傳感器溫度測(cè)量

第一講溫度測(cè)量與控制的現(xiàn)狀與最新發(fā)展第一節(jié)溫度測(cè)量概況溫度測(cè)量的意義；溫度計(jì)的精度等級(jí)和分度值（攝氏度）；常見(jiàn)的溫度傳感器；數(shù)字測(cè)溫系統(tǒng)；溫度測(cè)量的基本知識(shí)——溫度、溫標(biāo)；溫度測(cè)量?jī)x表分類與選擇。一溫度測(cè)量意義溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。對(duì)人體：“溫度不可控，就會(huì)要人命”；非典對(duì)工業(yè)：“溫度不可控，質(zhì)量沒(méi)保證”；對(duì)農(nóng)業(yè)：“沒(méi)有溫度，沒(méi)有食物”；溫室大棚對(duì)測(cè)量：“溫度控不住，不可能上精度”。熱脹冷縮二、溫度計(jì)的精度等級(jí)和分度值（攝氏度）

雙金屬溫度計(jì)1，1.5，2.5，0.5~20

壓力式溫度計(jì)1，1.5，2.5，0.5~20

玻璃液體溫度計(jì)0.5~2.5，0.1~10

熱電阻0.5~3，1~10熱電偶0.5~1，5~20光學(xué)高溫計(jì)1~1.5，5~20輻射溫度計(jì)（熱電堆）1.5，5~20部分輻射溫度計(jì)1~1.5，1~20比色溫度計(jì)1~1.5三常見(jiàn)的接觸式溫度傳感器四各種數(shù)字測(cè)溫系統(tǒng)重點(diǎn)在應(yīng)用五、溫度和溫標(biāo)的概念溫度——表征物體冷熱程度的物理參數(shù)模擬圖：在一個(gè)密閉的空間里，氣體分子在高溫時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度比低溫時(shí)快！溫度越高，表示物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。溫標(biāo)——用來(lái)度量溫度高低的標(biāo)尺攝氏溫標(biāo)（℃）CentigradeTemperatureScale華氏溫標(biāo)（℉）FahrenheitTemperatureScale熱力學(xué)溫標(biāo)（K）ThermodynamicsTemperatureScale

國(guó)際溫標(biāo)InternationalTemperatureScale1.攝氏溫標(biāo)

1740年瑞典人攝氏(Celsius)

定義水銀體膨脹是線性；標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰點(diǎn)是攝氏零度，沸點(diǎn)為100度，而將汞柱在這兩點(diǎn)間等分為100格，每等分格為攝氏1度，標(biāo)記為℃。2.華氏溫標(biāo)定義1714年德國(guó)人法倫海脫(Fahrenheit)以水銀為測(cè)溫介質(zhì)，制成玻璃棒水銀溫度計(jì)。規(guī)定水的沸點(diǎn)為212度，氯化銨與冰的混合物為0度(純水冰點(diǎn)32度)，中間等分為212份，每一份為1度記作℉。稱為華氏溫標(biāo)。3.熱力學(xué)溫標(biāo)(理想)Q1：卡諾熱機(jī)從高溫?zé)嵩次諢崃浚籕0：卡諾熱機(jī)向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌1/Q0=T1/T0假設(shè)一卡諾熱機(jī)工作在溫度為T(mén)0（273.16K）的低溫?zé)嵩春臀粗獪囟鹊母邷責(zé)嵩粗g，如果該卡諾熱機(jī)向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃繛镼0，從高溫?zé)嵩次盏臒崃繛镼1，那么高溫?zé)嵩吹臏囟葹門(mén)1=

Q1/Q0·T0T0T1卡諾熱機(jī)Q0Q1熱力學(xué)溫度的內(nèi)插方程假設(shè)一標(biāo)準(zhǔn)熱源熱力學(xué)溫度為100K，熱力學(xué)溫標(biāo)如何規(guī)定300K的溫度？拿標(biāo)準(zhǔn)熱源作為低溫?zé)嵩?，另一熱源作為高溫?zé)嵩矗屢豢ㄖZ熱機(jī)在兩熱源之間運(yùn)轉(zhuǎn)，如果從高溫?zé)嵩次盏臒崃縌1與向標(biāo)準(zhǔn)熱源放出的熱量Q0之比等于3

