勢的總和。作這種連接時，各支熱電偶必須用補償導(dǎo)線引至冷端。若將多支熱各支熱電偶必須用補償導(dǎo)線引至冷端。若將多支熱電偶的測量端置于同一測量點上可大大提高靈敏度。電偶的測量端置于同一測量點上可大大提高靈敏度。這也正是熱電堆的測溫原理。這也正是熱電堆的測溫原理。E同向同向= E(t, t0)+ E(t,t0)= 2E(t, t0)應(yīng)用：多支熱電偶串聯(lián)，可以測量各支熱電偶產(chǎn)生熱應(yīng)用：多支熱電偶串聯(lián)，可以測量各支熱電偶產(chǎn)生熱電勢之和，提高靈敏度，是制成熱電堆的理論基電勢之和，提高靈敏度，是制成熱電堆的理論基礎(chǔ)。礎(chǔ)。 2022-4-21檢測儀表

38、（4）并聯(lián)線路）并聯(lián)線路 三支同型號的熱電偶的并聯(lián)路線，此時輸入三支同型號的熱電偶的并聯(lián)路線，此時輸入到顯示儀表的電勢值為三支熱電偶輸入熱電勢的到顯示儀表的電勢值為三支熱電偶輸入熱電勢的平均值，如果三支熱電偶均工作在特性曲線的線平均值，如果三支熱電偶均工作在特性曲線的線性部分，則性部分，則E值就代表了各點溫度的算術(shù)平均值。值就代表了各點溫度的算術(shù)平均值。注意：只有三支熱電偶均注意：只有三支熱電偶均工作在特性曲線的線工作在特性曲線的線性部分才能測出三點性部分才能測出三點平均溫度。并且，每平均溫度。并且，每個熱電偶要串聯(lián)一個個熱電偶要串聯(lián)一個大電阻。大電阻。t1t0t2t0t3t03t0)E(t3

39、, t0)E(t2, t0)E(t1,并聯(lián)E2022-4-21檢測儀表1.補償導(dǎo)線與熱電偶的熱電特性不完全相同帶來補償導(dǎo)線與熱電偶的熱電特性不完全相同帶來的誤差的誤差2.冷端溫度變化引起的誤差冷端溫度變化引起的誤差3.熱電極變質(zhì)產(chǎn)生的誤差熱電極變質(zhì)產(chǎn)生的誤差4.絕緣不良引起的誤差絕緣不良引起的誤差5.二次儀表的基本誤差二次儀表的基本誤差十一、熱電偶測量誤差十一、熱電偶測量誤差2022-4-21檢測儀表五、熱電阻溫度計五、熱電阻溫度計 一、熱電阻溫度計組成一、熱電阻溫度計組成1、熱電阻、熱電阻2、顯示儀表、顯示儀表3、連接導(dǎo)線、連接導(dǎo)線2022-4-21檢測儀表 二、熱電阻溫度計特點二、熱電阻溫

40、度計特點 輸出信號大，測量精確；能夠進行信號遠傳、輸出信號大，測量精確；能夠進行信號遠傳、自動記錄和實現(xiàn)多點測量。適用于中低溫測量。自動記錄和實現(xiàn)多點測量。適用于中低溫測量。2022-4-21檢測儀表TRt鉑電阻熱敏電阻對于一個給定對于一個給定電阻，其電阻電阻，其電阻值是溫度的單值是溫度的單值函數(shù)，因而值函數(shù)，因而可以通過測量可以通過測量電阻值來推算電阻值來推算溫度。溫度。 二、熱電阻溫度計測量原理二、熱電阻溫度計測量原理2022-4-21檢測儀表金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化 T R熱電阻0)01(tRRtt溫度t時的電阻值 電阻溫度系數(shù) 00tRRt RRt 溫度0時

41、的電阻值 電阻值與溫度的關(guān)系為電阻值與溫度的關(guān)系為2022-4-21檢測儀表1 320CtBtAtRRt 在在0630.74范圍內(nèi)，金屬鉑的電阻值與溫度范圍內(nèi)，金屬鉑的電阻值與溫度 的關(guān)系為的關(guān)系為 在在-50180范圍內(nèi)，金屬銅的電阻值與溫度范圍內(nèi)，金屬銅的電阻值與溫度的關(guān)系為的關(guān)系為)1 (0tRRt溫度t時的電阻值 溫度0時的電阻值 2022-4-21檢測儀表電阻溫度系數(shù)：電阻溫度系數(shù)：在某一溫度間隔內(nèi)，溫度變化在某一溫度間隔內(nèi)，溫度變化1時時的電阻相對變化量，單位為的電阻相對變化量，單位為1/ 。 平均電阻溫度系數(shù)平均電阻溫度系數(shù)dtdRRt01tRRt0金屬導(dǎo)體電阻溫度系數(shù)一般為正值

