熱工測(cè)量與自動(dòng)控制

熱工測(cè)量與自動(dòng)控制任課教師:

教學(xué)大綱說(shuō)明：（一）課程的基本要求初步掌握工程的測(cè)量方法以及誤差分析與數(shù)據(jù)處理，能夠正確選擇和使用安裝測(cè)量?jī)x表、儀器，合理組建常用的測(cè)量系統(tǒng)，了解自動(dòng)控制的基本原理，能準(zhǔn)確地提出本專業(yè)對(duì)自動(dòng)控制的要求正確繪制自動(dòng)控制原理示意圖，并能配合自控人員進(jìn)行工程調(diào)試。（二）本課程與其它課程的關(guān)系本課程是本專業(yè)的一門(mén)專業(yè)課，與其它課程有橫向聯(lián)系，在學(xué)生對(duì)于其它專業(yè)課的內(nèi)容有所了解的基礎(chǔ)上，開(kāi)設(shè)本課使學(xué)生對(duì)于該專業(yè)各參數(shù)是如何測(cè)量的有所認(rèn)識(shí)。（三）教學(xué)要求、重點(diǎn)、深廣度和教學(xué)方法建議要求學(xué)生掌握教學(xué)大綱要求的內(nèi)容、重點(diǎn)是各熱工參數(shù)的測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量的基本知識(shí)和術(shù)語(yǔ)，對(duì)于各種儀表的制造原理有所了解，重點(diǎn)掌握各種的儀表使用方法和各專業(yè)運(yùn)行調(diào)試的方法。對(duì)于自動(dòng)控制部分的內(nèi)容作為了解。緒論TC1M溫度傳感器控制器恒溫室熱工測(cè)量----測(cè)量與測(cè)量?jī)x表的基本知識(shí)、誤差的基本性質(zhì)與處理、各種熱工參數(shù)測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)、原理與使用測(cè)量熱工參數(shù):溫度、濕度、壓力、流量、流速、液位、熱量自動(dòng)控制----自動(dòng)控制原理、自動(dòng)控制儀表、自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)控制在暖通工程上的應(yīng)用20℃溫度計(jì)恒溫室20±

1℃第一章測(cè)量的基本知識(shí)（授課4學(xué)時(shí)）

§1-1測(cè)量的意義及方法一、測(cè)量的概念測(cè)量就是用專門(mén)的技術(shù)工具依靠實(shí)驗(yàn)和計(jì)算找到測(cè)量值1、測(cè)量的定義：以同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量比較，并確定被測(cè)量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)。被測(cè)量：X=aU

兩者的比值（測(cè)量值）測(cè)量單位（SI）測(cè)量方法測(cè)量?jī)x器與設(shè)備測(cè)量過(guò)程的三要素玻璃感溫包毛細(xì)管標(biāo)尺(1-1)標(biāo)準(zhǔn)量（測(cè)量單位）測(cè)量的基本方程式X=aU2、測(cè)量過(guò)程及變換（轉(zhuǎn)換）：測(cè)量過(guò)程包括調(diào)零、對(duì)比、示差、調(diào)平衡、讀數(shù)五個(gè)動(dòng)作。測(cè)量變換的定義是指把被測(cè)量按一定的規(guī)律變換成另一個(gè)物理量的過(guò)程。實(shí)現(xiàn)該過(guò)程的元件稱為測(cè)量元件。變換是測(cè)量的核心。二、測(cè)量的方法(如何實(shí)現(xiàn)被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量比較的方法)（一）按照獲取測(cè)量結(jié)果的程序分（二）按照儀表特點(diǎn)分（三）按照被測(cè)對(duì)象在測(cè)量過(guò)程中的狀態(tài)分（四）按照測(cè)量精度分直接測(cè)量間接測(cè)量組合測(cè)量非零測(cè)量法零位法微差法等精度測(cè)量不等精度測(cè)量接觸測(cè)量法非接觸測(cè)量法靜態(tài)(穩(wěn)態(tài))動(dòng)態(tài)點(diǎn)測(cè)量