，那么高溫?zé)嵩礈囟鹊扔?00K3.熱力學(xué)溫標(biāo)現(xiàn)實(shí)中熱力學(xué)溫標(biāo)是應(yīng)用氣體特性方程實(shí)現(xiàn)的。理想氣體的P、V、T之間的關(guān)系式為：以水的三相點(diǎn)作為參考點(diǎn)，這樣可按照氣體壓力變化測(cè)溫。（氣體定容溫度計(jì)）3.熱力學(xué)溫標(biāo)（實(shí)際）選用水的三相點(diǎn)溫度為273.16，定義水的三相點(diǎn)溫度的1/273.16為1度，單位為k，這樣就建立了熱力學(xué)溫標(biāo)。只要確定一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，則整個(gè)溫標(biāo)就確定了。3.熱力學(xué)溫標(biāo)4.國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)ITS-90指導(dǎo)思想:應(yīng)盡量與熱力學(xué)溫標(biāo)接近，溫度的復(fù)現(xiàn)性要好。內(nèi)容（1）定義了固定點(diǎn)，共有17個(gè)。（2）規(guī)定不同區(qū)域內(nèi)的基準(zhǔn)儀器。（3）建立基準(zhǔn)儀器示值與國(guó)際溫標(biāo)之間的插補(bǔ)公式。國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)指出，熱力學(xué)溫度為基本物理量，規(guī)定水的三相點(diǎn)溫度為273.16，單位為k，1k的大小為水的三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16，由于攝氏溫標(biāo)將冰點(diǎn)定義為0℃，而冰點(diǎn)比水的三相點(diǎn)低0.01k，那么冰點(diǎn)溫度為273.15k，即單位℃。4.國(guó)際溫標(biāo)ITS-90六溫度測(cè)量?jī)x表分類與選擇玻璃管液體溫度計(jì)固體膨脹式壓力式溫度計(jì)膨脹式溫度計(jì)測(cè)溫?zé)犭娕紲y(cè)溫?zé)犭娮铚y(cè)溫接觸法非接觸法測(cè)溫方法溫度測(cè)量方法的分類1．接觸法測(cè)溫：敏感元件直接與被測(cè)對(duì)象接觸，通過(guò)傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，反映被測(cè)對(duì)象的溫度。優(yōu)點(diǎn)：直觀、可靠。缺點(diǎn)：①存在負(fù)載效應(yīng)，②受到測(cè)量條件的限制，不能充分接觸，使檢測(cè)元件溫度與被測(cè)對(duì)象溫度不一致。③熱量傳遞需要一定時(shí)間造成測(cè)溫滯后現(xiàn)象。（動(dòng)態(tài)誤差）2．非接觸法測(cè)溫：檢測(cè)部分與被測(cè)對(duì)象不直接接觸，不破壞原有溫度場(chǎng)。通常用來(lái)測(cè)量1000℃以上的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、或反映迅速的高溫物體。（一）溫度測(cè)量方法的分類溫度傳感器裝配式熱電偶防爆熱電阻1膨脹式溫度計(jì)測(cè)溫敏感元件在受熱后尺寸或體積發(fā)生變化，采取一些簡(jiǎn)便方法，測(cè)出它的尺寸或體積變化的大小。分類：液體膨脹式、固體膨脹式、壓力式（a）工作原理利用玻璃管內(nèi)液體的體積隨溫度的升高而膨脹的原理。組成：液體存儲(chǔ)器、毛細(xì)管、標(biāo)尺、安全泡四部分。液體可為：水銀、酒精、甲苯等。當(dāng)溫度超過(guò)300℃時(shí)，應(yīng)采用硅硼玻璃，500℃以上要采用石英玻璃。（1）玻璃管液體溫度計(jì)4（b）結(jié)構(gòu)與類型棒式玻璃溫度計(jì)內(nèi)標(biāo)式玻璃溫度計(jì)電接點(diǎn)式溫度計(jì)利用水銀的熱脹冷縮和水銀的導(dǎo)電性。功能:①指示溫度;②恒溫自動(dòng)控制。

玻璃棒溫度計(jì)（3）誤差分析（a）玻璃材料有較大的熱滯后效應(yīng)。（b）溫度計(jì)插入深度不夠?qū)⒁鹫`差，（c）非線性誤差（d）工作液的遲滯性（e）讀數(shù)誤差液柱應(yīng)全部浸入被測(cè)介質(zhì)中。若只有部分液柱被浸沒(méi)時(shí)，應(yīng)對(duì)指示值進(jìn)行修正。

某水銀溫度測(cè)量水溫為90℃，插入處刻度為10℃，環(huán)境溫度為10℃，則測(cè)量誤差為-1.024℃n:露出液體部分所占的刻度數(shù)，:工作液體對(duì)玻璃的相對(duì)體膨脹系數(shù)（汞0.00016，灑精0.000103），t:溫度計(jì)的示值，ta:露出液柱部分所處的環(huán)境溫度（3）．誤差分析玻璃管液體溫度計(jì)使用注意事項(xiàng)溫度計(jì)與被測(cè)介質(zhì)應(yīng)接觸足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以使溫度計(jì)與被測(cè)介質(zhì)達(dá)到熱平衡。讀數(shù)時(shí)，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(jì)頂端的小耳環(huán)，不可觸摸標(biāo)尺。2固體膨脹式溫度計(jì)（1）類型及工作原理利用固體受熱膨脹原理制成的溫度計(jì)Ⅰ桿式溫度計(jì)利用固體（一般采用膨脹系數(shù)較大的金屬）材料構(gòu)成Ⅱ

雙金屬溫度計(jì)它的感溫元件是由膨脹系數(shù)不同的兩種金屬片牢固地結(jié)合在一起制成?？勺鳒囟壤^電控制、極值溫度控制信號(hào)固定端自由端Ⅱ

雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)3壓力式溫度計(jì)（1）工作原理與結(jié)構(gòu)形式a原理壓力式溫度計(jì)是利用密封系統(tǒng)中測(cè)溫物質(zhì)的壓力隨溫度變化來(lái)測(cè)溫；b分類按所充物質(zhì)相態(tài)分充氣式、沖液式、蒸發(fā)式按功能分：指示式、記錄式、報(bào)警式和溫度調(diào)節(jié)式等

不需要電源，耐用；但感溫部件體積較大。

氣體的體積與熱力學(xué)溫度成正比感溫部件（溫包、接頭管）+毛細(xì)管+盤(pán)簧管（多圈彈簧管）3組成溫包、毛細(xì)管、感壓元件（彈簧管、波紋管等）（二）使用方法與特點(diǎn)對(duì)毛細(xì)管采取保護(hù)措施，防止損壞；注意安裝方式與位置對(duì)精度的影響。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，刻度清晰，防爆。精度差，示值滯后時(shí)間長(zhǎng)，毛細(xì)管易損壞。4示溫涂料（變色涂料）裝滿熱水后圖案變得清晰可辨變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用CPU散熱風(fēng)扇低溫時(shí)顯示藍(lán)色溫度升高后變?yōu)榧t色第2節(jié)

熱電偶溫度計(jì)

ThermocoupleThermometer

熱電偶測(cè)溫原理冷端溫度補(bǔ)償問(wèn)題熱電偶的校驗(yàn)熱電偶的基本定律常用熱電偶的種類熱電偶的構(gòu)造概述1）熱電偶是應(yīng)用最普遍、最廣泛的溫度測(cè)量元件。

2）既可用于流體溫度測(cè)量也可用于固體溫度測(cè)量，既可以檢測(cè)靜態(tài)溫度也能測(cè)量動(dòng)態(tài)溫度。

3）在火電廠中，主蒸汽、過(guò)熱器管壁與高溫?zé)煔獾鹊臏囟榷际遣捎脽犭娕紲y(cè)量的。

4）熱電偶一般用于測(cè)量100～1600℃范圍內(nèi)溫度，用特殊材料制成的熱電偶還可測(cè)更高或更低的溫度；5）熱電偶將感受到的溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成電勢(shì)信號(hào)輸出，便于測(cè)量、信號(hào)傳輸、自動(dòng)記錄和控制等。一、熱電偶測(cè)溫原理熱電偶由兩根不同材料的導(dǎo)體焊接或絞接而成。先看一個(gè)實(shí)驗(yàn)——熱電偶工作原理演示

