測量儀表與自動化

測量儀表與自動化第1頁/共72頁

溫度是重要的熱工參數(shù)。任何一種化工生產(chǎn)過程都伴隨著物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)的改變，都必然有能量的交換和轉(zhuǎn)化，其中最普遍的交換形式是熱交換形式。

化工生產(chǎn)的各種工藝過程均在一定溫度下進(jìn)行的。如：精餾塔的進(jìn)料溫度、塔頂溫度和塔釜溫度都必須按照工藝要求控制在一定數(shù)值上；N2和H2合成NH3的反應(yīng)，在觸媒存在的條件下，反應(yīng)溫度為500℃。

溫度的測量與控制是保證化學(xué)反應(yīng)正常進(jìn)行與安全運行的重要環(huán)節(jié)。

5.1.1溫度測量的重要性第2頁/共72頁1.定義temperature:(1)反映物體的冷熱程度。（宏觀）(2)分子運動的劇烈程度（速度的快慢）。（微觀）2.溫標(biāo)：用來量度物體溫度高低的標(biāo)尺叫溫度標(biāo)尺，簡稱溫標(biāo)。規(guī)定：溫度的起點；測量溫度的基本單位（1）攝氏溫標(biāo)

1740年，瑞典物理學(xué)家AndersCelsius(1701-1744)提出攝氏溫標(biāo)。0℃：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度；100℃：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的沸點。1℃：在0~100℃之間劃分100等份，每一等份為攝氏1度（1℃）。單位：攝氏度℃，符號t5.1.2溫度定義及溫標(biāo)第3頁/共72頁5.1.2溫度定義及溫標(biāo)（2）華氏溫標(biāo)（宏觀）1724年，德國玻璃工華倫海特（Fahrenheit1686-1736）提出華氏溫標(biāo)。

32℉：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰的融點；212℉：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的沸點。

1℉：在32~212℉之間劃分180等份，每一等份為華氏1度（1℉）。

單位：華氏度℉，符號F

換算：t=5/9(F-32)第4頁/共72頁（3）熱力學(xué)溫標(biāo)（絕對溫標(biāo)、國際溫標(biāo)）（微觀）

1848年，英國物理學(xué)家開爾文（LordKelvin1824-1907）提出熱力學(xué)溫標(biāo)。1954年國際計量大會規(guī)定水的三相點的溫度為273．16K。

0K：分子運動停止時的溫度為絕對零度；273.16K：水的三相點溫度。三相點：單組分（一種純物質(zhì)）中有固、液、氣平衡共存。水三相點：0.01℃1K：水的三相點熱力學(xué)溫度的1/273.16。單位：開爾文K，符號T

換算：t=T-273.155.1.2溫度定義及溫標(biāo)第5頁/共72頁5.1.3溫度儀表分類1.按測量范圍：高溫計：測量600℃以上的測溫儀表溫度計：測量600℃以下的測溫儀表2.按用途分：標(biāo)準(zhǔn)儀表、實用儀表。3.按工作原理分：膨脹式溫度計壓力式溫度計熱電偶溫度計熱電阻溫度計輻射高溫計第6頁/共72頁5.1.3溫度儀表分類4.按接觸方式分（1）接觸式測溫

任意兩個冷熱程度不同物體相接觸，均會發(fā)生熱交換，熱量將由溫度高的物體傳向溫度低的物體，直到兩物體完全達(dá)到熱平衡。要求:

測溫物體的物理性質(zhì)必須連續(xù)、單值地變化，復(fù)現(xiàn)性好。常用:玻璃溫度計/壓力溫度計/雙金屬溫度計/熱電偶/熱電阻需滿足條件：感溫部件與被測介質(zhì)充分接觸；保證熱交換時間。優(yōu)點：直觀可靠；結(jié)構(gòu)簡單；準(zhǔn)確度高缺點：滯后較大；破壞原溫度場分布；不能測移動物體；所測溫度不能太高第7頁/共72頁4.按接觸方式分（2）非接觸式測溫

