雙金屬溫度計(jì)課件

1、3測(cè)量?jī)x表的分類測(cè)溫儀表接觸式非接觸式膨脹式電阻式熱電式固體式液體式壓力式金屬非金屬金屬非金屬全輻射高溫計(jì)單色高溫計(jì)比色高溫計(jì)紅外高溫計(jì)雙金屬片水銀溫度計(jì)、有機(jī)液體氣體、蒸汽壓、液體鉑、銅、鎳鍺、碳、熱敏電阻銅-康銅、鎳鉻-鎳硅碳化硼石墨 3測(cè)量?jī)x表的分類測(cè)溫儀表接觸式非接觸式膨脹式電阻式熱電式固3.2 膨脹式溫度計(jì)一、固體膨脹式溫度計(jì)典型的固體膨脹式溫度計(jì)是雙金屬片，它利用線膨脹系數(shù)差別較大的兩種金屬材料制成雙層片狀元件，在溫度變化時(shí)因彎曲變形而使其另一端有明顯位移，借此帶動(dòng)指針就構(gòu)成雙金屬溫度計(jì)。3.2 膨脹式溫度計(jì)一、固體膨脹式溫度計(jì)典型的固體膨脹式溫度工作原理原來(lái)長(zhǎng)度為l的一個(gè)固體，由

2、于溫度的變化所產(chǎn)生的長(zhǎng)度變化可用下式表示：將兩種不同膨脹率、厚度為d的帶材A和B粘合在一起，便組成一種雙金屬帶，溫度變化時(shí)，由于兩種材料的膨脹率不同會(huì)使雙金屬帶彎曲 ,則有:可解得:如果帶材A采用鐵鎳合金 ,則有:則:工作原理原來(lái)長(zhǎng)度為l的一個(gè)固體，由于溫度的變化所產(chǎn)生的長(zhǎng)度變應(yīng)用應(yīng)用實(shí)例工業(yè)用雙金屬溫度計(jì) 實(shí)例工業(yè)用雙金屬溫度計(jì) 實(shí)例雙金屬電接點(diǎn)溫度計(jì) 實(shí)例雙金屬電接點(diǎn)溫度計(jì) 二、液體膨脹式溫度計(jì)一種液體的體積為V，由于它的溫度變化所引起的體積變化可以用下式表示：這種利用液體體積隨溫度升高而膨脹的原理制成的溫度計(jì)稱為液體膨脹式溫度計(jì)。最常用的就是玻璃管液體溫度計(jì)。1-玻璃溫包； 2-毛細(xì)管；

3、 3-刻度標(biāo)尺； 4-膨脹室工作液體測(cè)溫范圍（）備注水銀30750上限依靠充氣加壓獲得甲苯90100乙醇10075石油醚13025戊烷20020玻璃管液體溫度計(jì)液體工質(zhì)與測(cè)溫范圍 二、液體膨脹式溫度計(jì)一種液體的體積為V，由于它的溫度變化所引玻璃管液體溫度計(jì)的特點(diǎn)1.測(cè)量準(zhǔn)確、讀數(shù)直觀、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，使用方便，2.但有易碎、不能遠(yuǎn)傳信號(hào)和自動(dòng)記錄等缺點(diǎn)。應(yīng)注意兩個(gè)問題：1、零點(diǎn)漂移：玻璃的熱脹冷縮也會(huì)引起零點(diǎn)位置的移動(dòng)，因此使用玻璃管液體溫度計(jì)時(shí)，應(yīng)定期校驗(yàn)零點(diǎn)位置。2、露出液柱的校正：使用時(shí)必須嚴(yán)格掌握溫度計(jì)的插入深度，因?yàn)闇囟瓤潭仁窃跍囟扔?jì)液柱全部浸入介質(zhì)中標(biāo)定的，而使用時(shí)液柱可按下式

4、求其修正值n為露出液柱所占的度數(shù)（）；K為工作液體在玻璃中可見的膨脹系數(shù)；t為分度條件下外露部分空氣溫度（）；t0為使用條件下外露部分空氣溫度（）。根據(jù)所充填的工作液體不同，可分為水銀溫度計(jì)和有機(jī)液體溫度計(jì)兩類。水銀溫度計(jì)不粘玻璃，不易氧化，容易獲得較高精度，在相當(dāng)大的范圍內(nèi)（38356）保持液態(tài)，在200以下，其膨脹系數(shù)幾乎和溫度呈線性關(guān)系，所以可作為精密的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)。玻璃管液體溫度計(jì)的特點(diǎn)應(yīng)注意兩個(gè)問題：n為露出液柱所占的度數(shù)電接點(diǎn)溫度計(jì) 分為可調(diào)式和固定式兩種。 1-細(xì)長(zhǎng)螺釘； 2-橢圓形螺母； 3-細(xì)導(dǎo)線； 4-磁鋼帽； 5-扁平鐵塊； 6、7-外引線電接點(diǎn)溫度計(jì)1-細(xì)長(zhǎng)螺釘； 2-橢

