熱工測(cè)量技術(shù)(2溫度)剖析課件

《熱工測(cè)量技術(shù)A》

第2部分

溫度測(cè)量

及儀表

第2章

溫標(biāo)、接觸式測(cè)溫、非接觸式測(cè)溫、溫變等

2溫度測(cè)量及儀表

2.1溫度標(biāo)尺

2.2接觸式測(cè)溫及儀表

2.3非接觸式測(cè)溫及儀表

2.4溫度變送器

2.5新型溫度傳感器第2部分溫度測(cè)量及儀表

第2章溫度測(cè)量本章提要

溫度是一個(gè)重要的物理參數(shù)；許多重要的物理、化學(xué)過(guò)程都要求在一定的溫度條件下才能正常進(jìn)行。

溫度的測(cè)量方法和儀表在科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。本章首先介紹了溫標(biāo)的概念。然后按照測(cè)量方法的分類，分別介紹：接觸式測(cè)溫方法，包括膨脹式液體和固體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)和熱電阻溫度計(jì)；溫度變送器。

2溫度測(cè)量及儀表

第2章溫度測(cè)量本章提要

非接觸式測(cè)溫方法，包括光學(xué)高溫計(jì)，光電高溫計(jì)、輻射溫度計(jì)和比色溫度計(jì)。在測(cè)溫新技術(shù)方面簡(jiǎn)要介紹了光纖溫度計(jì)和單總線數(shù)字溫度傳感器的工作原理。溫度是一個(gè)重要的物理量，它反映了物體的冷熱程度，它是國(guó)際單位制規(guī)定的七個(gè)基本單位量之一。

SI基本單位量（7個(gè)）是依據(jù)GB3100~3102-93《量和單位》；于1984年2月27日發(fā)布的《關(guān)于在我國(guó)統(tǒng)一實(shí)行法定計(jì)量單位的命令》執(zhí)行的。如下頁(yè)表所示。

第2章溫度測(cè)量本章提要

SI基本單位量（7個(gè)）如下表所示：量的名稱量的符號(hào)單位名稱單位符號(hào)長(zhǎng)度l，L米m時(shí)間t秒s質(zhì)量m克g熱力學(xué)溫度T,(H)開(kāi)（爾文）k電流I安（培）A光亮度L,(Lv)坎（德拉）每平方米Cd/m2物質(zhì)的量n,(υ)摩（爾）molSI所制定的7個(gè)基本單位表

第2章溫度測(cè)量

表溫度測(cè)量方法的分類和適用范圍測(cè)溫方式類別原理典型儀表測(cè)溫范圍（℃）接觸式測(cè)溫膨脹類利用液體氣體的膨脹及物質(zhì)的蒸氣壓變化玻璃液體溫度計(jì)－200～600壓力式溫度計(jì)－100～500利用兩種金屬的熱膨脹雙金屬溫度計(jì)－80～600熱電類利用熱電效應(yīng)熱電偶－200～1800電阻類固體材料的電阻隨溫度而變化鉑熱電阻－260～850銅熱電阻－50～150熱敏電阻－50～300其它電學(xué)類半導(dǎo)體器件的溫度效應(yīng)集成溫度傳感器－50～150晶體的固有頻率隨溫度而變化石英晶體溫度計(jì)－50～120非接觸式測(cè)溫光纖類利用光纖的溫度特性或作為傳光介質(zhì)光纖溫度傳感器－50～400光纖輻射溫度計(jì)200～4000輻射類利用普朗克定律光電高溫計(jì)800～3200輻射傳感器400～2000比色溫度計(jì)500～3200本章提要

第2章溫度測(cè)量2.1溫度標(biāo)尺

2.1.1經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)

2.1.2熱力學(xué)溫標(biāo)

2.1.3理想氣體溫標(biāo)

2.1.4國(guó)際溫標(biāo)

2.1.51990年國(guó)際溫標(biāo)

2.1.6溫度量值的傳遞

溫度標(biāo)尺又簡(jiǎn)稱為溫標(biāo)，它是用數(shù)值表示溫度的一整套規(guī)程。建立現(xiàn)代化的溫標(biāo)必須具備以下三個(gè)條件：①固定溫度點(diǎn)。②測(cè)溫儀器。③溫標(biāo)方程。