ABAB從實(shí)驗(yàn)到理論：

1821年，德國(guó)物理學(xué)家賽貝克用兩種不同金屬組成閉合回路，并用酒精燈加熱其中一個(gè)接觸點(diǎn)（稱為結(jié)點(diǎn)），發(fā)現(xiàn)放在回路中的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如果用兩盞酒精燈對(duì)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)同時(shí)加熱，指針的偏轉(zhuǎn)角反而減小。

將兩種不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路，如果兩端接點(diǎn)的溫度不同，回路中將產(chǎn)生電勢(shì)，稱為熱電勢(shì)。這個(gè)物理現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)

或塞貝克效應(yīng)。熱電效應(yīng)

熱電勢(shì)

接觸電勢(shì)+溫差電勢(shì)T0T1塞貝克效應(yīng)示意圖冷端（自由端）（參考端）熱電極A/B熱端（工作端）（測(cè)量端）熱電流＋ABEAB(

T)接觸電勢(shì)結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生熱電勢(shì)的微觀解釋接觸電勢(shì)（帕爾帖電勢(shì)）它是在兩種電子密度N不相等的均質(zhì)導(dǎo)體(或半導(dǎo)休)相接觸時(shí)形成的。擴(kuò)散現(xiàn)象數(shù)量級(jí)在10-1～10-3V帕爾帖電勢(shì)湯姆遜電勢(shì)溫差電勢(shì)（湯姆遜電勢(shì)）同一均質(zhì)導(dǎo)體因兩端溫度不同而形成的電勢(shì)。T

A

ΔTA

T0EA(T,T0)熱電偶的熱電勢(shì)（賽貝克電勢(shì)）或當(dāng)熱電偶材料確定后，總熱電勢(shì)與溫度t和t0有關(guān)則測(cè)得熱電勢(shì)的大小，就可求得熱端溫度t的數(shù)值若冷端溫度t0保持不變，則總熱電勢(shì)只與t有關(guān)熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)幾點(diǎn)說(shuō)明：熱電偶熱電勢(shì)量EAB(t，t0)是溫度函數(shù)之差，不是溫度差（t－t0）的函數(shù)。EAB(t，t0)＝－EBA(t，t0)＝－EAB(t0，t)熱電勢(shì)符號(hào)EAB(t，t0)中，改變符號(hào)A與B或t與t0的順序，即改變熱電勢(shì)的方向。當(dāng)冷端t0處將熱電偶脫開(kāi)時(shí)，熱電極A將流出電流，故稱A為正熱電極，B為負(fù)熱電極。這是判斷熱電偶正或負(fù)電極的方法。熱端:電流從負(fù)極流向正極二、熱電偶基本定律均質(zhì)導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律中間溫度定律1、均質(zhì)導(dǎo)體定律

由一種均質(zhì)導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)組成的閉合回路，不論導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)的截面和長(zhǎng)度如何，各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢(shì)。材料內(nèi)部電子密度處處相等的導(dǎo)體推論：

1）熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的材料組成。

2）由一種材料組成的閉合回路存在溫差時(shí)，回路如產(chǎn)生熱電勢(shì)，說(shuō)明該材料不純，是不均勻的。據(jù)此，可以檢查熱電極材料的均勻性。2、中間導(dǎo)體定律由不同材料組成的閉合回路中，若各種材料接觸點(diǎn)的溫度都相同，則回路中熱電勢(shì)的總和等于零。推論一：

在熱電偶回路中接入第三種(或更多種)導(dǎo)體材料，只要接入的導(dǎo)體材料兩端的溫度相同，則對(duì)熱電偶回路的熱電勢(shì)不產(chǎn)生影響。根據(jù)中間導(dǎo)體定律，當(dāng)溫度t=t0時(shí)，回路中總熱電勢(shì)為零。

為測(cè)量?jī)x表接入熱電偶A、B回路，組成熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)來(lái)測(cè)量熱電勢(shì)提供了理論基礎(chǔ)。開(kāi)路熱電偶的使用（金屬壁面、液態(tài)金屬）中間導(dǎo)體定律的應(yīng)用一：推論二：

如果兩種導(dǎo)體A、B對(duì)另一種參考導(dǎo)體C的熱電勢(shì)為已知，則這兩種導(dǎo)體組成熱電偶的熱電勢(shì)是它們對(duì)參考導(dǎo)體熱電勢(shì)的代數(shù)和。即

EAB(t1,t2)=EAC(t1,t2)+ECB

(t1,t2)中間導(dǎo)體定律推論二簡(jiǎn)化了熱電偶的選配工作。中間導(dǎo)體定律的應(yīng)用二：

接點(diǎn)溫度為t1和t2的熱電偶，它的熱電勢(shì)等于接點(diǎn)溫度分別為t1，t3和t3，t2的兩支同性質(zhì)熱電偶的熱電勢(shì)的代數(shù)和。即

EAB(t1,t2)=EAB(t1,t3)+EAB

(t3,t2)3、中間溫度定律已知熱電偶在某一給定冷端溫度（t0）下進(jìn)行的分度，只要進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的計(jì)算，就可以在另外的冷端溫度（t1）下使用。為制定熱電偶的熱電勢(shì)－溫度關(guān)系分度表奠定了理論基礎(chǔ)。中間溫度定律的應(yīng)用一：比較查出的3個(gè)熱電勢(shì)，判斷熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系是否為線性？熱電偶的熱電勢(shì)E（t，t0）與溫度t的關(guān)系——熱電特性冷端t0為0℃時(shí)，將熱電偶熱電特性（E－t）制成的表——分度表實(shí)際測(cè)量時(shí)，冷端t0為往往為環(huán)境溫度。如t0＝20℃時(shí)，測(cè)得EAB(t，20)，要求t＝？

根據(jù)中間溫度定律有

EAB(t，0)＝EAB(t，20)＋EAB(20，0)解：查表得EK(25，0)＝1mV,則EK(t，0)＝EK(t，25)＋EK(25，0)＝18.537mV查分度表求得t=450.5℃。