5、圓形螺母； 電接點(diǎn)溫度計(jì) 電接點(diǎn)溫度計(jì) 三、壓力式溫度計(jì)根據(jù)封閉系統(tǒng)的液體或氣體受熱后壓力變化的原理而制成的測(cè)溫儀表。 1-溫包； 2-毛細(xì)導(dǎo)管； 3-壓力計(jì)由敏感元件溫包，傳壓毛細(xì)管和彈簧管壓力表組成。若給系統(tǒng)充以氣體，如氮?dú)?，稱為充氣式壓力式溫度計(jì)，測(cè)溫上限可達(dá)500，壓力與溫度的關(guān)系接近于線性，但是溫包體積大，熱慣性大。若充以液體，如二甲苯、甲醇等，溫包小些，測(cè)溫范圍分別為40200和40170，若充以低沸點(diǎn)的液體，其飽和汽壓應(yīng)隨被測(cè)溫度而變，如丙酮，用于50200。但由于飽和汽壓和飽和汽溫呈非線性關(guān)系，故溫度計(jì)刻度是不均勻的。 特點(diǎn):必須將溫包全部浸入被測(cè)介質(zhì)；毛細(xì)管最長(zhǎng)不超過60 m

6、；儀表精度低，但使用簡(jiǎn)便，而且抗震動(dòng)。 三、壓力式溫度計(jì)根據(jù)封閉系統(tǒng)的液體或氣體受熱后壓力變化的原理壓力式溫度計(jì)實(shí)例壓力式溫度計(jì)實(shí)例3.3 熱電偶溫度計(jì) 利用不同導(dǎo)體間的“熱電效應(yīng)”現(xiàn)象制成的，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便、測(cè)量范圍寬、應(yīng)用范圍廣、準(zhǔn)確度高、熱慣性小等優(yōu)點(diǎn)。且能直接輸出電信號(hào)，便于信號(hào)的傳輸、自動(dòng)記錄和自動(dòng)控制。 3.3 熱電偶溫度計(jì) 利用不同導(dǎo)體間的“熱電效應(yīng)”現(xiàn)一、熱電偶的工作原理兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料A和B組成閉合回路，如果A和B所組成回路的兩個(gè)接合點(diǎn)處的溫度不相同，則回路中就有電流產(chǎn)生，說(shuō)明回路中有電動(dòng)勢(shì)存在，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。也稱為塞貝克效應(yīng)。由此效應(yīng)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)

7、，通常稱為熱電勢(shì)。 熱電勢(shì)是由兩部分電勢(shì)組成的，即接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)。 一、熱電偶的工作原理兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料A和B組成閉合接觸電勢(shì) 當(dāng)兩種不同性質(zhì)的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料相互接觸時(shí)，由于內(nèi)部電子密度不同，例如材料A的電子密度大于材料B，則會(huì)有一部分電子從A擴(kuò)散到B，使得A失去電子而呈正電位，B獲得電子而呈負(fù)電位，最終形成由A向B的靜電場(chǎng)。靜電場(chǎng)的作用又阻止電子進(jìn)一步地由A向B擴(kuò)散。當(dāng)擴(kuò)散力和電場(chǎng)力達(dá)到平衡時(shí)，材料A和B之間就建立起一個(gè)固定的電動(dòng)勢(shì)。 由于兩種材料自由電子密度不同而在其接觸處形成電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為珀?duì)柼?yīng)。其電動(dòng)勢(shì)稱為珀?duì)柵岭妱?shì)或接觸電勢(shì)。 接觸電勢(shì) 當(dāng)兩種不同性質(zhì)的導(dǎo)體或

8、半導(dǎo)體材料相互接觸時(shí)，由于內(nèi)理論上已證明該接觸電勢(shì)的大小和方向主要取決于兩種材料的性質(zhì)和接觸面溫度的高低。其關(guān)系式為:式中： 單位電荷，4.80210-10絕對(duì)靜電單位；玻茲曼常數(shù)，1.3810-23J/；材料A和B在溫度為T時(shí)的電子密度； 接觸處的溫度，K。接觸電勢(shì)的大小只與接點(diǎn)溫度的高低以及導(dǎo)體A和B的電子密度有關(guān)。溫度越高，接觸電勢(shì)越大，兩種材料電子密度比值越大，接觸電勢(shì)也越大。結(jié)論理論上已證明該接觸電勢(shì)的大小和方向主要取決于兩種材料的性質(zhì)和溫差電勢(shì) 因材料兩端溫度不同，則兩端電子所具有的能量不同，溫度較高的一端電子具有較高的能量，其電子將向溫度較低的一端運(yùn)動(dòng)，于是在材料兩端之間形成一個(gè)