2溫度測(cè)量及儀表

第2章溫度測(cè)量2.1.1經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)

由特定的測(cè)溫質(zhì)和測(cè)溫量所確定的溫標(biāo)稱為經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)。華氏溫標(biāo)

1714年德國(guó)人華倫海特（Fahrenheit)以水銀為工質(zhì)，以水銀的體積隨溫度而變化為依據(jù)，制成了玻璃水銀溫度計(jì)，并規(guī)定氯化氨和冰的混合物為0℉，水的沸點(diǎn)為212℉，冰的熔點(diǎn)為32℉，在沸點(diǎn)和冰點(diǎn)之間等分為180份，每份為華氏1度（1℉）。攝氏溫標(biāo)

1740年瑞典人攝爾塞斯（Celsius)規(guī)定水的冰點(diǎn)為0℃，水的沸點(diǎn)為100℃，兩固定點(diǎn)之間等分為100份，每份為攝氏1度（1℃）。2.1溫度標(biāo)尺

第2章溫度測(cè)量蘭氏溫標(biāo)蘭科（Rankine)此溫標(biāo)在英美一些國(guó)家還使用著。它是以絕對(duì)零度為起點(diǎn)的蘭氏溫度。它規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰點(diǎn)定為491.67蘭氏度,沸點(diǎn)定為671.67蘭氏度，它們之間溫度分為180個(gè)等分，每一等分稱為一度。而蘭氏度的零度和絕對(duì)零度是重合的。每份為蘭氏1度（1oR

）。2.1.1經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)

第2章溫度測(cè)量

1848年，世界著名物理學(xué)家、英國(guó)人開(kāi)爾文（Kelvin）首先提出建議，利用卡諾熱機(jī)定理及其推論可以建立一個(gè)與測(cè)溫質(zhì)無(wú)關(guān)的溫標(biāo)即熱力學(xué)溫標(biāo)。

2.1溫度標(biāo)尺

2.1.2熱力學(xué)溫標(biāo)卡諾熱機(jī)

Q1

Q2

(a)

T1T2等溫吸熱

T1

A

T2

等溫放熱絕熱壓縮絕熱膨脹abdcfesT(b)圖卡諾熱機(jī)工作原理圖(a)、(b)

第2章溫度測(cè)量

熱力學(xué)溫標(biāo)所確定的溫度數(shù)值稱為熱力學(xué)溫度也稱絕對(duì)溫度，用符號(hào)T表示。單位為開(kāi)爾文，用K表示。熱力學(xué)溫度的單位開(kāi)爾文（K）是水的三相點(diǎn)的熱力學(xué)溫度值的1/273.16。熱力學(xué)溫度的起點(diǎn)為絕對(duì)零度。冰點(diǎn)為273.15K，沸點(diǎn)為373.15K。

2.1.2熱力學(xué)溫標(biāo)遵守卡諾定理的可逆熱機(jī)的熱效率η:（2.3）上式化簡(jiǎn)后得:（2.4）熱力學(xué)溫標(biāo)的溫標(biāo)方程，即內(nèi)插公式:（2.5）

第2章溫度測(cè)量四類溫標(biāo)的相互關(guān)系：K℃℉oR水沸點(diǎn)373.15水三相點(diǎn)373.16冰點(diǎn)273.15100℃(K)0.010100180℉(R)21232671.67491.67絕對(duì)零度0-273.15-459.670經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)

第2章溫度測(cè)量四類溫標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換：開(kāi)爾文（K）攝氏度（℃）華氏度（℉）蘭氏度（oR）KK-273.15C+273.15CFF+459.67R-459.67R經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)

第2章溫度測(cè)量2.1.3理想氣體溫標(biāo)

實(shí)際上并不存在卡諾熱機(jī)，但可以從與卡諾定理的理想氣體狀態(tài)方程入手，用玻意耳－馬略特定律，用一定質(zhì)量的這些氣體做定容測(cè)量時(shí)，其溫度與壓力成正比。目前，先進(jìn)國(guó)家正在應(yīng)用和研究它。等容線PPS

0273.16圖理想氣體溫標(biāo)方程T

2.1溫度標(biāo)尺（2.6）

第2章溫度測(cè)量2.1.4國(guó)際溫標(biāo)