如果用EK(t，25)＝17.537mV直接查表，則得t=427℃，顯然誤差是很大的。例：一支鎳鉻－鎳硅熱電偶，在冷端溫度為室溫25℃時(shí)，測(cè)得熱電勢(shì)EK(t，25)＝17.537mV，試求熱電偶所測(cè)的實(shí)際溫度t＝？

和熱電偶具有相同熱電性質(zhì)的補(bǔ)償導(dǎo)線可引入熱電偶的回路中，相當(dāng)于把熱電偶延長(zhǎng)而不影響熱電偶應(yīng)有的熱電勢(shì)。

為工業(yè)測(cè)溫中應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線提供了理論依據(jù)。中間溫度定律的應(yīng)用二：如：鉑銠-鉑熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線：銅-銅鎳熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線：

延伸型、補(bǔ)償型兩種結(jié)構(gòu)與電纜一樣。

延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線的材料與相應(yīng)的熱電偶相同，準(zhǔn)確度略低。補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線材料與對(duì)應(yīng)的熱電偶不同，用賤金屬制成，低溫下它們的熱電性質(zhì)相同。注意：

補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)該與熱電偶配套使用；連接時(shí)極性不可接錯(cuò):正極-紅色（P）,負(fù)極-其它色（N）補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線，必須保證它與熱電偶連接的兩個(gè)接點(diǎn)溫度一致。EAB(t，t0)＝EAB(t，t0’)＋EAB(t0’，t0)＝EAB(t，t0’)＋ECD(t0’，t0)補(bǔ)償導(dǎo)線C、D與熱電偶A、B配接，將熱電偶的冷端由t0’移到t0處。

補(bǔ)償導(dǎo)線外形

A’B’屏蔽層保護(hù)層三、常用熱電偶的種類（1）在使用溫度范圍內(nèi)，物理、化學(xué)性能穩(wěn)定；（2）熱電勢(shì)和熱電勢(shì)率大，E－t是單值函數(shù)關(guān)系，最好呈線性關(guān)系；（3）電導(dǎo)率高，電阻溫度系數(shù)小；（4）熱電性能穩(wěn)定，易復(fù)現(xiàn)，同類熱電偶互換性好；（5）具有一定的機(jī)械強(qiáng)度；加工方便，價(jià)格便宜。熱電極材料要求：1)定義：是指生產(chǎn)工藝成熟、成批生產(chǎn)、性能優(yōu)越并已列入工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件中的熱電偶。2）特點(diǎn)：發(fā)展早、性能穩(wěn)定、應(yīng)用廣泛，具有統(tǒng)一的分度表，可以互換，并有與其配套的顯示儀表可供使用，十分方便。3）規(guī)定：國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)在1975年推薦7種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，在1986年又推薦了一種。我國(guó)目前共采用八種標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶：標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶：

（1）鉑銠10-鉑（S）；

（2）鉑銠30-鉑銠6（B）；（3）鉑銠13-鉑（R）；（4）鎳鉻-鎳硅(鎳鉻-鎳鋁)（K）；（5）銅-銅鎳(康銅)（T）；（6）鎳鉻-康銅（E）；（7）鐵-康銅（J）；（8）鎳鉻-金鐵熱偶以及銅-金鐵熱偶。鉑銠10-鉑（S型）偶絲直徑：0.5～0.020mm；適用范圍：0～1100℃，1100～1600℃；適用于氧化性氣氛中測(cè)溫;長(zhǎng)期最高使用溫度為1300℃,短期最高使用溫度1600℃，不推薦在還原氣氛中使用,短期內(nèi)可用于真空中測(cè)溫特點(diǎn)：復(fù)制性好、測(cè)量精度高；價(jià)格貴、熱電勢(shì)小偶絲直徑：0.3、0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.2mm；適用范圍：－200～1300℃

；用于氧化和中性氣氛中測(cè)溫,不推薦在還原氣氛中使用,可短期在還原氣氛中使用,但必須外加密封保護(hù)管。特點(diǎn)：測(cè)溫范圍較寬、熱電勢(shì)較大、E－t線性度好、價(jià)格適中；但長(zhǎng)期使用后，鎳鋁氧化變質(zhì)使熱電特性改變影響測(cè)量精確度。鎳鉻-鎳硅（鎳鋁）（K型）偶絲直徑：0.3、0.5、0.8、1.2、1.6、2.0、3.2mm；適用范圍：－200～900℃；適用氧化或弱還原性氣氛中測(cè)溫特點(diǎn)：輸出的熱電勢(shì)大,靈敏度高（常用熱電偶中，每攝氏度對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)最高），價(jià)格低廉，適合在0℃以下測(cè)溫。鎳鉻－康銅（E型）

3種熱電偶的測(cè)溫范圍與熱電勢(shì)各有什么特點(diǎn)？普通型熱電偶鎧裝熱電偶（套管熱電偶）薄膜熱電偶四、熱電偶的構(gòu)造及結(jié)構(gòu)形式（1）普通型熱電偶：1-熱電極;2-絕緣管;3-保護(hù)套管;4-接線盒

普通裝配型

熱電偶的結(jié)構(gòu)圖

接線盒引出線套管

固定螺紋

（出廠時(shí)用塑料包裹）熱電偶工作端（熱端）

不銹鋼保護(hù)管

熱電極：直徑：貴金屬一般為0.3～0.65mm；賤金屬一般為0.5～3.2mm。長(zhǎng)度：一般為350～2000mm。a－點(diǎn)焊；b－對(duì)焊；c－絞狀點(diǎn)焊絕緣管：防止兩根熱電極短路。

低溫下：橡膠、塑料高溫下：氧化鋁、陶瓷等

a：無(wú)固定裝置b：帶加強(qiáng)管且無(wú)固定裝置c：固定螺紋d：固定法蘭e：活動(dòng)法蘭保護(hù)套管：防止熱電極遭受化學(xué)和機(jī)械損傷.

f：高壓用錐形固定螺紋g：高壓焊接固定錐形h：900套管普通式、防濺式、防水式、隔爆式和插座式接線盒內(nèi)有接線端子，可供熱電極和補(bǔ)償導(dǎo)線連接之用。接線盒：