測溫元件任何部位均不與被測物體相接觸。多以輻射式為主，經(jīng)被測物體與感溫元件之間的熱輻射作用實現(xiàn)測溫。特點：

不破壞被測的溫度場，可測移動或轉(zhuǎn)動物體及物體表面溫度。

反映速度較快，測溫范圍廣。

受物體發(fā)射率、對象與儀表間距、煙塵和蒸汽等影響，精度不高。

常用于測量1000℃以上移動、旋轉(zhuǎn)或反應(yīng)迅速的高溫物體溫度。5.1.3溫度儀表分類第8頁/共72頁人體額溫測量耳溫儀紅外線輻射溫度計的應(yīng)用第9頁/共72頁利用紅色激光瞄準(zhǔn)被測物（冷藏牛奶和面食）第10頁/共72頁5.1概述

5.2膨脹式溫度計5.2.1玻璃管液體溫度計5.2.2壓力式溫度計5.2.3雙金屬溫度計

5.3.熱電偶溫度計5.4熱電阻溫度計

第五章溫度測量及變送第11頁/共72頁5.2.1玻璃管液體溫度計

Liquid-in-glassThermometer第12頁/共72頁1.結(jié)構(gòu)：感溫包、玻璃毛細(xì)管和刻度標(biāo)尺三部分。

感溫液體：酒精、水銀

2.原理—液體熱脹冷縮被測介質(zhì)t感溫液體體積刻度標(biāo)尺

--感溫液體的體積膨脹系數(shù)

--盛液容器的體積膨脹系數(shù)

5.2.1玻璃管液體溫度計

Liquid-in-glassThermometer體溫計、水銀溫度計第13頁/共72頁5.2.1玻璃管液體溫度計

Liquid-in-glassThermometer3.特點及適用場合優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，精度較高，價格便宜。

缺點：玻璃易碎；用于就地指示，不能遠(yuǎn)傳。常用于實驗室。適用范圍：-200～600℃。第14頁/共72頁5.2.2

壓力式溫度計

Pressure

Thermometer第15頁/共72頁165.2.2

壓力式溫度計

Pressure

Thermometer1.結(jié)構(gòu)由溫包bulb、毛細(xì)管capillary、彈簧管bourdonspring組成的封閉系統(tǒng)毛細(xì)管容積<<溫包容積

毛細(xì)管內(nèi)徑0.4mm,長度<50m感溫介質(zhì)：

液體（水銀或有機(jī)液體）

氣體（氮氣、氫氣）

蒸汽（低沸點丙酮、乙醚）1-彈簧管；2-指針；3-傳動機(jī)構(gòu)；4-溫包；6-螺紋連接件；7-毛細(xì)管第16頁/共72頁175.2.2

壓力式溫度計

Pressure

Thermometer

2.工作原理

一定質(zhì)量液體或氣體，容積一定，則

α—氣、液體的體積膨脹系數(shù)；β—氣體的壓縮系數(shù)。被測介質(zhì)t感溫液體壓力彈性元件形變刻度標(biāo)尺

3.特點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜；可較遠(yuǎn)距離傳送（<5米），防爆。

缺點：精度較低，環(huán)境溫度影響大。

適用于0~+600℃，一般0~+300℃。第17頁/共72頁5.2.3雙金屬溫度計

BimetallicThermometer第18頁/共72頁1.結(jié)構(gòu)由兩種膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊在一起，一端固定，另一端自由。受熱后產(chǎn)生彎曲變形。2.原理——固體熱脹冷縮彎曲程度與溫度成比例溫度t↑膨脹系數(shù)大的伸長多向膨系小的彎曲

5.2.3雙金屬溫度計

BimetallicThermometerx—雙金屬片自由端位移；

l—雙金屬片長度；

d—雙金屬片厚度；Δt—溫度變化量；

G—彎曲率。1.雙金屬片；2.指針軸；3.指針；4.刻度盤第19頁/共72頁3.特點

適用于-100~+600℃

。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜；防爆。

缺點：精度較低；適于就地指示，不能遠(yuǎn)傳。5.2.3雙金屬溫度計

BimetallicThermometer1.指針；2.表殼；3.金屬保護(hù)管；4.指針軸；5-雙金屬片；6-固定軸；7.刻度盤；8.儀表第20頁/共72頁215.2.3雙金屬溫度計