建立熱力學(xué)第二定律基礎(chǔ)上的熱力學(xué)溫標(biāo)是一種科學(xué)的溫標(biāo)。

1927年第七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定采用熱力學(xué)溫標(biāo)作為國(guó)際溫標(biāo)。

它具有3個(gè)基本特點(diǎn)：①盡可能接近熱力學(xué)溫標(biāo)；②復(fù)現(xiàn)精度高并能確保量值的統(tǒng)一；③用以復(fù)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)使用方便，性能穩(wěn)定。

2.1溫度標(biāo)尺

第2章溫度測(cè)量2.1.51990年國(guó)際溫標(biāo)

90國(guó)際溫標(biāo)主要有三方面的內(nèi)容：⑴溫度單位

90國(guó)際溫標(biāo)定義國(guó)際開(kāi)爾文溫度T90和國(guó)際攝氏度t90

t90=T90－273.15（2.7）⑵定義固定溫度點(diǎn)

90國(guó)際溫標(biāo)定義了17個(gè)固定溫度點(diǎn)，如下頁(yè)表所示⑶復(fù)現(xiàn)固定溫度點(diǎn)的方法

90國(guó)際溫標(biāo)把溫度分為4個(gè)溫區(qū)（參見(jiàn)下頁(yè)所示）

2.1溫度標(biāo)尺

第2章溫度測(cè)量序號(hào)溫度物質(zhì)狀態(tài)

T90(K)t90(℃)

1

3～5－270.15～－268.153He（氦）蒸氣壓點(diǎn)

2

13.8033－259.3467e-H2（氫）三相點(diǎn)

3≈17≈－256.15e-H2（氫）[或He（氦）]蒸氣壓點(diǎn)（或氣體溫度計(jì)點(diǎn)）

4≈20.3≈－252.85e-H2（氫）[或He（氦）]蒸氣壓點(diǎn)（或氣體溫度計(jì)點(diǎn)）

524.5561－248.5969Ne（氖）三相點(diǎn)

654.3584－218.7961O2（氧）三相點(diǎn)

783.8058－189.3442Ar（氬）三相點(diǎn)

8234.3156－38.8344Hg（汞）三相點(diǎn)

9273.160.01H2O（水）三相點(diǎn)

10302.914629.7646Ga（鎵）熔點(diǎn)

11429.7485156.5985In（銦）凝固點(diǎn)

12505.078231.928Sn（錫）凝固點(diǎn)

13692.677419.527Zn（鋅）凝固點(diǎn)

14933.473660.323Al（鋁）凝固點(diǎn)

151234.93961.78Ag（銀）凝固點(diǎn)

161337.331064.18Au（金）凝固點(diǎn)

171357.771084.62Cu（銅）凝固點(diǎn)表ITS—90定義固定溫度點(diǎn)2.1.51990年國(guó)際溫標(biāo)

第2章溫度測(cè)量

各個(gè)溫區(qū)的范圍、使用的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器分別為：①0.65～5.0K間為3He或4H4蒸氣壓溫度計(jì)；②3.0～24.5561K間為3He或4H4定容氣體溫度計(jì)；③13.8033K～961.78℃間為鉑電阻溫度計(jì)；④961.78℃以上為光學(xué)或光電高溫計(jì)。

特點(diǎn)：能夠在世界各國(guó)準(zhǔn)確而方便地得到復(fù)現(xiàn)。2.1.51990年國(guó)際溫標(biāo)

第2章溫度測(cè)量2.1.6溫度量值的傳遞

1將國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的溫度計(jì)量單位值通過(guò)各級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)傳遞到工作溫度計(jì)量器具，以保證被計(jì)量的對(duì)象溫度量值的準(zhǔn)確一致的全部過(guò)程稱之為溫度量值的傳遞。

2“量值傳遞”是由上到下的過(guò)程，“量值溯源”則是由下而上的過(guò)程；這是一對(duì)可逆過(guò)程；它們都是確保溫度計(jì)量單位統(tǒng)一，量值準(zhǔn)確可靠，具有可比性、可重復(fù)性、和可復(fù)現(xiàn)性的主要途徑與手段。

3溫度量值傳遞系統(tǒng)如圖所示

2.1溫度標(biāo)尺

第2章溫度測(cè)量

國(guó)家計(jì)量科學(xué)研究院

-------

省、市、部委計(jì)量局

---------------

地方、部門計(jì)量站和用戶

---------------------定義固定點(diǎn)