9、由高溫端向低溫端的靜電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)將吸引電子從溫度低的一端移向溫度高的一端，最后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。 由于同一種導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料因其兩端溫度不同而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為湯姆遜效應(yīng)。其產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為湯姆遜電動(dòng)勢(shì)或溫差電勢(shì)。溫差電勢(shì)的方向是由低溫端指向高溫端，其大小與材料兩端溫度和材料性質(zhì)有關(guān)。 N為材料的電子密度，是溫度的函數(shù)；T，T0為材料兩端的溫度；t為沿材料長(zhǎng)度方向的溫度分布。溫差電勢(shì) 因材料兩端溫度不同，則兩端電子所具有的能量不同，溫閉合回路的總熱電勢(shì) 結(jié)論：若材料A和B已定，則NA和NB只是溫度的函數(shù) 閉合回路的總熱電勢(shì) 結(jié)論：若材料A和B已定，則NA和NB只是結(jié)論： 熱電偶回路熱電勢(shì)的大小

10、，只與組成熱電偶的材料和材料兩端連接點(diǎn)所處的溫度有關(guān)，與熱電偶絲的直徑、長(zhǎng)度及沿程溫度分布無(wú)關(guān)。只有用兩種不同性質(zhì)的材料才能組成熱電偶，相同材料組成的閉合回路不會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。熱電偶的兩種材料確定之后，熱電勢(shì)的大小只與熱電偶兩端接點(diǎn)的溫度有關(guān)。如果T0已知且恒定，則f(T0)為常數(shù)。回路總熱電勢(shì)EAB(T,T0)只是溫度的單值函數(shù)。結(jié)論： 熱電偶回路熱電勢(shì)的大小，只與組成熱電偶的材料和材料兩熱端，工作端，測(cè)量端冷端，參比端分度表熱端，工作端，測(cè)量端冷端，參比端分度表二、熱電偶的應(yīng)用定則均質(zhì)導(dǎo)體定則 由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論沿材料長(zhǎng)度方向各處溫度如何分布，回路中均不產(chǎn)生熱電勢(shì)。反之，如果

11、回路中有熱電勢(shì)存在則材料必為非均質(zhì)的。 中間導(dǎo)體定則 在熱電偶回路中接入第三種（或多種）均質(zhì)材料，只要所接入的材料兩端連接點(diǎn)溫度相同，則所接入的第三種材料不影響原回路的熱電勢(shì)。證明中間溫度定則 兩種不同材料組成的熱電偶回路，其接點(diǎn)溫度分別為t和t0時(shí)的熱電勢(shì)EAB(t,t0)等于熱電偶在接點(diǎn)溫度為(t,tn)和(tn,t0)時(shí)相應(yīng)的熱電勢(shì)和的代數(shù)和，其中tn為中間溫度。 二、熱電偶的應(yīng)用定則均質(zhì)導(dǎo)體定則 由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回三、常用熱電偶的材料、結(jié)構(gòu)熱電偶材料應(yīng)滿足以下要求 2能應(yīng)用于較寬的溫度范圍，物理化學(xué)性能、熱電特性都較穩(wěn)定。即要求有較好的耐熱性、抗氧化、抗還原、抗腐蝕等性能。1兩

12、種材料所組成的熱電偶應(yīng)輸出較大的熱電勢(shì)，以得到較高的靈敏度，且要求熱電勢(shì)和溫度之間盡可能呈線性的函數(shù)關(guān)系。 3具有高導(dǎo)電率和低電阻溫度系數(shù)。4材料復(fù)現(xiàn)性好，便于成批生產(chǎn)，制造簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。三、常用熱電偶的材料、結(jié)構(gòu)熱電偶材料應(yīng)滿足以下要求 2能應(yīng)常用熱電偶鉑銠10鉑熱電偶;分度號(hào)S 正極是鉑銠合金，其成分為鉑90%與銠10%負(fù)極由純鉑制成。 長(zhǎng)時(shí)間可在01300之間工作短時(shí)間測(cè)量可達(dá)到1600常用金屬絲的直徑為0.350.5mm。 優(yōu)點(diǎn):復(fù)現(xiàn)性好，精度高。一般可用于精密測(cè)量或作為國(guó)際溫標(biāo)中的基準(zhǔn)熱電偶。物理化學(xué)性能穩(wěn)定，適于在氧化或中性氣氛介質(zhì)中使用。 缺點(diǎn)是熱電勢(shì)弱，靈敏度較低，價(jià)格昂貴，