場(chǎng)測(cè)量等精度測(cè)量—測(cè)量條件完全相同的情況下進(jìn)行測(cè)量，其精度相同。熱水熱量指示積算儀測(cè)量過(guò)程包括調(diào)零、對(duì)比、示差、調(diào)平衡、讀數(shù)五個(gè)動(dòng)作鉑熱電阻caRRtbEGdR0R2R4R3I1I2caRRtbEGdRt0R2R4R3Rpr1求解聯(lián)立方程，得出常數(shù)A、BAB213dd0Dh1h2hH01020300203020101010203030封液(水、酒精、水銀)ρU形管壓力計(jì)φ6～10mm時(shí)間室內(nèi)溫度0室外溫度0時(shí)間PAPB流量

§1-2測(cè)量系統(tǒng)

----為完成測(cè)量任務(wù)而被組合在一起的整體。

一、測(cè)量系統(tǒng)的基本功能二、測(cè)量系統(tǒng)的組成變換功能選擇功能比較和運(yùn)算功能顯示和記錄功能傳感器中間變換器顯示裝置傳感器中間變換器顯示(記錄)電源y=f(x)x被測(cè)信號(hào)控制器玻璃感溫包毛細(xì)管標(biāo)尺在實(shí)際應(yīng)用中，一般用干、濕球溫度計(jì)來(lái)測(cè)量出濕球溫度，近似代替熱力學(xué)濕球溫度。并且得到相對(duì)濕度。v＞2.5m/s為常數(shù)濕球溫度干球溫度t-ts紗布水變換元件Xg1g2gmY=f(X,g1,g2……gm)風(fēng)扇變換功能選擇功能比較和運(yùn)算功能顯示和記錄功能三、熱工測(cè)量?jī)x表的分類（一）按被測(cè)參數(shù)分類----溫度、濕度、壓力、流量、流速、液位、熱量（二）按顯示記錄形式分類

（三）工作原理分類:機(jī)械式/電子式/氣動(dòng)式/液動(dòng)式（四）其他分類模擬式儀表記錄儀表指針指示儀表數(shù)字顯示儀表屏幕顯示儀表模擬式信號(hào)記錄儀表數(shù)字打印記錄儀表記錄儀表指示儀表按顯示功能分類用途：標(biāo)準(zhǔn)/實(shí)驗(yàn)/工程用儀表裝置地點(diǎn)：就地安裝儀表和盤(pán)用儀表使用方法：固定式儀表和便攜式儀表§1-3測(cè)量誤差與測(cè)量精度被測(cè)量的真值：一、測(cè)量誤差：測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的真值之間的差系統(tǒng)誤差（系差）隨機(jī)誤差（偶然誤差）粗大誤差（過(guò)失誤差）.按誤差產(chǎn)生的原因及性質(zhì)的不同分為按誤差的表示方法分絕對(duì)誤差△=X-X0(1-3)相對(duì)誤差測(cè)量結(jié)果表達(dá)式：X0=aUX0為一不確定值，在一區(qū)間范圍內(nèi)。只有當(dāng)給出了測(cè)量結(jié)果X、誤差范圍±△max