(基準(zhǔn)氣體溫度)

↓

工作基準(zhǔn)溫度

↓

一等標(biāo)準(zhǔn)溫度

一等標(biāo)準(zhǔn)溫度

↓

二等標(biāo)準(zhǔn)溫度

↓

工作溫度計(jì)

圖溫度量值傳遞系統(tǒng)熱力學(xué)溫度（）2.1.6溫度量值的傳遞

第2章溫度測(cè)量2.2接觸式測(cè)溫及儀表

2.2.1膨脹式與壓力式溫度計(jì)

2.2.2熱電偶溫度計(jì)

2.2.3熱電阻溫度計(jì)

2.2.4熱敏電阻溫度計(jì)

2.2.5熱電偶與熱電阻的安裝方式及注意事項(xiàng)

2溫度測(cè)量及儀表

第2章溫度測(cè)量2.2.1膨脹式與壓力式溫度計(jì)（1）膨脹式①玻璃液體溫度計(jì)玻璃液體溫度計(jì)是一種使用方便，測(cè)溫范圍廣（－200～＋600），價(jià)格便宜的測(cè)溫儀表。液體使用范圍體膨脹系數(shù)視膨脹系數(shù)水銀甲苯乙醇煤油戊烷－30～＋600－80～＋100－80～＋800～＋200－200～＋200.000180.001090.001050.000950.000920.000160.001070.001030.000930.00090

表幾種常用流體的平均體膨脹系數(shù)和相對(duì)于玻璃的視膨脹系數(shù)

2.2接觸式測(cè)溫及儀表

第2章溫度測(cè)量

按照基本結(jié)構(gòu)型式不同，玻璃液體溫度計(jì)可分為：棒式、內(nèi)標(biāo)式和外標(biāo)式三種。左圖所示為:

使用較普遍的可實(shí)現(xiàn)位式調(diào)節(jié)功能的電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)

2.2.1膨脹式與壓力式溫度計(jì)

玻璃液體溫度計(jì)簡(jiǎn)介示意圖:

第2章溫度測(cè)量

②固體膨脹式溫度計(jì)

典型的固體膨脹式溫度計(jì)是雙金屬片溫度計(jì)。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)將使自由端產(chǎn)生位移，借此帶動(dòng)指針在溫度刻度盤上轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)成溫度計(jì)。參見(jiàn)下頁(yè)所示。2.2.1膨脹式與壓力式溫度計(jì)

第2章溫度測(cè)量固體膨脹式溫度計(jì)和壓力式溫度計(jì)如下圖所示。

第2章溫度測(cè)量

2.2.2熱電偶溫度計(jì)

自從1821年塞貝克發(fā)現(xiàn)熱電效應(yīng)以來(lái)，隨著測(cè)溫技術(shù)的發(fā)展，熱電偶已成為應(yīng)用最廣泛的測(cè)溫元件之一。測(cè)溫范圍：①標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶-200～1600℃；②非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶-270～2800℃。

第2章溫度測(cè)量2.2接觸式測(cè)溫及儀表

2.2.2熱電偶溫度計(jì)

其主要優(yōu)點(diǎn)：

①測(cè)溫范圍廣，可以在1K至2800℃的范圍內(nèi)使用；

②精度高；

③性能穩(wěn)定；

④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；

⑤動(dòng)態(tài)特性好；

⑥由溫度轉(zhuǎn)換的電信號(hào)便于處理和遠(yuǎn)傳。熱電偶溫度計(jì)在科研和生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

第2章溫度測(cè)量EAB

(T,T0)BT>T0

圖熱電偶原理圖T

T0A酒精燈

⑴熱電偶測(cè)溫原理

由兩種可制成熱電偶的不同的金屬A和B構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接觸端溫度不同，即T＞T0時(shí)，回路中定會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)EAB（T，T0）

如下

圖

所示：A≠B

第2章溫度測(cè)量

2.2.2熱電偶溫度計(jì)

①接觸電勢(shì):

由于金屬導(dǎo)體材料不同。其內(nèi)部的自由電子密度也不相同，兩種不同的金屬導(dǎo)體A和B接觸時(shí)，自由電子就要從密度大的導(dǎo)體擴(kuò)散到密度小的導(dǎo)體中去，從而產(chǎn)生自由電子的擴(kuò)散現(xiàn)象。⑴熱電偶測(cè)溫原理-----AB+-電動(dòng)勢(shì)eAB（T）電場(chǎng)圖接觸電勢(shì)原理圖