13、在高溫還原介質(zhì)中容易被侵蝕和污染而變質(zhì)。常用熱電偶鉑銠10鉑熱電偶;分度號(hào)S 正極是鉑銠合金，其成測(cè)量端溫度()0102030405060708090熱電動(dòng)勢(shì)(mV)00.0000.0550.1330.1730.2350.2990.3650.4320.5020.5731000.6450.7190.7950.8720.9501.0291.1091.1901.2731.3562001.4401.5251.6111.6981.7851.8731.9622.0512.1412.2323002.3232.4142.5062.5992.6922.7862.8802.9743.0693.1644003.26

14、03.3563.4523.5493.6453.7433.8403.9384.0364.1355004.2344.3334.4324.5324.6324.7324.8324.9335.0345.1356005.2375.3395.4425.5445.6485.7515.8555.9606.0646.1697006.2746.3806.4866.5926.6996.8056.9137.0207.1287.2368007.3457.4547.5637.6727.7827.8928.0038.1148.02258.3369008.4488.5608.6738.7868.8999.0129.1269.2

15、409.3559.47010009.5859.7009.8169.93210.04810.16510.28210.40010.51710.635110010.74510.87210.99111.11011.22911.34811.46711.58711.70711.827120011.94712.06712.18812.30812.42912.55012.67112.79212.91313.034130013.15513.27613.39713.51913.64013.76113.88314.00414.12514.247140014.36814.49814.91014.73114.85214

16、.97315.09415.21515.33615.456150015.57615.69715.81715.93715.05713.17616.29616.41516.53416.653160016.77116.89017.00817.12517.24317.36017.47717.59417.71117.826170017.94218.05618.17018.28218.39418.50418.612鉑銠10鉑熱電偶分度表 （冷端溫度為0） 測(cè)量端溫度0102030405060708090熱電動(dòng)勢(shì)(m優(yōu)點(diǎn):化學(xué)穩(wěn)定性好，靈敏度較高、復(fù)現(xiàn)性較好，熱電特性線性度好，價(jià)格低廉。是工業(yè)中和實(shí)驗(yàn)室里大量

17、采用的一種熱電偶。鎳鉻鎳硅熱電偶 分度號(hào)K正極為鎳鉻，負(fù)極為鎳硅。長(zhǎng)時(shí)間在1000以下的溫度工作，短期可達(dá)到1300.金屬絲直徑范圍較大，工業(yè)應(yīng)用一般為0.53mm。缺點(diǎn):在還原性介質(zhì)或含硫化物氣氛中易被侵蝕，所以在這種氣氛環(huán)境中工作的K型熱電偶必須加裝保護(hù)套管。優(yōu)點(diǎn):化學(xué)穩(wěn)定性好，靈敏度較高、復(fù)現(xiàn)性較好，熱電特性線性度好測(cè)量端溫度()0102030405060708090熱電動(dòng)勢(shì)(mV)00.0000.3970.7981.2031.6112.0222.4362.8503.2663.6811004.0954.5084.9195.3275.7336.1376.5396.9397.3387.737

18、2008.1378.5378.9389.3419.74510.15110.56010.96911.38111.79330012.20712.62313.03913.45613.87414.29214.71215.13215.55215.97440016.39516.81817.24117.66418.08818.51318.93819.36319.78820.21450020.64021.06621.49321.91923.34622.77223.19823.62424.05024.47660024.90225.32725.75126.17626.59927.02227.44527.86728

19、.28828.70970029.12829.54729.96530.38330.79931.21431.62932.04232.45532.86680033.27733.68634.09534.50234.90935.31435.71836.12136.52436.92590037.32537.72438.12238.51938.91539.31039.70340.09640.48840.897100041.26441.65742.04542.43242.81743.20243.58543.96844.34944.720110045.10845.48645.86346.23846.61249.