42、金屬導(dǎo)體電阻溫度系數(shù)一般為正值 純金屬一般為純金屬一般為0.380.68%，金屬純度越高，其，金屬純度越高，其電阻溫度系數(shù)越大電阻溫度系數(shù)越大2022-4-21檢測儀表1、電阻溫度系數(shù)、電阻溫度系數(shù)應(yīng)大應(yīng)大2、復(fù)現(xiàn)性要好、復(fù)現(xiàn)性要好3、電阻率大、電阻率大4、物理、化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定、物理、化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定5、電阻值隨溫度的變化最好成線性、電阻值隨溫度的變化最好成線性6、價格便宜，工藝性好、價格便宜，工藝性好 四、熱電阻的材質(zhì)要求四、熱電阻的材質(zhì)要求2022-4-21檢測儀表1、鉑熱電阻、鉑熱電阻2、 銅熱電阻銅熱電阻3、鎳熱電阻、鎳熱電阻 熱電阻的類型熱電阻的類型2022-4-21檢測儀表1 鉑熱電

43、阻鉑熱電阻特點特點：準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好、性能可靠、有較高：準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好、性能可靠、有較高電阻率，廣泛應(yīng)用于基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)化儀器中，是目電阻率，廣泛應(yīng)用于基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)化儀器中，是目前測溫復(fù)現(xiàn)性最好的一種。前測溫復(fù)現(xiàn)性最好的一種。使用范圍使用范圍：-200850，在，在9090年國際溫標(biāo)中規(guī)定年國際溫標(biāo)中規(guī)定平衡氫三相點平衡氫三相點13.8k13.8k到凝固點到凝固點961.78961.78標(biāo)準(zhǔn)儀器標(biāo)準(zhǔn)儀器應(yīng)用鉑電阻。應(yīng)用鉑電阻。規(guī)格型號規(guī)格型號：Pt100Pt100、Pt10Pt10。2022-4-21檢測儀表 在在0630.74范圍內(nèi)，金屬鉑的電阻值與溫度范圍內(nèi)，金屬鉑的電阻值與溫度 的關(guān)系為

44、的關(guān)系為1320CtBtAtRRt 工業(yè)上用的鉑電阻有兩種，一種是工業(yè)上用的鉑電阻有兩種，一種是R0=10，對，對應(yīng)的分度號位應(yīng)的分度號位Pt10。另一種是。另一種是R0=100，對應(yīng)的分，對應(yīng)的分度號為度號為Pt100。2022-4-21檢測儀表結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(1(1）電阻絲）電阻絲(2)(2)絕緣管絕緣管(3)(3)保護套管保護套管(4)(4)接線盒接線盒2022-4-21檢測儀表鉑電阻鉑電阻2022-4-21檢測儀表 普通型鉑熱電阻普通型鉑熱電阻薄膜型鉑熱電阻薄膜型鉑熱電阻小型鉑小型鉑熱電阻熱電阻防爆型鉑熱電阻防爆型鉑熱電阻2022-4-21檢測儀表2 銅熱電阻銅熱電阻特點特點：線性度高、電阻

45、溫度系數(shù)高、價：線性度高、電阻溫度系數(shù)高、價格便宜、電阻率低、易氧化。格便宜、電阻率低、易氧化。使用范圍使用范圍：-50180。)1 (0tRRt電阻值與溫度關(guān)系電阻值與溫度關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻Cu50, Cu1002022-4-21檢測儀表銅熱電阻銅熱電阻2022-4-21檢測儀表 (1)、普通型熱電阻、普通型熱電阻 (2)、鎧裝熱電阻、鎧裝熱電阻（3）薄膜熱電阻）薄膜熱電阻 五、熱電阻的結(jié)構(gòu)五、熱電阻的結(jié)構(gòu)2022-4-21檢測儀表分類：分類： 平衡電橋平衡電橋 二線制二線制 不平衡電橋不平衡電橋 三線制三線制 六、熱電阻測量電路六、熱電阻測量電路2022-4-21檢測儀表平衡電橋

46、二線法平衡電橋二線法電源電壓和穩(wěn)定性一般不影電源電壓和穩(wěn)定性一般不影響測量結(jié)果響測量結(jié)果如果不計如果不計RW隨溫度的變化，隨溫度的變化，Rt與與RH 觸點位置成線性關(guān)系觸點位置成線性關(guān)系連接導(dǎo)線的電阻隨溫度變化連接導(dǎo)線的電阻隨溫度變化引起測量誤差引起測量誤差1 平衡電橋平衡電橋GR1R2R3RW2RW1RtabcdR0RH1RH2222122113121132113212()/ / - tWWHHtWWHHtHWWHRRRRRRRRRRRRRRR RRRRR RRRR（）（）（）222122113121132113212()/ / - tWWHHtWWHHtHWWHRRRRRRRRRRRRRRR RRRRR RRRR（）（）（）222122113121132113212()/ / - tWWHHtWWHHtHWWHRRRRRRRRRRRRRRR RRRRR RRRR（）（）（）20