第2章溫度測(cè)量

式中：eAB(T)—導(dǎo)體A和B在溫度為T時(shí)的接觸電勢(shì)，A和B的順序代表電勢(shì)的方向；

k—玻耳茲曼常數(shù)；

T—接觸處的絕對(duì)溫度；

e—單位電荷量；

NA

，NB—分別為金屬A和B的自由電子密度；

A、B接觸處形成一定的電位差，這就是接觸式電勢(shì)（也叫珀?duì)栙N電勢(shì)），其大小可用下式表示：

①接觸電勢(shì)

（2.11）

第2章溫度測(cè)量

②溫差電勢(shì):

在同一導(dǎo)體（A）中，當(dāng)導(dǎo)體兩端的溫度不同，即T＞T0時(shí)，兩端電子能量就不同。溫度高的一端電子能量大，則電子從高溫端跑向低溫端。⑴熱電偶測(cè)溫原理+-A電動(dòng)勢(shì)EA(T，T0)電場(chǎng)T—————T0圖溫差電勢(shì)原理圖

第2章溫度測(cè)量

式中：eA

(T,T0)—導(dǎo)體（A）在兩端溫差分別為T和T0時(shí)的溫差電勢(shì)，T和T0的順序代表電動(dòng)勢(shì)的方向；

δ—湯姆遜系數(shù)，它表示溫差為1℃時(shí)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)值，它與導(dǎo)體材料的性質(zhì)有關(guān)。

這樣在導(dǎo)體（A）的兩端形成一定的電位差即溫差電勢(shì)（也叫湯姆遜電勢(shì)），其大小可用下式表示：

②溫差電勢(shì)（2.12）

第2章溫度測(cè)量←

eA(T,T0)

←

eB(T,T0)

圖

熱電偶回路電動(dòng)勢(shì)分布示意圖TT0eAB(T)eAB(T0)⑴熱電偶測(cè)溫原理EAB

(T,T0)AB（T>T0）

③熱電偶回路的總熱電勢(shì):

在兩種金屬導(dǎo)體A和B組成的熱電偶回路中,兩接觸點(diǎn)的溫度為T和T0，而且T＞T。則回路總熱電勢(shì)由4個(gè)部分組成，2個(gè)溫差電勢(shì)，即eA(T,T0)和eB(T,T0)，2個(gè)接觸電勢(shì)即eAB(T)和eAB(T0)，即EAB

(T,T0)。它們的方向和大小如下圖所示。

第2章溫度測(cè)量

按順時(shí)針?lè)较驅(qū)懗?個(gè)電動(dòng)勢(shì)之和為：③熱電偶回路的總熱電勢(shì)（2.13）

第2章溫度測(cè)量③熱電偶回路的總熱電勢(shì)分析：

從上式可以看到:Ⅰ

若熱電極A和B為同一種材料時(shí)，NA=NB，δA=δB則EAB(T，T0)=0。

Ⅱ熱電勢(shì)存在必須具備兩個(gè)條件:

ⅰ兩種不同的金屬（確切的講，應(yīng)為可制成熱電偶的兩種不同的金屬）；

ⅱ其兩端必須存在溫差。

第2章溫度測(cè)量③熱電偶回路的總熱電勢(shì)

Ⅲ再對(duì)上式（2.13）進(jìn)行重新組合，則有：（2.14）

從上式中可以看到，熱電勢(shì)是T和T0的溫度函數(shù)的差，而不是溫差的函數(shù)，就是因?yàn)闊犭妱?shì)是非線性的。

第2章溫度測(cè)量③熱電偶回路的總熱電勢(shì)

Ⅳ

如果令：f(T0)=0

即（T0=0℃），則有：

EAB(T

,T0)=f(T)

（2.15）

則有E和T之間有唯一對(duì)應(yīng)的關(guān)系即單值函數(shù)關(guān)系，因此就可以用測(cè)量到的熱電勢(shì)E來(lái)找到對(duì)應(yīng)的溫度值T。