20、98547.35647.72648.09549.162120048.82849.19249.55549.91650.27650.66350.99051.34451.69752.040130052.39852.74753.09353.43953.78254.12554.46654.807 鎳鉻鎳硅熱電偶分度表 （冷端溫度為0） 測(cè)量端溫度0102030405060708090熱電動(dòng)勢(shì)(m適用于較低溫度的測(cè)量，測(cè)量精度較高。銅康銅熱電偶 分度號(hào)T正極為銅，負(fù)極為康銅。測(cè)溫范圍為200300，短期可達(dá)到400。常用熱電偶絲直徑為0.21.6mm。這是一種貴金屬熱電偶，也稱為雙鉑銠熱電偶。其顯著特點(diǎn)是

21、測(cè)溫上限高，長(zhǎng)時(shí)間可在1600工作，短時(shí)間可達(dá)到1800。測(cè)量精度高，熱電偶絲直徑為0.30.5mm，靈敏度較低，價(jià)格昂貴。由于這種熱電偶在80以下熱電勢(shì)只有15微伏，所以無(wú)需考慮冷端溫度對(duì)測(cè)量的影響。鉑銠30鉑銠6熱電偶 分度號(hào)B適用于較低溫度的測(cè)量，測(cè)量精度較高。銅康銅熱電偶 分度號(hào)熱電偶的結(jié)構(gòu)形式1-接線盒 2-保護(hù)套管 3-絕緣套管 4-熱電偶絲工業(yè)用熱電偶 由熱電極、絕緣套管、保護(hù)套管以及接線盒等組成。其絕緣套管大多為氧化鋁管或工業(yè)陶瓷管。保護(hù)套管則根據(jù)測(cè)溫條件來(lái)確定，測(cè)量1000以下的溫度一般用金屬套管，測(cè)量1000以上的溫度則多用工業(yè)陶瓷甚至氧化鋁保護(hù)套管?？茖W(xué)研究中所使用的熱電

22、偶多用細(xì)熱電極絲制成，有時(shí)不加保護(hù)套管以減少熱慣性，改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)，提高測(cè)量精度。熱電偶的結(jié)構(gòu)形式1-接線盒 2-保護(hù)套管 3-絕緣套管 雙金屬溫度計(jì)課件由熱電極、絕緣材料和金屬套管三者一起經(jīng)拉細(xì)加工而組成一體，也稱套管熱電偶。鎧裝熱電偶具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、牢固、抗震等特點(diǎn)；由于測(cè)量端熱容量小，所以熱慣性小，具有很好的動(dòng)態(tài)特性。外徑、長(zhǎng)度和測(cè)量端的結(jié)構(gòu)型式可以根據(jù)需要而選定。外直徑從0.2512mm不等鎧裝式熱電偶1-金屬套管；2-絕緣材料；3-熱電極 鎧裝式熱電偶斷面結(jié)構(gòu)圖 由熱電極、絕緣材料和金屬套管三者一起經(jīng)拉細(xì)加工而組成一體，也由兩種金屬薄膜制成的一種特殊結(jié)構(gòu)的熱電偶。采用真空蒸

23、鍍或化學(xué)涂層等制造工藝將兩種熱電偶材料蒸鍍到絕緣基板上，形成薄膜狀熱電偶，其熱端接點(diǎn)既小且薄，約為0.010.1m。適于壁面溫度的快速測(cè)量，且響應(yīng)快，其時(shí)間常數(shù)可達(dá)到微秒級(jí)，因而可測(cè)瞬變的表面溫度。熱電極有鎳鉻鎳硅、銅康銅等。測(cè)溫范圍一般在300以下?；宄叽鐬?0mm6mm0.2mm。薄膜式熱電偶薄膜式熱電偶示意圖 1-熱電極 2-熱接點(diǎn)3-絕緣基板4-引出線由兩種金屬薄膜制成的一種特殊結(jié)構(gòu)的熱電偶。采用真空蒸鍍或化學(xué)四、熱電偶的冷端補(bǔ)償方法：冰浴法；理論修正法、冷端補(bǔ)償器、補(bǔ)償導(dǎo)線。冰浴法 這是一種精度最高的處理辦法，可以使t0穩(wěn)定地維持在0。 其實(shí)施辦法是將冰水混合物放在保溫瓶中，再把細(xì)

24、玻璃試管插入冰水混合物中，試管底部注入適量的油類或水銀，熱電偶的參比端插到試管底部，實(shí)現(xiàn)了t0=0的要求， 1-冰水混合物； 2-保溫瓶； 3-油類或水銀； 4-蒸餾水；5-試管； 6-蓋； 7-銅導(dǎo)線； 8-熱電勢(shì)測(cè)量?jī)x表 四、熱電偶的冷端補(bǔ)償方法：冰浴法；理論修正法、冷端補(bǔ)償器、補(bǔ)理論修正法熱電偶的分度是在冷端保持為0條件下進(jìn)行的。在實(shí)際使用條件下，若冷端溫度不能保持為0，則所測(cè)得的熱電勢(shì)為相對(duì)于t0溫度下的熱電勢(shì)，即EAB(t,t0)。若能將熱電偶冷端置于已知的恒溫條件下，得到穩(wěn)定的溫度，則根據(jù)中間溫度定則公式，可得到被測(cè)溫度的實(shí)際值。理論修正法熱電偶的分度是在冷端保持為0條件下進(jìn)行的。