BimetallicThermometer第21頁/共72頁225.2.3雙金屬溫度計

BimetallicThermometer第22頁/共72頁5.3.熱電偶溫度計5.3.1測溫原理5.3.2第三導(dǎo)體定律5.3.3常用熱電偶5.3.4分度表5.3.5補償導(dǎo)線5.3.6冷端溫度補償方法5.3.7熱電偶的結(jié)構(gòu)5.3.8熱電偶測溫系統(tǒng)的組成

第五章溫度測量及變送第23頁/共72頁245.3.1

測溫原理

熱電效應(yīng)

(塞貝克效應(yīng)Seebeckeffect)由愛沙尼亞裔德國物理學(xué)家ThomasJohannSeebeck于1821年和法國物理學(xué)JeanCharlesAthanasePeltier于1934年分別單獨發(fā)現(xiàn)兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩端存在溫差時，回路中會有電流通過，即存在熱電勢。熱電勢包括溫差電勢和接觸電勢第24頁/共72頁1.溫差電勢

湯姆遜W.Tomson在同一導(dǎo)體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的電勢。eA(t,t0)當(dāng)t>t0，熱端電子能量>冷端電子能量，則Vt(電子移動速度)>Vt0，

熱端缺電子而帶正電冷端多電子帶負(fù)電，與電場反作用力平衡，形成穩(wěn)定電場eA(t,t0)。同一導(dǎo)體:兩端溫度不同電勢eA(t,t0)影響因素：只與導(dǎo)體材料和兩端溫度t、t0有關(guān)與導(dǎo)體長度、截面大小及沿長度上的溫度分布無關(guān)。255.3.1

測溫原理

第25頁/共72頁262.接觸電勢

珀爾帖J.C.Peltier兩種電子密度不同的導(dǎo)體相接觸電勢eAB(t)。假設(shè)NA>NB，電子相互擴(kuò)散速度不同，導(dǎo)致形成接觸電勢eAB（t）。影響因素：

大小取決于兩導(dǎo)體材料及接觸點溫度

當(dāng)材料一定，只與接觸點溫度有關(guān)。

5.3.1

測溫原理

第26頁/共72頁3.總電勢

總熱電勢包括：溫差電勢和接觸電勢。設(shè)：

回路中總電勢為：

因溫差電勢<<接觸電勢,

則回路總電勢可近似為：

275.3.1

測溫原理

第27頁/共72頁284.討論EAB(t,t0)取決于兩種材料及兩端溫度,與導(dǎo)體粗細(xì)長短及沿長度上的溫度分布情況無關(guān)。(2)材料選定,且固定冷端溫度t0，測得EAB(t,t0)

t。(3)若兩種材料相同或兩接點溫度相同，EAB(t0,t0)=0；EAA(t,t0)=0(4)EAB(t,t0)腳標(biāo)AB表示熱電勢方向，A為正極，B為負(fù)極，

t

為高溫端，t0為低溫端。若次序改變，則熱電勢前面符號也隨之改變。5.3.1

測溫原理

第28頁/共72頁Q：為測熱電勢，須用導(dǎo)線與顯示儀表構(gòu)成一個閉環(huán)回路。這樣就在回路中引入了第三種導(dǎo)體。引入的第三導(dǎo)體是否影響熱電偶的熱電勢?