Ⅴ

理論和實(shí)驗(yàn)都已證明，熱電偶熱電勢(shì)的大小，只與導(dǎo)體A和B的材質(zhì)有關(guān)，與冷、熱端的溫度有關(guān)，而與導(dǎo)體的粗細(xì),長(zhǎng)短以及兩導(dǎo)體接觸面積無(wú)關(guān)。

第2章溫度測(cè)量

⑵熱電偶的幾個(gè)定則:

①

均質(zhì)導(dǎo)體定則:

由一種均質(zhì)導(dǎo)體所組成的閉和回路，不論導(dǎo)體的截面積如何及導(dǎo)體各處溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢(shì)。TT0AAEAA(T,T0)=02.2.2熱電偶溫度計(jì)T>T0

第2章溫度測(cè)量

②中間導(dǎo)體定則：

在熱電偶回路中接入中間導(dǎo)體，只要中間導(dǎo)體兩端溫度相等，則中間導(dǎo)體的接入對(duì)回路總電動(dòng)勢(shì)沒(méi)有影響。T0BATC

⑵熱電偶的幾個(gè)定則

第2章溫度測(cè)量

③連接導(dǎo)體和中間溫度定則：

Ⅰ連接導(dǎo)體定則:

如下圖所示。在熱電偶回路中，如果熱電極A和B分別與連接導(dǎo)體A’和B’相接。B’A’BATnTnT0T

⑵熱電偶的幾個(gè)定則

第2章溫度測(cè)量

其接點(diǎn)溫度分別為T、Tn和T0，則回路的總熱電勢(shì)等于熱電偶的熱電勢(shì)EAB（T，Tn）與連接導(dǎo)體的熱電勢(shì)EA’B’（Tn，T0）之代數(shù)和。這就是連接導(dǎo)體定則，即：（2.16）⑵熱電偶的幾個(gè)定則

第2章溫度測(cè)量

Ⅱ中間溫度定則:

當(dāng)A與A’、B與B’材料分別相同，所處溫度仍為T、Tn和T0時(shí)，其總的熱電勢(shì)為：

這就是中間溫度定則，其中Tn稱為中間溫度。（2.17）⑵熱電偶的幾個(gè)定則

第2章溫度測(cè)量2.2.2熱電偶溫度計(jì)例題2.1

：

用鎳鉻-鎳硅（K型）熱電偶測(cè)量某一溫度，若參比端溫度Tn=25℃，測(cè)得的熱電勢(shì)E（T，Tn）=20.54mV，求測(cè)量端實(shí)際溫度T。解：E(T,T0)=E(T,Tn)+E(Tn,T0)在E（Tn，T0）中Tn=25℃，T0=0℃，查分度表有E（25，0）=1.00mVE（T，Tn）=20.54mVE（T，0）=20.54mV+1.00mV=21.54mV反查分度表有T=521℃測(cè)量端實(shí)際溫度為521℃。若參比端溫度Tn=30℃，測(cè)得的熱電勢(shì)E（T，Tn）=24.99mV；實(shí)際溫度T為多少？

第2章溫度測(cè)量

2.2.2熱電偶溫度計(jì)例題2.2

條件同例2.1，已知測(cè)量端實(shí)際溫度T=800℃，參比端溫度T0=20℃，求用直流電位差計(jì)所測(cè)量的熱電勢(shì)值。解：E（T，Tn）=E（T，T0）－E(Tn,T0)其中E(T,T0)=E(800,0)=33.275mV

E(Tn,T0)=E(20,0)=0.798mV

E(T,Tn)=33.275mV－0.798mV=32.477mV用直流電位差計(jì)測(cè)得的熱電勢(shì)為32.477mV。若測(cè)量端實(shí)際溫度T=1000℃，參比端溫度T0=25℃，求用直流電位差計(jì)所測(cè)量的熱電勢(shì)值為多少？

第2章溫度測(cè)量

2.2.2熱電偶溫度計(jì)例題2.3已知K分度號(hào)（鎳鉻－鎳硅）熱電偶的熱電勢(shì)為：EK（100，0）=4.096mV,EK(20,0)=0.798mV,EK(30,20)=0.405mV.試求EK（30，0）、EK（100，20）、EK（100，30）。解：根據(jù)中間溫度定則：