25、在實(shí)際R1、R2、R3采用錳銅絲無(wú)感繞制，其電阻溫度系數(shù)趨于零，即阻值基本不隨溫度變化。 冷端補(bǔ)償器法 橋臂R4用銅絲無(wú)感繞制，當(dāng)在平衡點(diǎn)溫度（規(guī)定0或20）時(shí)R4=1。Rg為限流電阻，為配用不同分度號(hào)熱電偶時(shí)作為調(diào)整補(bǔ)償器供電電流之用。橋路供電電壓為4V直流電壓。1-熱電偶； 2-補(bǔ)償導(dǎo)線；3-銅導(dǎo)線； 4-指示儀表；5-冷端補(bǔ)償器平衡點(diǎn)溫度計(jì)算點(diǎn)溫度R1、R2、R3采用錳銅絲無(wú)感繞制，其電阻溫度系數(shù)趨于零，即雙金屬溫度計(jì)課件補(bǔ)償導(dǎo)線法 采用一種特殊的導(dǎo)線（稱為補(bǔ)償導(dǎo)線）代替部分熱電偶絲作為熱電偶的延長(zhǎng)。 補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電特性在0100范圍內(nèi)應(yīng)與所取代的熱電偶絲的熱電特性基本一致，且電阻率低，

26、價(jià)格必須比主熱電偶絲便宜?；芈房偀犭妱?shì) 根據(jù)中間溫度定律補(bǔ)償導(dǎo)線法 采用一種特殊的導(dǎo)線（稱為補(bǔ)償導(dǎo)線）代替部分熱電偶常用補(bǔ)償導(dǎo)線的型號(hào)有SC，KC，KX，EX，JX，TX其中第一個(gè)字母與配用的熱電偶的分度號(hào)相對(duì)應(yīng)。字母X表示延伸型；字母C表示補(bǔ)償型熱電偶名稱補(bǔ)償導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)/mV（t=100,t0=0)正級(jí)負(fù)極材料顏色材料顏色鎳鉻鎳硅銅紅康銅棕4.10+(-)0.15鉑銠鉑銅紅銅鎳綠0.64+(-)0.03鎳鉻康銅鎳鉻紫康銅棕6.32+(-)0.3銅考銅銅紅考銅黃4.76+(-)0.15常用補(bǔ)償導(dǎo)線的型號(hào)有SC，KC，KX，EX，JX，TX其中第 熱電偶中間溫度定則示意圖 熱電偶和連接導(dǎo)線示

27、意圖證明： 熱電偶中間溫度定則示意圖 中間溫度定律說(shuō)明當(dāng)熱電偶冷端溫度不是0度時(shí)，只要能測(cè)得熱電勢(shì) ，且 已知，仍可以采用熱電偶分度表求得被測(cè)溫度值。 =則中間溫度定律說(shuō)明當(dāng)熱電偶冷端溫度不是0度時(shí)，只要能測(cè)得熱電勢(shì)中間導(dǎo)體定則證明回路總熱電勢(shì)為 在進(jìn)一步分析上式之前，先分析圖C所示的特殊情況。圖C中假定三種材料的接點(diǎn)溫度相同，設(shè)為T0，則由此得知 中間導(dǎo)體定則證明回路總熱電勢(shì)為 在進(jìn)一步分析上式之前，先分析中間導(dǎo)體定律表明熱電偶回路中可接入測(cè)量熱電勢(shì)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(shì)將不受接入的測(cè)量?jī)x表的影響。同時(shí)該定律還表明熱電偶的接點(diǎn)不僅可以焊接而成，也可以借用均質(zhì)

28、等溫的導(dǎo)體加以連接。中間導(dǎo)體定律表明熱電偶回路中可接入測(cè)量熱電勢(shì)的儀表。只要儀表第四節(jié) 電阻式溫度計(jì)一、 電阻式溫度計(jì)原理絕大多數(shù)金屬的電阻值隨溫度而變化，溫度越高電阻越大，即具有正的電阻溫度系數(shù)。大多數(shù)半導(dǎo)體材料具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，其電阻值與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為根據(jù)ITS90國(guó)際溫標(biāo)的規(guī)定，13.81K961.78的標(biāo)準(zhǔn)儀器是鉑電阻溫度計(jì)。工業(yè)中在200500的低溫和中溫范圍內(nèi)同樣廣泛使用熱電阻來(lái)測(cè)量溫度。在試驗(yàn)研究工作中，近幾年來(lái)碳電阻可以用來(lái)測(cè)量1K的超低溫；高溫鉑電阻溫度計(jì)上限可達(dá)1000，但工業(yè)中很少應(yīng)用。第四節(jié) 電阻式溫度計(jì)一、 電阻式溫度計(jì)原理絕大多數(shù)金屬的電阻材料要求： 在測(cè)溫