普通裝配型

熱電偶的外形安裝螺紋安裝法蘭隔爆型熱電偶外形厚壁保護(hù)管壓鑄的接線盒（2）鎧裝熱電偶（套管熱電偶）：是由熱電極、絕緣材料和金屬套管三者組合經(jīng)拉伸加工而成的堅(jiān)實(shí)組合體。特點(diǎn)：動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，機(jī)械強(qiáng)度高，耐高壓、耐沖擊。適用于狹小管道內(nèi)的溫度測(cè)量。鎧裝型熱電偶外形法蘭鎧裝型熱電偶可長(zhǎng)達(dá)上百米BA絕緣材料鎧裝型熱電偶橫截面（3）薄膜熱電偶：

鐵－鎳薄膜熱電偶1：熱端接點(diǎn)；2：襯架；3：鐵膜；4：鎳膜；5：鐵絲；6：鎳絲；7：接頭夾具

制作：用真空蒸鍍等方法使兩種熱電極材料(金屬)蒸鍍到絕緣基板上，二者牢固地結(jié)合在一起，形成薄膜狀熱接點(diǎn)。特點(diǎn)：動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，精確度高可以用來(lái)測(cè)變化極快的表面溫度和點(diǎn)的溫度；1.冰點(diǎn)法2.計(jì)算法(冷端溫度校正法)3.補(bǔ)償導(dǎo)線法4.儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法5.補(bǔ)償電橋法（冷端溫度補(bǔ)償器）五、熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償問(wèn)題

特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)方便、測(cè)量準(zhǔn)確；但只局限于實(shí)驗(yàn)室，不利于在線測(cè)量。1.冰點(diǎn)法

將熱電偶冷端置于冰點(diǎn)恒溫槽中,使冷端溫度恒定在0℃時(shí)進(jìn)行測(cè)溫。

E(t，0)＝E(t，t0)＋E(t0，0)根據(jù)計(jì)算得到的熱電勢(shì)E(t，0)，通過(guò)查分度表可得被測(cè)溫度值。

2.計(jì)算法(冷端溫度校正法)例：用鎳鉻-鎳鋁熱電偶(分度號(hào)K）測(cè)溫，熱電偶冷端溫度t0=34℃，測(cè)得熱電勢(shì)為38.339mV。計(jì)算被測(cè)溫度t。解：EK(t，0)＝EK(t，34)＋EK(34，0)＝38.339＋1.3666＝39.7056mV℃3.補(bǔ)償導(dǎo)線法在一定范圍內(nèi)(0～100℃)，補(bǔ)償導(dǎo)線具有和所連接的熱電偶相同的熱電性能。注意事項(xiàng)：補(bǔ)償導(dǎo)線僅將熱電偶冷端延長(zhǎng)到溫度相對(duì)恒定的地方，如果這地方溫度不是0℃，尚須繼續(xù)進(jìn)行其冷端溫度補(bǔ)償。熱電偶正、負(fù)極必須與補(bǔ)償導(dǎo)線正、負(fù)極相接，不能錯(cuò)接；兩者分度號(hào)必須—致。補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)工作在100℃以下，否則其熱電特性將不符合熱電偶要求。指針被預(yù)調(diào)到室溫（40C）可補(bǔ)償冷端損失4.儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，指針?biāo)傅奈恢脤x表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)至熱電偶冷端溫度t0處現(xiàn)有二種方法產(chǎn)生指示溫度：(1)將儀表機(jī)械零位調(diào)至30℃，然后通上熱電勢(shì)產(chǎn)生指示；(2)先通上熱電勢(shì)產(chǎn)生指示溫度，然后讀數(shù)溫度加上30℃。試問(wèn)哪種方法正確，相對(duì)誤差為多少?例題：解：方法（1）產(chǎn)生的指示電勢(shì)Es(t，0)＝Es(30，0)＋Es(1000，30)＝Es(1000，0)得t

＝1000℃，本方法正確。

方法（2）在未調(diào)機(jī)械零點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生的指示電勢(shì)Es(t1，0)＝Es(1000，30)＝9.585-0.173=9.412mV,查S分度表t1＝984.9℃。最后指示結(jié)果t2＝t1+30=1014.9℃其相對(duì)誤差為（t2－t）/t×100%=1.49％問(wèn)：(1)如將EPX、ENX補(bǔ)償導(dǎo)線都換成銅導(dǎo)線，

儀表指示為多少℃？(2)如將EPX、ENX補(bǔ)償導(dǎo)線的位置對(duì)換，儀表的指示又為多少℃?例題：解：（1）

EE(t’，0)＝EE(800，50)＋EE(30，0)＝61.022-3.047+1.801＝59.776(mV)查E分度表得指示溫度t’＝784.1℃。

（2）

EE(t”，0)＝

EE(800，50)－EE(50，30)＋EE(30，0)＝(61.022－3.047)－(3.047－1.801)＋1.801＝58.53(mV)反查E分度表得t”＝768.3

℃。由此可見(jiàn)，補(bǔ)償導(dǎo)線接反時(shí)，儀表指示溫度將偏低。

是采用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢(shì)來(lái)補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢(shì)的變化值，從而等效地使冷端溫度恒定的一種自動(dòng)補(bǔ)償法。5.補(bǔ)償電橋法（冷端溫度補(bǔ)償器）

注意事項(xiàng)：使用時(shí)注意冷端溫度補(bǔ)償器型號(hào)和接線極性。型號(hào)必須與熱電偶相同，輸入正端接正熱電極。輸出至儀表的連接線用銅導(dǎo)線。使用冷端溫度補(bǔ)償器仍須調(diào)節(jié)好儀表的機(jī)械零點(diǎn)，應(yīng)調(diào)整在電橋平衡時(shí)的設(shè)計(jì)溫度(20℃)數(shù)值上。冷端補(bǔ)償器工作溫度范圍通常不超過(guò)－5～50℃。例：有S分度熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)如圖所示。試問(wèn)：（1）此動(dòng)圈儀表的機(jī)械零位應(yīng)調(diào)在多少度上？（2）當(dāng)冷端補(bǔ)償器的電源開(kāi)路(失電)時(shí)，儀表指示為多少？（3）電源極性接反時(shí)，儀表指示又為多少?解：（1）補(bǔ)償器產(chǎn)生補(bǔ)償電動(dòng)勢(shì)Es(40，20)，要使