及其單位，測(cè)量才算完成。（一）系統(tǒng)誤差:在多次等精度測(cè)量同一恒定值時(shí)，誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持不變，或當(dāng)條件改變時(shí)也按某種規(guī)律變化的誤差，簡(jiǎn)稱系差。產(chǎn)生原因：五條P.11（二）隨機(jī)誤差:在多次等精度測(cè)量同一恒定值時(shí)，其絕對(duì)值和符號(hào)無(wú)規(guī)則變化的誤差，測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)，服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，誤差的平均值趨近于零。又稱偶然誤差。產(chǎn)生原因：三條P.11（三）粗大誤差:在一定的測(cè)量條件下，測(cè)量值明顯地偏離實(shí)際值所形成的誤差，簡(jiǎn)稱粗差，又稱過(guò)失誤差。產(chǎn)生原因：粗心失誤毛細(xì)管標(biāo)尺標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)6780100200二、測(cè)量精度(a)彈著點(diǎn)分散而偏斜,測(cè)量中既不精密,也不正確,即精確度很低。(b)彈著點(diǎn)仍較分散，但大致圍繞靶心，屬于正確而欠精密。(c)彈著點(diǎn)密集，但明顯偏向一方，屬于精密高而正確度差(準(zhǔn)星(d)彈著點(diǎn)相離很近且都圍繞靶心，有問(wèn)題)屬于即精密高又正確，精確度很高。B點(diǎn)為壞值，應(yīng)予以剔除。保證精確度高應(yīng)滿足三個(gè)方面的條件：●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●(a)(b)(c)(d)靶心---測(cè)量的真值靶上的彈著點(diǎn)---測(cè)量的結(jié)果隨機(jī)誤差小--精密度高系統(tǒng)誤差小--正確度高粗大誤差--壞值精確度高三、隨機(jī)誤差的特性與處理（一）隨機(jī)誤差的特性剔出粗差，消除系差，對(duì)同一量值進(jìn)行無(wú)數(shù)次等精度測(cè)量，得到的測(cè)量值Xi叫測(cè)量列：X1、X2、……、Xn被測(cè)參數(shù)的真值組別x1x2x3x4x5x6xmax-xminA6.256.306.366.246.356.300.1237.806.300.05B6.006.306.606.206.406.300.6037.806.300.20n次測(cè)量的最佳值或最優(yōu)概值(算術(shù)平均值)：5676.30保證精確度高應(yīng)滿足三個(gè)方面的條件：（1）性能優(yōu)良的測(cè)量?jī)x表（2）正確的測(cè)量方法（3）正確細(xì)心的測(cè)量操作要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量必須做到:盡量避免過(guò)失誤差（粗差）盡量減少系統(tǒng)誤差到可以忽略的程度仔細(xì)地設(shè)計(jì)測(cè)量，并盡可能地進(jìn)行多次（多次測(cè)量的平均值，其隨機(jī)誤差比單個(gè)測(cè)量值的隨機(jī)誤差小）1.正態(tài)分布：若一系列測(cè)量值中不含系統(tǒng)誤差和粗大誤差，隨機(jī)誤差：圖1-4正態(tài)分布的隨機(jī)誤差概率密度曲線(1-7)---標(biāo)準(zhǔn)偏差的最佳估計(jì)值（1-9）算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差（1-10）σ---標(biāo)準(zhǔn)偏差（教材上稱標(biāo)準(zhǔn)誤差）0

正態(tài)分布函數(shù)為:(隨機(jī)誤差落在到△的概率)（1-8）分布密度函數(shù)：

正態(tài)分布函數(shù)為：0（1-8）2、正態(tài)分布的隨機(jī)誤差具有的特性：（1）隨機(jī)誤差的正負(fù)值分布具有對(duì)稱性（2）隨機(jī)誤差數(shù)值分布的規(guī)律性（3）隨機(jī)誤差絕對(duì)值的有限性（4）曲線的對(duì)稱性（二）隨機(jī)誤差的處理：隨機(jī)誤差△i落在△到△的概率為：隨機(jī)誤差△i落在-△到△的概率為令：令：

正態(tài)分布積分表（表1-1）P.14：隨機(jī)誤差△i落在（-σ，+σ）區(qū)間的概率為0-σσ2σ-2σ3σ-3σ標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分布函數(shù)隨機(jī)誤差△i落在（-σ，+σ）區(qū)間的概率為：

隨機(jī)誤差絕對(duì)值大于3σ的可能性（概率）僅為0.0027，實(shí)際出現(xiàn)的可能性極小，因此定義3σ為極限誤差（或叫最大誤差、隨機(jī)不確定度）。在多次等精度測(cè)量中，通常將的測(cè)量值判為壞值，刪除掉。△i落在（-2σ，+2σ）區(qū)間的概率為：△i落在（-3σ，+3σ）區(qū)間的概率為：0-σσ2σ-2σ3σ-3σ有限次等精度測(cè)量最終結(jié)果表達(dá)式(消除系差，剔出粗差)(可信度99.7%)的誤差叫粗大誤差i12345678910Xi90.991.291.590.291.891.391.692.190.791.4△i-0.4-0.10.2-1.10.500.30.8-0.60.1△2i0.160.010.041.210.2500.090.640.360.01(1)最優(yōu)概值(3)極限誤差(2)標(biāo)準(zhǔn)偏差(4)最優(yōu)概值標(biāo)準(zhǔn)偏差(5)有限次等精度測(cè)量最終結(jié)果表達(dá)式(消除系差，剔出粗差)將【例1-1】所列的等精度測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理，并導(dǎo)出其最終結(jié)果表達(dá)式（P.14）（無(wú)粗大誤差）(可信度99.7%)i12345678910Xi105.30104.94105.63105.24104.84104.97105.35105.16105.71105.36△i0.05-0.31-0.38-0.01-0.39-0.280.10-0.090.460.11△2i0.00250.09610.14440.00010.15210.07840.010.00810.21160.0121(1)最優(yōu)概值(3)極限誤差(2)標(biāo)準(zhǔn)偏差(4)最優(yōu)概值標(biāo)準(zhǔn)偏差(5)有限次等精度測(cè)量最終結(jié)果表達(dá)式(消除系差，剔出粗差)P18.11題求測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏（誤）差，最優(yōu)概值標(biāo)準(zhǔn)偏（誤）差；置信度分別為95.5%，99.7%的測(cè)量結(jié)果。（無(wú)粗大誤差）(可信度99.7%)【作業(yè)1-1】將下列兩組等精度測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理，并導(dǎo)出最終結(jié)果表達(dá)式。（單位℃）x1x2x3x4x5x6A儀器6.256.306.366.246.356.30B儀器6.006.306.606.206.406.30組別測(cè)量列作業(yè)P18.11題