29、范圍內(nèi)化學(xué)和物理性能穩(wěn)定；復(fù)現(xiàn)性好；電阻溫度系數(shù)大，以得到高靈敏度；電阻率大，可以得到小體積元件；電阻溫度特性盡可能接近線性；價(jià)格低廉。在中、低溫范圍內(nèi)其精度高于熱電偶溫度計(jì)；靈敏度高。當(dāng)溫度升高1時(shí)，大多數(shù)金屬材料熱電阻的阻值增加0.4%0.6%，半導(dǎo)體材料的阻值則降低3%6%；不宜測(cè)量點(diǎn)溫度和動(dòng)態(tài)溫度。特點(diǎn)材料要求： 在測(cè)溫范圍內(nèi)化學(xué)和物理性能穩(wěn)定；在中、低溫范圍內(nèi)二、常用熱電阻元件鉑熱電阻 采用高純度鉑絲繞制而成，具有測(cè)溫精度高、性能穩(wěn)定、復(fù)現(xiàn)性好、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)，因此在基準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。但其在高溫下容易被還原性氣氛所污染，使鉑絲變脆，改變其電阻溫度特性，所以需用套管保護(hù)方可

30、使用。鉑絲純度是決定溫度計(jì)精度的關(guān)鍵。鉑絲純度越高其穩(wěn)定性越高、復(fù)現(xiàn)性越好、測(cè)溫精度也越高。 鉑絲純度常用R100/R0表示，R100和R0分別表示100和0條件下的電阻值。 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，規(guī)定純度不小于1.3925；對(duì)于工業(yè)用鉑電阻溫度計(jì)純度為1.391。 標(biāo)準(zhǔn)或?qū)嶒?yàn)室用的鉑電阻R0為10歐母或30歐母左右。國(guó)產(chǎn)工業(yè)用鉑電阻溫度計(jì)主要有三種，分別為Pt50,Pt100,Pt300。 二、常用熱電阻元件鉑熱電阻 采用高純度鉑絲繞制而成，具有測(cè)溫銅熱電阻 銅熱電阻的電阻值與溫度近于呈線性關(guān)系，電阻溫度系數(shù)也較大，且價(jià)格便宜，所以在一些測(cè)量精度要求不是很高的情況下，就常采用銅熱電阻。但其在

31、高于100的氣氛中易被氧化，故多用于測(cè)量50150溫度范圍。 我國(guó)統(tǒng)一生產(chǎn)的銅電阻溫度計(jì)有兩種：Cu50,Cu100半導(dǎo)體熱敏電阻 優(yōu)點(diǎn):負(fù)電阻溫度系數(shù)大，因此靈敏度高。電阻率大，可作成體積小而電阻值大的電阻元件，這就使之具有熱慣性小和可測(cè)量點(diǎn)溫度或動(dòng)態(tài)溫度。缺點(diǎn)：同種半導(dǎo)體熱敏電阻的電阻溫度特性分散性大，非線性嚴(yán)重，元件性能不穩(wěn)定，因此互換性差、精度較低。 銅熱電阻 銅熱電阻的電阻值與溫度近于呈線性關(guān)系，電阻溫度系數(shù)工業(yè)用熱電阻工業(yè)用熱電阻熱敏電阻熱敏電阻力矩M促使線圈繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支持線圈的張絲便產(chǎn)生反力矩Mn，其大小與動(dòng)圈的偏轉(zhuǎn)角成正比。第五節(jié) 測(cè)溫顯示儀表一、配接熱電偶的測(cè)

32、溫顯示儀表常用的測(cè)量熱電勢(shì)的儀表有動(dòng)圈式儀表、手動(dòng)電位差計(jì)、自動(dòng)電子電位差計(jì)和數(shù)字式電壓表等。 動(dòng)圈式溫度指示儀表當(dāng)處于均勻恒定磁場(chǎng)中的線圈通以電流I時(shí)，線圈將產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M，在線圈幾何尺寸和匝數(shù)已定的條件下，M只與流過線圈的電流大小成正比 即:M=KI當(dāng)兩力矩平衡時(shí)，此時(shí)動(dòng)圈的偏轉(zhuǎn)角為力矩M促使線圈繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支持線圈的張絲便產(chǎn)生雙金屬溫度計(jì)課件動(dòng)圈式溫度指示儀表流過儀表的電流為 可見只有在R一定時(shí)，動(dòng)圈偏轉(zhuǎn)角才能正確地反映熱電勢(shì)的值，因此保持回路總電阻恒定或基本不變是保證測(cè)溫精度的關(guān)鍵。而 R=RN+RE，其中是RN儀表內(nèi)部等效電阻，RE是儀表外部電阻。RE=Rt+R2+RL