Es(1000，40)＋Es(40，20)＋Es(t

m，0)＝Es(1000，0)則t

m＝20℃。即儀表機(jī)械零位應(yīng)調(diào)在補(bǔ)償器設(shè)計(jì)平衡點(diǎn)溫度20℃上。解：（2）當(dāng)補(bǔ)償器電源開(kāi)路，冷端補(bǔ)償器失去補(bǔ)償作用時(shí)，指示電勢(shì)

Es(t

1，0)＝Es(1000，40)＋Es(20，0)＝9.585－0.235＋0.133＝9.483(mV)由S分度表查得t

1＝991.1℃。解：（3）當(dāng)補(bǔ)償器電源接反，補(bǔ)償器會(huì)反向補(bǔ)償，故指示電勢(shì)

Es(t

1，0)＝Es(1000,40)－Es(40,20)＋Es(20,0)＝(9.585-0.235)-(0.235-0.133)+0.133＝9.381(mV)由S分度表查得t

1＝982.3℃。課外作業(yè)－1

用分度號(hào)為K的熱電偶和動(dòng)圈式儀表組成測(cè)溫回路，把動(dòng)圈式儀表的機(jī)械零位調(diào)到20℃，但熱電偶的參比端溫度t0=55℃，試求出儀表示值為425℃時(shí)的被測(cè)溫度。課外作業(yè)－2有K分度熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線、冷端溫度補(bǔ)償器及動(dòng)圈表測(cè)溫系統(tǒng)如圖所示，不計(jì)線路電阻，tn為儀表環(huán)境溫度，分別試求：（1）為使儀表指示在1000℃，儀表機(jī)械零位tm應(yīng)調(diào)整在多少℃？（2）若4V電源電壓失去，儀表指示在多少℃？（3）若4V電源電壓正、負(fù)極性接錯(cuò)，儀表指示在多少℃？

XMZ系列智能數(shù)字顯示儀表

特點(diǎn)：

1、帶冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償；2、單片機(jī)智能化設(shè)計(jì)，儀表零點(diǎn)、量程等全部參數(shù)可按鍵設(shè)定；3、具有軟件校驗(yàn)功能，可通過(guò)按鍵對(duì)儀表進(jìn)行校準(zhǔn)；4、具有超量程指示、斷線指示等故障自診斷功能；5、采用開(kāi)關(guān)電源，電壓適應(yīng)范圍寬，儀表體積小、重量輕。6、220VAC或24VDC供電電源。

1、意義：

熱電偶經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，由于氧化、腐蝕、還原以及高溫下再結(jié)晶等因素的影響會(huì)使的熱電偶與原分度值的偏離越來(lái)越大，誤差也隨之加大。因此對(duì)熱電偶需要進(jìn)行定期校驗(yàn)，以確定其誤差的大小。

熱電偶的校驗(yàn)2、校驗(yàn)裝置：3、校驗(yàn)方法：

把標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被校驗(yàn)熱電偶的測(cè)量端置于電爐中的恒溫段中，參比端置于冰點(diǎn)槽中以保持0℃。用電位差計(jì)測(cè)量各熱電偶的熱電勢(shì)，然后比較其結(jié)果，以確定被校驗(yàn)熱電偶的誤差范圍或確定其熱電特性。

4、注意事項(xiàng)：各種熱電偶必須在規(guī)定的溫度點(diǎn)（表2－10）進(jìn)行校驗(yàn)，并要求各校驗(yàn)溫度點(diǎn)±10℃范圍內(nèi)，在讀取熱電勢(shì)過(guò)程中爐溫變化不得超過(guò)0.2℃。每個(gè)校驗(yàn)溫度點(diǎn)的讀數(shù)不得少于4次。冰點(diǎn)槽內(nèi)必須是均勻的純凈冰水混合物，保持0℃，熱點(diǎn)偶冷端必須插入冰點(diǎn)槽的中部，且相互絕緣。

熱電偶插入爐中的深度一般為300mm，不得少于150mm。被校熱電偶若是鉑銠－鉑材料，校驗(yàn)前要進(jìn)行退火和清洗處理；若是賤金屬材料，應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶用封頭細(xì)套管加以保護(hù)，以免被污染。同時(shí)被校的熱電偶可以多支，讀數(shù)順序是標(biāo)準(zhǔn)熱電偶→1號(hào)被校熱電偶→2號(hào)→…→N號(hào)；再?gòu)腘號(hào)熱電偶反序讀數(shù)→標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。如此正反順序讀取數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和誤差分析。第3節(jié)

熱電阻溫度計(jì)

ResistanceThermometer

常用熱電阻種類熱電阻的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體熱敏電阻熱電阻測(cè)溫原理一、熱電阻測(cè)溫原理及特點(diǎn)

用熱電偶測(cè)量500℃以下溫度時(shí)，熱電勢(shì)小，測(cè)量精度低；且使用中經(jīng)常需要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。故工業(yè)上在測(cè)低溫時(shí)通常采用熱電阻溫度計(jì)，其測(cè)溫范圍為－200～500℃。

取一只100W/220V燈泡，用萬(wàn)用表測(cè)量其電阻值，可以發(fā)現(xiàn)其冷態(tài)阻值只有幾十歐姆，而計(jì)算得到的額定熱態(tài)電阻值應(yīng)為484。

溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動(dòng)加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)的阻礙增大，宏觀上表現(xiàn)出電阻率變大，電阻值增加。優(yōu)點(diǎn)：1）輸出信號(hào)大、測(cè)溫精度高；2）電阻信號(hào)便于遠(yuǎn)傳；3）無(wú)需冷端補(bǔ)償；4）可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)切換測(cè)量。1、熱電阻測(cè)溫特點(diǎn)

缺點(diǎn)：1）感溫部分體積大，熱慣性大；2）不能測(cè)取某一點(diǎn)的溫度，只能測(cè)量一個(gè)區(qū)域的平均溫度；3）在使用時(shí)需要外供電源；4）連接導(dǎo)線電阻易受環(huán)境溫度影響而產(chǎn)生測(cè)量誤差。熱電阻溫度計(jì)的組成：熱電阻（電阻體、絕緣管和保護(hù)套管）連接導(dǎo)線顯示儀表2、熱電阻測(cè)溫原理測(cè)溫原理金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體:

電阻值R=f(溫度t)電阻溫度系數(shù)（α）

——溫度變化1℃時(shí)，導(dǎo)體電阻值的相對(duì)變化量，單位為1/℃。

α↑→靈敏度↑。金屬導(dǎo)體:t↑→Rt↑，∴α為正值；而半導(dǎo)體:t↑→Rt↓，∴α為負(fù)值。金屬純度↑→α↑。有些合金材料，如錳銅α→0。常用熱電阻材料的電阻與溫度關(guān)系

根據(jù)感溫元件的材質(zhì)可分為金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體兩大類。金屬熱電阻目前大量使用的有鉑、銅和鎳三種。按準(zhǔn)確度等級(jí)可分為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)和工業(yè)電阻溫度計(jì)。

二、常用熱電阻種類熱電阻材料要求：（1）物理及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；（2）電阻溫度系數(shù)大；（3）電阻率大；（4）電阻值與溫度近似為線性關(guān)系；（5）復(fù)現(xiàn)性好；（6）價(jià)格便宜。

特點(diǎn)：穩(wěn)定性好、精確度高、性能可靠。ITS－90規(guī)定以鉑電阻溫度計(jì)作為13.8033K～961.78℃溫域的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)插儀器（1）鉑熱電阻（Pt）鉑的電阻值與溫度的關(guān)系在－200～0℃范圍內(nèi)：在0～850℃范圍內(nèi)：

鉑電阻的純度通常用R100/R0表示。鉑電阻的分度號(hào):Pt10、Pt100、Pt50Pt10—表示鉑電阻在0℃時(shí)的電阻值為R0＝10Ω

學(xué)習(xí)查“鉑熱電阻分度表”鉑熱電阻分度表

銅電阻與溫度的關(guān)系在－50～＋150℃范圍內(nèi)：在0～100℃范圍內(nèi)，電阻溫度關(guān)系是線性的：

Rt=R0(1+αt)

式中，α＝(4.25~4.28)×10－3/℃,（2）銅熱電阻（Cu）優(yōu)點(diǎn)：R-t關(guān)系近似線性；α較大；材料易提純；價(jià)格便宜，互換性好。缺點(diǎn)：電阻率較小，為保持一定阻值需要細(xì)而長(zhǎng)的銅絲，使體積↑熱慣性↑；測(cè)溫上限低，因?yàn)殂~在100℃以上易氧化且抗腐蝕性差。銅電阻的分度號(hào)Cu50和Cu100

特點(diǎn)：電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高。測(cè)溫范圍是－60～＋180℃，主要用于較低溫域。鎳電阻的分度號(hào)有Ni100、Ni300和Ni500（3）鎳熱電阻（Ni）熱電阻的主要技術(shù)性能

例：用分度號(hào)Cu100的銅電阻溫度計(jì)測(cè)得發(fā)電機(jī)冷卻水溫度為56℃，但檢定時(shí)確知銅熱電阻的R0＝100.8Ω，電阻溫度系數(shù)α’＝4.29×10-3/℃，試求冷卻水的實(shí)際溫度。解：測(cè)溫時(shí)顯示儀表按R0=100Ω,

α＝4.28×10-3/℃分度的，

Rt=R0(1+αt)，故100×(1十0.00428×56)=100.8×(1十0.00429×t)由此求得冷卻水實(shí)際溫度t=53.6℃。三、熱電阻的結(jié)構(gòu)

（1）普通熱電阻

（2）鎧裝熱電阻

薄膜型及普通型鉑熱電阻小型鉑熱電阻防爆型鉑熱電阻汽車(chē)用水溫傳感器及水溫表銅熱電阻鉑電阻溫度顯示、變送器☆熱電阻的接線方法：引出線—由熱電阻體至接線端子的連接導(dǎo)線平衡狀態(tài)下：IA×RA-IB×RB＝0It×Rt-ID×RD＝0∵IA＝IB＝It＝ID∴電橋安裝在儀表室內(nèi)的，而熱電阻Rt安裝在被測(cè)對(duì)象中，距儀表室有一定的距離，由于兩根導(dǎo)線電阻Ra及Rb在一個(gè)橋臂內(nèi)，銅導(dǎo)線電阻受溫度影響較大，在熱電阻沒(méi)有任何變化時(shí)，導(dǎo)線電阻變化會(huì)使得平衡電阻RD相應(yīng)移動(dòng)，標(biāo)尺上的讀數(shù)改變。移動(dòng)滑線電阻RD，檢流計(jì)指針指零，表示電橋平衡由于RA／RB一定，故移動(dòng)RD的電阻值不斷平衡，可通過(guò)RD電阻刻度或溫度刻度讀取溫度變化。二線制連接法（惠斯登電橋）平衡狀態(tài)下，考慮Ra、

Rc和RbRt+Rc＝（RA+Ra）RD/RB注意：平衡時(shí)Ib＝0導(dǎo)線電阻Ra及Rb分別在相鄰橋臂RA及RD中，另一導(dǎo)線電阻接到導(dǎo)線的輸出端。如果RA＝RD，則環(huán)境溫度變化及電阻自身發(fā)熱引起導(dǎo)線電阻Ra及Rb的變化基本相等，對(duì)電橋平衡影響極小。三線制連接法（卡侖達(dá)爾電橋）（1）兩線制存在引出線電阻隨溫度變化產(chǎn)生的附加誤差；（2）三線制可以消除引出線電阻的影響；工業(yè)上多采用。（3）四線制不僅可消除引出線電阻的影響，還可消除連接導(dǎo)線間接觸電阻及其阻值變化的影響。多用于標(biāo)準(zhǔn)鉑熱電阻的引出線上。熱電阻在使用中的注意事項(xiàng)：為減小環(huán)境溫度對(duì)線路電阻的影響，工業(yè)上常采用三線制連接，也可以采用四線制連接。熱電阻引入顯示儀表的線路電阻必須符合規(guī)定值，否則將產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。熱電阻工作電流應(yīng)小于規(guī)定值，否則因過(guò)大電流造成自熱效應(yīng)，產(chǎn)生附加誤差。熱電阻分度號(hào)必須與顯示儀表調(diào)校時(shí)分度號(hào)相向。四、半導(dǎo)體熱敏電阻