≠三位有效數(shù)字兩位有效數(shù)字最后一位數(shù)字為欠準(zhǔn)數(shù)字567010206.306.3誤差理論：6.256.356.2956.305注意測(cè)量時(shí)幾位有效數(shù)字的取值，計(jì)算結(jié)果要和給出的數(shù)字取同樣多的位數(shù)，運(yùn)算過(guò)程中至多要比給出的數(shù)字取多一位的位數(shù)或相同位數(shù)，多了也沒(méi)用?！?000kPa1Mpa0.5MPa1.5MPa999.5kPa1000.5kPa=1.000MPa0.9995MPa1.0005MPa＝i123456XiA6.256.306.366.246.356.30XiB6.006.306.606.206.406.30△iA-0.0500.06-0.060.050△iB-0.3000.30-0.1000(1)最優(yōu)概值(3)極限誤差(2)標(biāo)準(zhǔn)偏差(4)最優(yōu)概值標(biāo)準(zhǔn)偏差（5）有限次等精度測(cè)量最終結(jié)果表達(dá)式（消除系差，剔出粗差）【作業(yè)1-1】將下列兩組等精度測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理，并導(dǎo)出最終結(jié)果表達(dá)式。(單位：℃）（無(wú)粗大誤差）(可信度99.7%)§1-4測(cè)量?jī)x表的基本技術(shù)指標(biāo)

允許誤差限內(nèi)，測(cè)量?jī)x表的被測(cè)量值的范圍叫作測(cè)量范圍。測(cè)量范圍上限值(最高值)與下限值(最低值)之差稱作量程Xm一、儀表的精度與穩(wěn)定性1、測(cè)量誤差（1）示值絕對(duì)誤差△=X-X0(1-16)（2）示值相對(duì)誤差（3）引用誤差（4）基本誤差（5）允許誤差：基本誤差不超過(guò)某一規(guī)定值。2、儀表的精度---允許誤差去掉百分號(hào)的數(shù)值稱作儀表的精度等級(jí)0100單位KPa精度:1級(jí)2、儀表的精度基本誤差不超過(guò)某一規(guī)定值，此規(guī)定值叫允許誤差。允許誤差去掉百分號(hào)的數(shù)值稱作儀表的精度等級(jí)。0.005、0.01、0.02、（0.035）、0.04、0.05、0.10.2、（0.35）、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0掌握儀表的精度要注意的幾點(diǎn)（P15）：（1）用戶只可降級(jí)使用不可升級(jí)使用。（2）在測(cè)量中使用同一精度（1.0級(jí)），量程又相同的儀表(50～100℃),所測(cè)值的絕對(duì)誤差(±0.5℃)與被測(cè)參數(shù)的數(shù)值無(wú)關(guān)。(3)兩塊同一精度的儀表（1.0級(jí)），量程不等(一塊0～50℃,另一塊0～100℃），則在測(cè)量中可能產(chǎn)生的絕對(duì)誤差是不相同的(±0.5℃、±1℃)科學(xué)研究用工業(yè)檢測(cè)用(3)兩只同一精度的儀表（1.0級(jí)），量程不等(一只0～50℃,另一只0～100℃），測(cè)同一環(huán)境溫度為40℃，用那一塊更好？結(jié)論：盡量選擇量程小的儀表，并使測(cè)量值在上限至量程的三分之二左右。兩塊儀表，精度、量程均不等，測(cè)同一參數(shù)用那一塊更好？