33、+RcRN=f(Rs,RD,RT,RB,Rp)RERN結(jié)論: R變化很小,所以能夠保證測(cè)溫的精度.動(dòng)圈式溫度指示儀表流過儀表的電流為 可見只有在R一定時(shí)，動(dòng)雙金屬溫度計(jì)課件直流電位差計(jì) 1手動(dòng)電位差計(jì)測(cè)量回路工作電流回路校準(zhǔn)回路當(dāng)開關(guān)K置向“標(biāo)準(zhǔn)”位置時(shí)，校準(zhǔn)回路工作，其電壓方程為調(diào)整Rs以改變工作電流回路的工作電流I，使檢流計(jì)G指零，當(dāng)開關(guān)K置向“測(cè)量”位置時(shí)，測(cè)量回路工作，其電壓方程為調(diào)整電阻RABC的滑動(dòng)點(diǎn)B使檢流計(jì)G指零 直流電位差計(jì) 1手動(dòng)電位差計(jì)測(cè)量回路工作電流回路校準(zhǔn)回路當(dāng)雙金屬溫度計(jì)課件2自動(dòng)電子電位差計(jì)2自動(dòng)電子電位差計(jì)雙金屬溫度計(jì)課件二、配接熱電阻的測(cè)溫顯示儀表測(cè)量方法多采

34、用不平衡電橋和自動(dòng)平衡電橋。 不平衡電橋電橋輸出不平衡電壓為 流過RM的電流IM為 二、配接熱電阻的測(cè)溫顯示儀表測(cè)量方法多采用不平衡電橋和自動(dòng)平以不平衡電橋原理為基礎(chǔ)的XCZ-102型動(dòng)圈式溫度指示儀 以不平衡電橋原理為基礎(chǔ)的XCZ-102型動(dòng)圈式溫度指示儀 熱電阻元件和溫度指示儀的連接有兩種典型的接線方式二線制和三線制 兩線制熱電阻元件和溫度指示儀的連接有兩種典型的接線方式二線制和三線制三線制自動(dòng)電子平衡電橋 自動(dòng)電子平衡電橋 第六節(jié) 接觸式測(cè)溫技術(shù)一、影響接觸式溫度測(cè)量的各種因素接觸式溫度測(cè)量產(chǎn)生誤差的原因 1、傳熱學(xué)方面的原因 2、氣動(dòng)原因 3、動(dòng)態(tài)誤差 4、化學(xué)原因 第六節(jié) 接觸式測(cè)溫

35、技術(shù)一、影響接觸式溫度測(cè)量的各種因素接觸式二、高速氣流溫度測(cè)量、速度誤差分析靜溫度量氣流的無(wú)序動(dòng)能，動(dòng)溫度量氣流的有向動(dòng)能 動(dòng)溫靜溫與動(dòng)溫之和為氣流的總溫 問題：溫度傳感器測(cè)得的溫度是什么溫度？靜溫？動(dòng)溫？總溫？實(shí)際上處于高速氣流中固定安裝的測(cè)溫傳感器，對(duì)高速氣流只有一定的滯止作用，并非完全絕熱滯止。因此傳感器既不能直接指示靜溫，也不能簡(jiǎn)單地測(cè)量總溫，傳感器實(shí)際的指示值被稱為有效溫度，記作T gTg高于自由流靜溫，而低于自由流總溫。速度誤差:二、高速氣流溫度測(cè)量、速度誤差分析靜溫度量氣流的無(wú)序動(dòng)能，動(dòng)定義 r為恢復(fù)系數(shù)，或稱為復(fù)溫系數(shù) 速度誤差與馬赫數(shù)和恢復(fù)系數(shù)有關(guān)，為了減小速度誤差，希望恢復(fù)系數(shù)要大，氣流流經(jīng)溫度計(jì)的M數(shù)要小。但是被測(cè)氣流的M數(shù)通常不能隨意改變，因此，減小速度誤差的主要途徑是提高熱電偶的恢復(fù)系數(shù)，使它接近于1并具有較穩(wěn)定的數(shù)值。 定義 r為恢復(fù)系數(shù)，或稱為復(fù)溫系數(shù) 速度誤差與馬赫數(shù)和恢復(fù)系減小速度誤差的方法處理