第三導(dǎo)體定律：在熱電偶回路接入第三種導(dǎo)體，只要與第三種導(dǎo)體相接的兩接點溫度相同，則對回路中電勢無影響。5.3.2第三導(dǎo)體定律

第29頁/共72頁證明：右圖中3、4兩個接觸點溫度相同，為t1，故回路總電勢為：由于：

仍然得到：結(jié)論：回路總電勢與引入的第三種導(dǎo)體無關(guān)。

5.3.2第三導(dǎo)體定律

第30頁/共72頁理論：任意材料實際：穩(wěn)定性、靈敏度、線性等因素,要標(biāo)準(zhǔn)化1.鉑銠30--鉑銠6分度號:B材質(zhì)：正極（鉑70%，銠30%）；負(fù)極：（鉑94%，銠6%)（1）精度高（2）測溫范圍0～1600℃，短期可達(dá)1820℃；（3）其熱電特性在高溫下更穩(wěn)定；適用于氧化性介質(zhì)和中性介質(zhì)；（4）價格高；（5）熱電勢很小。700℃：2.431mV5.3.3常用熱電偶

第31頁/共72頁2.鉑銠10—鉑Platinum-rhodiumplatinum分度號:S（1）精度最高，可用于精密測量，作基準(zhǔn)熱偶；（2）測溫范圍-50～1300℃，短期可達(dá)1600℃；（3）適用于氧化性介質(zhì)和中性介質(zhì)中使用，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；（4）價格高；（5）熱電勢較小，線性較差。500℃：4.234mV（6）在還原性介質(zhì)（如）及金屬蒸汽中使用易污染變質(zhì)，在真空中只能短期使用。5.3.3常用熱電偶

第32頁/共72頁3.鎳鉻--鎳硅Chromel-silicel分度號:K正極：Ni90%,Cr10%；負(fù)極：Ni95%,Al2%,Si1%,Mg2%（1）精度低；（2）測溫范圍-50～1000℃，短期可達(dá)1200℃；（3）其正、負(fù)電極都含有鎳，抗氧化性、抗腐蝕性好，

500℃以下可用于氧化性及還原性介質(zhì)中，500℃以上只宜于氧化性和中性介質(zhì)；（4）價格便宜；（5）熱電勢較大，近似為線性。熱電勢比S型高3-4倍，

500℃：20.64mV；5.3.3常用熱電偶

第33頁/共72頁4.鎳鉻—康銅分度號:E

（1）精度低；（2）測溫范圍-200～750℃，短期可達(dá)870℃；（3）可用于低溫測量，尤其在0℃以下，而且在濕度大的情況下，較其它熱電偶耐腐蝕。（4）價格便宜；（5）熱電勢最大，熱電勢比K型高１倍。500℃：37mV；5.3.3常用熱電偶

第34頁/共72頁各種熱電偶熱電特性曲線（參考端0℃）第35頁/共72頁5.3.4分度表

1.問題提出：如何利用熱電偶測溫度t？EAB(t,t0)取決于兩導(dǎo)體材料及接觸點溫度t、t0。當(dāng)兩種材料一定時，只與t、t0有關(guān)。2.分度表：t0＝0℃下，熱電勢E(t,0)與測量端t的對應(yīng)關(guān)系相同分度號的熱電偶可共用同一分度表常用分度表見本章附表Ⅰ（Page111）分度表用途：tE(t,0)

或E(t,0)t第36頁/共72頁Page111第37頁/共72頁1.問題提出：若A′，B′為普通導(dǎo)線，則E=EAB(t,t0′)t0′為現(xiàn)場環(huán)境溫度，不穩(wěn)定。2.補償導(dǎo)線：兩種廉價導(dǎo)體材料制成的導(dǎo)線（在一定溫度范圍內(nèi)熱電特性與所連接的熱電偶相同或十分相近）補償型(C)：材料與熱電偶不同(A≠Aˊ,B≠Bˊ)用于貴金屬，如B、S。延伸型(X)：材料與熱電偶基本相同(A=Aˊ,B=Bˊ)用于廉價金屬，如K、E等。

熱電偶需要引入控制室4.3.5

補償導(dǎo)線

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第38頁/共72頁4.3.5

補償導(dǎo)線

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第39頁/共72頁3.注意事項：(1)使用注意型號匹配與正負(fù)極性(2)僅起到冷端延伸作用，未對冷端溫度進(jìn)行補償!!!(3)只在一定溫度范圍內(nèi)適用！超出誤差增大！一般要求補償導(dǎo)線與熱電偶的連接點的溫度<=100℃(4)不能代替熱電偶！Page1004.3.5