【作業(yè)1-2】測(cè)90℃溫度，現(xiàn)有兩只溫度計(jì)，一只精度0.5級(jí)，量程0～300℃；另一只精度1.0級(jí)，量程0～100℃，問(wèn)用那一只溫度計(jì)測(cè)量更好？測(cè)量中可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差為：用第一塊更好,可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差更小。0100單位KPa精度:1級(jí)0100單位KPa精度:1級(jí)0100單位KPa精度:1級(jí)【作業(yè)1-2】測(cè)90℃溫度，現(xiàn)有兩只溫度計(jì)，一只精度0.5級(jí)，量程0～300℃；另一只精度1.0級(jí)，量程0～100℃，問(wèn)用那一只溫度計(jì)測(cè)量更好？可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差為：用1.0級(jí)，量程0～100℃的溫度計(jì)更好,可能產(chǎn)生的絕對(duì)誤差更小。結(jié)論：精度低、量程小的儀表可能產(chǎn)生的絕對(duì)誤差更小，而且降低成本。測(cè)量值在上限至量程的三分之二左右。3、穩(wěn)定性穩(wěn)定度各環(huán)境影響系數(shù)0100單位KPa精度:1級(jí)二、儀表的特性（靜態(tài)特性：與時(shí)間無(wú)關(guān)的參數(shù)描述測(cè)量?jī)x表的特性）1、靈敏度2、靈敏限（分辨率）3、線性度4、變差5、溫度誤差三、動(dòng)態(tài)特性:儀表對(duì)隨時(shí)間變化的參數(shù)的響應(yīng)特性YX0圖1-5儀表的靜特性曲線圖1-6儀表的變差示意圖△X、△Y----被測(cè)量的輸入增量、輸出增量YX0（其他溫度測(cè)量值與20℃時(shí)測(cè)量值的差值）Ymax—儀表量程三、動(dòng)態(tài)特性:儀表對(duì)隨時(shí)間變化的參數(shù)的響應(yīng)特性0τt實(shí)際值測(cè)量值最大絕對(duì)誤差小于測(cè)量最大允許誤差4℃，所以是合適的。作業(yè)P67.10【例1-1】精度0.5級(jí)，量程為600～1200

℃。測(cè)量最大允許誤差為4

℃【解】最大絕對(duì)誤差為：作業(yè)P67.10標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)（MPa）0246810被校表正行程讀數(shù)（MPa）01.993.975.957.989.98被校表反行程讀數(shù)（MPa）02.034.036.058.0210.02【解】（1）變差＜因?yàn)榛菊`差允許誤差所以該儀表符合1.0級(jí)精度。(2)如果該壓力表的精度等級(jí)為1.0級(jí)，則允許誤差為1.0%基本誤差第二章溫度測(cè)量（本章授課6學(xué)時(shí)）

§2-1測(cè)溫儀表的分類一、溫度和溫標(biāo)（一）攝氏溫標(biāo)(代號(hào)t):1atm純水冰點(diǎn)0℃,沸點(diǎn)100℃，之間100等份，其中1等份=1℃（二）華氏溫標(biāo)(代號(hào)F):1atm純水冰點(diǎn)32°F，沸點(diǎn)212°F,之間180等份,其中1等份=1°F攝氏溫標(biāo)與華氏溫標(biāo)換算關(guān)系：（三）熱力學(xué)溫標(biāo)：純理論不能付諸實(shí)用。（四）國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)(代號(hào)T）：?jiǎn)挝籏（開(kāi)爾文）水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度(溫標(biāo)的唯一基準(zhǔn)點(diǎn))的1/273.16=1KT=t+273.15(2-1)273.15K=0℃=T0------標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔化溫度二、溫度的檢測(cè)方法的主要方法和分類（表2-1）P20（測(cè)溫介質(zhì)為水銀）（測(cè)溫介質(zhì)為水銀）§2-2雙金屬片溫度計(jì)α=f（t-t0）（2-3）應(yīng)用范圍-80～600℃，精度0.5～1級(jí)，常作為恒定溫度的控制元件?？拐鹦阅芎茫Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，讀數(shù)方便，精度不高，測(cè)量范圍不大。α絕緣體調(diào)節(jié)螺釘雙金屬片溫度計(jì)ZJ繼電器加熱器燈泡電源電源§2-3玻璃液柱溫度計(jì)