（SemiconductorHeat-sensitiveResistance）

工作原理：是利用半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度顯著變化這一特性制成的感溫元件。由某些金屬氧化物按一定的配方比例壓制燒結(jié)而成。負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻（阻值隨溫度升高而顯著減少）采用MnO2、Mn(NO3)4、CuO、Cu(NO3)2等化合物制造；正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻采用NiO2、ZrO2等化合物制造；臨界溫度(CTR)熱敏電阻當(dāng)溫度超過(guò)某一數(shù)值后，電阻會(huì)急劇增加或減少。熱敏熱電阻溫度特性電阻與溫度的關(guān)系（非線性的）：

T為熱力學(xué)溫度；e＝2.71828；A、B為常數(shù)。在溫度T0時(shí)的電阻值為兩式整理得:[例]已知某半導(dǎo)體熱敏電阻在20℃時(shí)的阻值為100Ω，其電阻與溫度斜率為dR/dt=－5.0Ω/K。試求：該熱敏電阻在50℃時(shí)的阻值。[提示]利用公式[解]

代入已知數(shù)據(jù)，即可求得A和B的值A(chǔ)=0.000043092(Ω);B=4296.8(K)再利用公式求得，RT在50℃(即50＋273.15K)時(shí)的阻值為25.64Ω。優(yōu)點(diǎn)：1）電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高；2）電阻率很大，體積可做的很小，熱慣性小，響應(yīng)快,可用來(lái)測(cè)量點(diǎn)的溫度。

3）電阻值很大，連接導(dǎo)線電阻變化的影響可忽略；缺點(diǎn)：

1）同一型號(hào)的熱敏電阻的電阻溫度特性分散性很大，互換性差；2）電阻溫度關(guān)系不穩(wěn)定，隨時(shí)間而變,需及時(shí)標(biāo)定。半導(dǎo)體熱敏電阻的結(jié)構(gòu)圖：

a：珠形熱敏電阻；b：涂敷玻璃的熱敏電阻1：電阻（金屬氧化物燒結(jié)體）；2：引出線（鉑絲）；3：玻璃；4：杜美絲c:帶玻璃保護(hù)套管的熱敏電阻1：金屬氧化物燒結(jié)體；2：鉑絲；5：玻璃管熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)a）圓片型熱敏電阻b）柱型熱敏電阻c）珠型熱敏電阻d）鎧裝型e）厚膜型f）圖形符號(hào)1—熱敏電阻2—玻璃外殼3—引出線4—紫銅外殼5—傳熱安裝孔

熱敏電阻外形

MF12型NTC熱敏電阻聚脂塑料封裝熱敏電阻其他形式的熱敏電阻

玻璃封裝NTC熱敏電阻MF58型熱敏電阻其他形式的熱敏電阻

帶安裝孔的熱敏電阻大功率PTC熱敏電阻其他形式的熱敏電阻（續(xù)）

MF58型（珠形）高精度負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻MF5A-3型熱敏電阻（參考深圳科蓬達(dá)電子有限公司資料）非標(biāo)熱敏電阻非標(biāo)熱敏電阻（續(xù)）

非標(biāo)熱敏電阻（續(xù)）

熱敏電阻溫度面板表

熱敏電阻

LCD熱敏電阻體溫表

熱敏電阻用于CPU的溫度測(cè)量

（參考小熊在線公司資料）熱敏電阻用于電熱水器的溫度控制

熱工測(cè)量及儀表

主講教師：朱紅霞Email：zhxia@第4節(jié)

非接觸式測(cè)溫方法和儀表輻射測(cè)溫基本原理

單色輻射高溫計(jì)

比色高溫計(jì)全輻射高溫計(jì)概述非接觸式測(cè)溫方法：利用物體輻射能隨溫度變化的性質(zhì)，通過(guò)測(cè)量物體的輻射能或與輻射能有關(guān)的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量。用這種方法測(cè)溫時(shí)，感受件不需與被測(cè)介質(zhì)相接觸。非接觸式測(cè)溫方法的優(yōu)點(diǎn)：

1）感受件不需與被測(cè)介質(zhì)相接觸，儀表不會(huì)破壞被測(cè)介質(zhì)的溫度場(chǎng)；2）從理論上講儀表的測(cè)溫上限不受限制，可達(dá)2000℃以上；

3）測(cè)溫過(guò)程中，儀表的滯后小，動(dòng)態(tài)性能好，反應(yīng)快；4）輸出信號(hào)大、靈敏度和準(zhǔn)確度高。

通常用來(lái)測(cè)量高于700℃的溫度。輻射式測(cè)溫儀表分類：

普朗克定律

→光學(xué)、光電、比色高溫計(jì)和紅外測(cè)溫儀

全輻射定律

→全輻射高溫計(jì)輻射測(cè)溫過(guò)程：熱輻射源（被測(cè)介質(zhì)）→

傳輸通道（空氣、真空、光纖）→熱輻射接收和處理裝置一、輻射測(cè)溫基本原理熱輻射：任何物體的溫度高于絕對(duì)零度（0K）時(shí)就有能量釋出，其中以熱能方式向外發(fā)射的那一部分電磁波稱為熱輻射。

全輻射體熱輻射與溫度的關(guān)系

（1）普朗克定律：全輻射體（黑體）的光譜輻射出射度M0λ與其波長(zhǎng)λ和溫度T的關(guān)系：一種在任何溫度下對(duì)投射到其上的任何波長(zhǎng)的熱輻射均能全部吸收的物體單位表面積、單位時(shí)間內(nèi)所輻射的能量普朗克函數(shù)曲線圖：

當(dāng)T<3000K

時(shí)，可用維恩公式代替，誤差在1%以內(nèi)。

維恩公式：

——單色輻射（光學(xué)、光電）高溫計(jì)的理論依據(jù)

（2）全輻射體輻射定律（斯忒藩－波爾茲曼定律）——全色輻射高溫計(jì)的理論依據(jù)波長(zhǎng)λ從0～∞之間的全部光譜輻射出射度的總和M0實(shí)際物體的熱輻射特性

（同一T、λ下）（2）