補償導(dǎo)線

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第40頁/共72頁5.3.6冷端溫度補償方法1.必要性：分度表是在t0＝0℃得到,只有得到E(t,0)才能由分度表得實測溫度t。現(xiàn)在：冷端溫度不是0，需要處理

即：冷端溫度補償2.方法：（1）冰浴法冷端延伸到冰水混合物0℃EAB(t,0)查表求得t。特點：補償精度高，較麻煩，一般用于實驗室第41頁/共72頁（2）計算修正法當(dāng)t0≠0℃時，測得熱電勢為E(t,t0)E(t,0)—冷端

0℃，熱端

t℃熱電勢；E(t,t0)—冷端

t0℃，熱端

t℃熱電勢。由熱電偶回路測得；E(t0,0)—冷端

0℃，熱端

t0℃熱電勢。由室溫計測

t0℃，查分度表得到。E(t,0)＝E(t,t0)+E(t0,0)

5.3.6冷端溫度補償方法A’和B’為補償導(dǎo)線第42頁/共72頁（3）零點校正法條件：若冷端t0恒定調(diào)節(jié)措施：測量室溫t0顯示儀表輸入端短路(相當(dāng)于測量控制室環(huán)境溫度)人為調(diào)整儀表零點使得儀表指示室溫。5.3.6冷端溫度補償方法一般由另一種測溫元件（半導(dǎo)體或銅電阻）測量出室溫t0，然后根據(jù)不同的分度號查表計算E(t0,0)（由計算機(jī)、單片機(jī)實現(xiàn)）。適合各種不同分度號的另端補償，補償精度較高第43頁/共72頁（4）補償電橋法原理：電橋產(chǎn)生附加電勢，進(jìn)行補償分析：接入顯示儀表的電勢：0℃時使電橋平衡：R1＝R2＝R3＝Rcu＝R0橋路無輸出，Uab＝0當(dāng)冷端溫度t0>0℃時：t0↑→Rcu↑>

R0→Uab↑熱電偶回路中熱電勢：t0↑→E(t,t0)↓適當(dāng)選擇橋路參數(shù)，使Uab=E(t0,0)，可自動補償作用。硬件補償。只適合一種分度號，補償精度低

5.3.6冷端溫度補償方法第44頁/共72頁例：P1102用鎳鉻一鎳硅熱電偶測某爐膛溫度，現(xiàn)測得的熱電勢為31.64mv，巳知熱電偶冷端溫度為30℃，求熱端溫度ｔ=?℃。解：由E(t,0)＝E(t,t0)+E(t0,0)

查鎳鉻一鎳硅分度表知

E(30,0)＝1.203mv

E(t,0)＝31.64+1.203＝32.843mv查表知，熱端溫度t約為789.44℃第45頁/共72頁AˊBˊAˊBˊ例：如圖為S熱電偶與顯示儀表組成的測溫系統(tǒng)。A′、B′為熱電偶補償導(dǎo)線，但續(xù)接的一段由于疏忽接反，已知:E(1000,0)=9.585mV,E(50,0)=0.299mV,E(100,0)=0.645mV,E(20,0)=0.113mV求：（1）顯示儀表顯示的溫度是多少℃？（2）若全部正確連接顯示儀表應(yīng)顯示何值？由于第二段導(dǎo)線接反引入的絕對誤差是多少？第46頁/共72頁解：①續(xù)接的一段由于疏忽接反，回路中的電勢為E(t,20)＝EAB(1000,50)－EAB(50,20)E(t,0)=EAB(1000,0)-2EAB(50,0)+2EAB(20,0)=9.585mV-2×0.299mV+2×0.113mV=9.213mV查分度表： t=967+(9.213-9.206）/(9.217-9.206)=967.64℃②若連接正確，則儀表顯示為1000℃。由于第二段補償導(dǎo)線接反而引入的絕對誤差是967.64-1000＝－32.36℃第47頁/共72頁5.3.7熱電偶的結(jié)構(gòu)