一、玻璃液柱膨脹式溫度計(jì)的分類、結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)玻璃溫包毛細(xì)管標(biāo)尺水銀有機(jī)液體普通型溫度計(jì)精密型溫度計(jì)貝克曼溫度計(jì)電接點(diǎn)溫度計(jì)棒式{圖2-2(b)}內(nèi)標(biāo)式{圖2-2(a)}可調(diào)式電接點(diǎn)溫度計(jì)固定式電接點(diǎn)溫度計(jì)分類感溫液體用途結(jié)構(gòu)形式水銀凸面有機(jī)液體凹面表2-3P.23分度值小于0.01℃(圖2-3)（表2-2）ZJ繼電器加熱器燈泡電源電源二、玻璃液柱膨脹式溫度計(jì)的使用（一）允許示值誤差（表2-3）示值誤差=顯示值-真實(shí)值（二）誤差原因及處理（表2-4）（避免或減少誤差）

§2-4壓力式溫度計(jì)密閉容器中液體或氣體受熱后壓力的升高來(lái)反映被測(cè)溫度。此溫度計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度較高，抗震性能好。(圖P.24\P.58)一、充氣體的壓力溫度計(jì)PV=mRT二、充蒸汽的壓力溫度計(jì)蒸汽的飽和蒸汽壓溫度充氮?dú)鉁y(cè)溫<500～550℃充氫氣測(cè)溫>-120℃§2-5熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)是目前最為廣泛的溫度傳感器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)溫范圍廣（-100～1600℃），準(zhǔn)確度高，慣性小，輸出為電信號(hào)，便于遠(yuǎn)傳與轉(zhuǎn)換的優(yōu)點(diǎn)。一、熱電偶溫度計(jì)的測(cè)溫原理++++----A（T）B（T）NA>NBEAB(T)接觸電勢(shì)(帕爾貼電勢(shì))電子擴(kuò)散方向T>T0EA(T,T0)AT0T溫差電勢(shì)(湯姆遜電勢(shì))----+T0參比(考)端［自由端或冷端］一般恒定在0℃T測(cè)量端［工作端或熱端］ABEA(T,T0)EB(T,T0)EAB(T0)EAB(T)T>T0NA>NB熱電偶回路的熱電勢(shì):（一）接觸電勢(shì)(帕爾貼電勢(shì))（二）溫差電勢(shì)(湯姆遜電勢(shì))e----單位電荷，e=1.6×10-9Ck----玻耳茲曼常數(shù)，k=1.38×10-23J/KNA，NB----材料A、B的自由電子密度，是溫度的函數(shù)。σA、σB----導(dǎo)體A、B的湯姆遜系數(shù)，與材料的性質(zhì)和兩端溫度有關(guān)。（三）熱電偶回路的熱電勢(shì)若冷端溫度固定(常數(shù))(2-6)’(2-7)(2-8)ABEAB(T,T0)TT0=0℃令T0=0℃，根據(jù)分度表（例如表2-6），電勢(shì)和溫度的對(duì)應(yīng)值，得出T值來(lái)。(熱電偶種類：表2-5)【例2-1】用鉑銠10-鉑熱電偶測(cè)溫，熱電偶冷端溫度為0℃，測(cè)得熱電勢(shì)一次為0.173mV，另一次為2.58mV,求兩次所測(cè)點(diǎn)的溫度。解：查表2-6（P29）(1)0.173mV30℃(2)0.258mVt=?t=300+28=328℃【作業(yè)2-1】用鉑銠10-鉑熱電偶測(cè)溫，熱電偶冷端溫度為0℃，測(cè)得熱電勢(shì)為1.00mV，求所測(cè)點(diǎn)的溫度。℃mV0t1t2tV1VV2TT0BT0T/0T/0AB/A/1、熱電偶（感溫元件）2、連接導(dǎo)線（銅導(dǎo)線或補(bǔ)償導(dǎo)線）毫伏計(jì)。。。。TnBABATnTT0。。TnBAB/A/TnTT0(二)中間導(dǎo)體定律(三)中間溫度定律(四)連接導(dǎo)體定律二、熱電偶基本定律P.27(一)均質(zhì)導(dǎo)體定律。。TnCBABTnT0TP30補(bǔ)償導(dǎo)線BATnTT0BABATT0【例2-2】用鉑銠10-鉑熱電偶測(cè)溫，熱電偶冷端溫度為30℃，測(cè)得熱電勢(shì)為0.699mV，求所測(cè)點(diǎn)的溫度。解：查表2-6（P29）t=130℃【作業(yè)2-2】用鉑銠10-鉑熱電偶測(cè)溫，熱電偶冷端溫度為20℃，測(cè)得熱電勢(shì)為0.682mV，求所測(cè)點(diǎn)的溫度。⑴連接導(dǎo)體定律的應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線P30，表2-7⑵中間溫度定律的應(yīng)用。。TnBABATnTT0三、熱電偶的材料、分類與構(gòu)造（一）材料：滿足四點(diǎn)要求P.28（二）分類（三）構(gòu)造四、熱電偶冷端溫度的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)非標(biāo)準(zhǔn)普通型鎧裝型薄膜型冰浴法(四，圖2-14)校正法(二,中間溫度定律計(jì)算)儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法(五)補(bǔ)償電橋法(三，圖2-13)0t0caRRtbEGdR0R2R4R3I1I2Rt為熱電阻平衡電橋和不平衡電橋1、不平衡電橋測(cè)溫度