1.普通型熱電偶熱電極:貴金屬D=0.3～0.65mm，普通金屬D=0.5～3.2mm。長度由安裝條件及插入深度而定，一般350～2000mm。絕緣子:

聚四氟乙烯、石英、陶瓷等材料

結(jié)構(gòu)有單孔、雙孔和四孔之分保護(hù)套管：有金屬、非金屬和金屬陶瓷三類接線盒：用于導(dǎo)線與熱電極連接第48頁/共72頁1.普通型熱電偶常用連接方式：螺紋連接或法蘭連接，用于P<10MPa的測量固定螺紋錐形保護(hù)管連接

高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)，用于P<30MPa、流速<80m/s的測量5.3.7熱電偶的結(jié)構(gòu)

第49頁/共72頁2.鎧裝熱電偶

Armoredthermocouple將熱電極、絕緣材料、金屬套管經(jīng)整體復(fù)合拉伸工藝加工而成的可彎曲堅實組合體標(biāo)準(zhǔn)鎧裝型:外徑0.5～8mm，熱電極Φ0.1～1.3mm，套管壁厚0.075～1mm，長度≤100m。特點及適用場合：動態(tài)特性好，鎧裝型τ≤10s，普通型τ=10～240s，適用于溫度變化頻繁及熱容量較小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的對象5.3.7熱電偶的結(jié)構(gòu)

第50頁/共72頁2.鎧裝熱電偶

Armoredthermocouple連接點類型接殼式Grounded連接點與探針壁焊接測靜態(tài)或流動腐蝕性氣/液體的溫度，及高壓應(yīng)用絕緣式Ungrounded連接點與探針壁分開并由一種軟性粉末包圍能提供電絕緣測腐蝕性環(huán)境露端式Exposed連接點頂端深入到周圍環(huán)境中可提供最佳的響應(yīng)時間僅應(yīng)用于非腐蝕、非危險及非加壓中5.3.7熱電偶的結(jié)構(gòu)

第51頁/共72頁鎧裝熱電偶的結(jié)構(gòu)

第52頁/共72頁5.3.8熱電偶測溫系統(tǒng)的組成

1.溫度顯示或控制儀表型熱電偶——測溫元件導(dǎo)線——補償導(dǎo)線顯示儀表（輸入mV信號,帶冷端補償）如：電位差計、數(shù)顯儀表、計算機(jī)等)第53頁/共72頁2.熱電偶—變送器—顯示/控制儀表熱電偶——測溫元件導(dǎo)線——補償導(dǎo)線溫度變送器(輸入mV，帶冷端補償)顯示儀表(輸入4-20mA)模擬、數(shù)顯

或控制儀表、計算機(jī)。5.3.8熱電偶測溫系統(tǒng)的組成

第54頁/共72頁（三）一體化溫度變送器--顯示或控制儀表一體化溫度變送器

（熱電偶與變送器一體化）2.導(dǎo)線:普通導(dǎo)線

不需補償導(dǎo)線。3.顯示儀表(輸入4-20mA)

數(shù)顯儀表、計算機(jī)。5.3.8熱電偶測溫系統(tǒng)的組成

熱電偶一體化溫度變送器第55頁/共72頁5.1概述

5.2膨脹式溫度計5.3.熱電偶溫度計5.4熱電阻溫度計

5.4.1熱電阻測溫原理5.4.2常用金屬熱電阻5.4.3熱電阻結(jié)構(gòu)5.4.4熱電阻測溫系統(tǒng)的組成

第五章溫度測量及變送第56頁/共72頁5.4.1測溫原理金屬導(dǎo)體電阻Rt＝Rt0[1＋α(t-t0)]

Rt

一溫度為t℃的電阻值;Rt0一溫度為t0℃的電阻值;α一電阻溫度系數(shù)半導(dǎo)體電阻(熱敏電阻)RT

＝AeB/TRT一溫度為T的電阻值;T一絕對溫度，Ｋ；A、B一常數(shù)，與材料有關(guān)溫度每上升1℃:

導(dǎo)體電阻增大0.36～0.68%；半導(dǎo)體電阻下降3～6%。1.工作原理：利用某些物質(zhì)自身電阻隨溫度發(fā)生變化的特性——熱阻效應(yīng)金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體電阻值與溫度呈一定函數(shù)關(guān)系。第57頁/共72頁2.常用金屬熱電阻（1）鉑熱電阻

Platinumresistance測溫范圍：-200～850℃。分度號:Pt10、Pt100。

-200℃～0℃范圍：

Rt=R0[1+At+Bt2+C(t-100)t3]0～850℃范圍：Rt=R0(1＋At＋Bt2）R0—0℃時的阻值；分別為R0=10Ω、R0=100Ω。A＝3.90802×10-31/℃;B＝-5.80195×10-71/℃2;C＝-4.27350×10-121/℃4。

平均電阻溫度系數(shù)為α＝3.85×10-31/℃。Pt10電阻絲較粗，主要用于600℃以上的測量特點：精度高、性能穩(wěn)定可靠、抗氧化性好5.4.2

常用金屬熱電阻

Rt≈R0(1+αt)

第58頁/共72頁2.常用金屬熱電阻（2）銅熱電阻

copperresistance測溫范圍：-50～150℃

分度號：Cu50、Cu100Rt≈R0(1+αt)

R0分別為50Ω和100Ω平均電阻溫度系數(shù)α＝4.28×10-31/℃。優(yōu)點：電阻溫度系數(shù)大，且材料易提純，價格便宜缺點：電阻率低，體積大。易氧化，用于溫度不高，測溫體積無限制的場合5.4.2

常用金屬熱電阻

第59頁/共72頁5.4.2

常用金屬熱電阻

2.常用金屬熱電阻（3）半導(dǎo)體熱電阻(熱敏電阻)ThermosentitiveResistance

通常用鐵、錳、銅、鈦、鉬等金屬氧化物或碳酸鹽、硝酸鹽、氯化物等材料制作。

特點：輸出信號大（靈敏度高）；體積小，結(jié)構(gòu)簡單；熱容小，響應(yīng)快，常用于熱電偶冷端補償；同一型號復(fù)現(xiàn)性差，精度低；非線性嚴(yán)重。第60頁/共72頁1.普通型熱電阻電阻體：Φ0.01～0.07mm電阻絲

雙線無感繞制

而成

消除電流變化或外界交變磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電勢。

5.4.3熱電阻結(jié)構(gòu)內(nèi)引線：工業(yè)用Φ1mm，標(biāo)準(zhǔn)或?qū)嶒炇矣忙?.3～0.5mm保護(hù)管：同熱電偶保護(hù)管，材質(zhì)有金屬或非金屬等導(dǎo)線連接方式：為減少導(dǎo)線電阻對測量的影響，采用三線制或四線制連接方式第61頁/共72頁普通型熱電阻第62頁/共72頁R2（Rt+2r）=R1R31.普通型熱電阻改進(jìn)前的二線制，與橋路配合測電阻橋路平衡時：橋路輸出Uab=0，Rt變化時，橋路輸出橋路輸出Uab還與導(dǎo)線電阻r有關(guān)！

5.4.3熱電阻結(jié)構(gòu)第63頁/共72頁5.4.3熱電阻結(jié)構(gòu)1.普通型熱電阻改進(jìn)后（三線制）：仍與橋路配合測電阻橋路平衡時：橋路設(shè)計若滿足：R1=R2，則r可完全消去Rt變化時：

輸出Uab與導(dǎo)線電阻r無關(guān)！R2（Rt+r）=R1（R3+r）第64頁/共72頁②四線制連接電位差計——用于電壓或電勢輸入的自動平衡式儀表電位差計測得U，可得Rt=U/I電位差計采用電壓平衡原理，平衡時測量回路中無電流，則導(dǎo)線電阻對測量