c、d兩點(diǎn)間的電位相等，檢流計(jì)G中沒(méi)有電流通過(guò)時(shí)，電橋平衡：電橋?qū)叺碾娮柚党朔e相等，電橋就平衡。溫度升高，熱電阻Rt變大，IG變大，根據(jù)檢流計(jì)指針的偏移得知熱電阻所測(cè)量的溫度?；颍扇。㊣G=0I

G

==0不平衡電橋Rt為熱電阻,Rp為滑線電阻，在測(cè)量溫度下限時(shí)Rt有最小阻值Rt0

,電阻滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)在Rp的左端，此時(shí)讓電橋平衡,即：caRRtbEGdRt0R2R4R3Rpr12、平衡電橋測(cè)溫度若IG=0調(diào)整滑線電阻，使IG=0滑線電阻中觸點(diǎn)位置反映了熱電阻阻值的變化，也就反映了熱電阻所在環(huán)境溫度的變化。（所測(cè)溫度t大于測(cè)量溫度下限t0）§2-6熱電阻溫度計(jì)金屬或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度的變化而變化一、金屬熱電阻（鉑電阻、銅電阻、鎳電阻等）傳感器（一）鉑熱電阻（二）銅熱電阻（非國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）二、半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì)由熱電阻或半導(dǎo)體熱敏電阻、顯示儀表和連接導(dǎo)線組成。

要求熱電阻⑴穩(wěn)定；⑵復(fù)現(xiàn)性好，互換；⑶電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高；⑷電阻率大，體積??；⑸線性；⑹價(jià)格低。特點(diǎn)：⑴中低溫，精度高于熱電偶溫度計(jì)；⑵靈敏度高,溫度升高1℃，金屬熱電阻阻值增（0.4%～0.6%）；半導(dǎo)體熱敏電阻阻值減少（3%～6%）

⑶體積比熱電偶大。（2-14）（2-15）鉑絲的純度用R100/R0表示，越大越好,越純。R0表示0℃電阻值,越小越純。愈純、穩(wěn)定性愈高、復(fù)現(xiàn)性好、精度愈高。實(shí)驗(yàn)室：，0℃電阻值，Pt50、Pt100、Pt300工業(yè)用：表2-8，表2-9P34一、金屬熱電阻傳感器（一）鉑熱電阻（二）銅熱電阻（非國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）-50～150℃Cu50和Cu100（表2-10，P34）Cu100分度表（表2-11）[等于Cu50的分度值乘以2]即Cu50分度表是將Cu100分度表中的阻值除以2【例2-3】用Cu100熱電阻測(cè)出的阻值為78.49，所測(cè)點(diǎn)的溫度是多少？若用Cu50熱電阻測(cè)出的阻值也為78.49，所測(cè)點(diǎn)的溫度又是多少？78.49x2=156.98查Cu100分度表得Cu50熱電阻所測(cè)溫度133.05℃【作業(yè)2-3】用Cu100熱電阻測(cè)出的阻值為81.20，所測(cè)點(diǎn)的溫度是多少？若用Cu50熱電阻測(cè)出的阻值也為81.20，所測(cè)點(diǎn)的溫度又是多少？二、半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì)和金屬熱電阻相比優(yōu)點(diǎn)：⑴具有大的負(fù)溫度系數(shù)，靈敏度高；⑵電阻率大，體積小，慣性小，可測(cè)點(diǎn)溫度和動(dòng)態(tài)溫度。特點(diǎn)：非線性嚴(yán)重，元件性能不穩(wěn)