EK(30,0)=EK(30,20)+EK(20,0)=0.405+0.798=1.203（mV)EK(100,20)=EK(100,0)－EK(20,0)=4.096－0.798=3.298（mV)EK(100,30)=EK(100,0)－EK(30,0)=4.096－1.203=2.893（mV)已知S分度號(hào)（鉑銠10－鉑）熱電偶的熱電勢(shì)為：ES（1000，0）=9.587mV,ES(20,0)=0.113mV,ES(30,20)=0.060mV.試求ES（30，0）、ES（1000，20）、ES（1000，30）。

第2章溫度測(cè)量

例題2.4

應(yīng)用熱電偶定律，試求下圖所示三種熱電極組成回路的總電勢(shì)值，并指出其電流方向。300℃鎳硅80℃鎳鉻100℃康銅(銅鎳)Ａ

圖三種熱電極回路

2.2.2熱電偶溫度計(jì)80℃

第2章溫度測(cè)量解：根據(jù)均質(zhì)導(dǎo)體定律，

令鎳鉻熱電極上任意點(diǎn)A的溫度為80℃，于是回路熱電勢(shì)可由鎳鉻－鎳硅（K分度）與鎳鉻－康銅（銅鎳）（E分度）兩組熱電偶對(duì)接而成，

2.2.2熱電偶溫度計(jì)所以：∑E=EK（300，80）－EK（100，80）

=8.941－1.934=7.007（mV)

電流i按熱電勢(shì)方向（順時(shí)針?lè)较颍┝鲃?dòng)。應(yīng)用熱電偶定律，試求下圖所示三種熱電極組成回路的總電勢(shì)值，并指出其電流方向。三頂點(diǎn)溫度分別為450℃、150℃、50℃。

第2章溫度測(cè)量課堂測(cè)試題3教學(xué)改革嘗試之一

1決定采用熱力學(xué)溫標(biāo)作為國(guó)際溫標(biāo)是何年?在何大會(huì)上決定的?290國(guó)際溫標(biāo)有哪三方面的內(nèi)容?390國(guó)際溫標(biāo)把溫度分為幾個(gè)溫區(qū)?各溫區(qū)的范圍?使用的標(biāo)準(zhǔn)儀器有哪些?

第2章溫度測(cè)量課堂測(cè)試題4教學(xué)改革嘗試之一1按測(cè)量方式分，測(cè)溫儀表可分為哪兩類?2什么是“熱電效應(yīng)”?3試解釋“溫差電勢(shì)”?4試解釋“接觸電勢(shì)”?

第2章溫度測(cè)量課堂測(cè)試題5教學(xué)改革嘗試之一1試說(shuō)出熱電偶測(cè)溫的基本原理?2火電廠使用熱電偶的條件是什么?

第2章溫度測(cè)量⑶標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶：

所謂標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶是工藝上比較成熟，能批量生產(chǎn)、性能穩(wěn)定、應(yīng)用廣泛，具有統(tǒng)一分度表并已列入國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件中的熱電偶。到目前為止，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）共推薦了8種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶（具體內(nèi)容參見(jiàn)下頁(yè)）。2.2.2熱電偶溫度計(jì)

第2章溫度測(cè)量

①S型（鉑銠10—鉑）熱電偶②R型（鉑銠13—鉑）熱電偶③B型（鉑銠30—鉑銠6）熱電偶④K型（鎳鉻—鎳硅）熱電偶⑤N型（鎳鉻硅—鎳硅）熱電偶⑥E型（鎳鉻—康銅）熱電偶⑦T型（銅—康銅）熱電偶⑧J型（鐵—康銅）熱電偶測(cè)溫范圍：

-200～1600℃；

⑶標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶

第2章溫度測(cè)量熱電偶名稱分度號(hào)熱電級(jí)識(shí)別E(100,0)(mV)測(cè)溫范圍(℃)對(duì)分度表允許偏差(℃)新級(jí)性識(shí)別長(zhǎng)期短期等級(jí)使用溫度允差鉑銠10-鉑S正亮白較硬0.6460~13001600Ⅲ≤600±1.5℃負(fù)亮白柔軟>600±0.25%t鉑銠13-鉑R正較硬0.6470~13001600Ⅱ<600±1.5℃負(fù)柔軟>1100±0.25%t鉑銠30-鉑銠6B正較硬0.0330~16001800Ⅲ600~800±4℃負(fù)稍軟>800±0.5%t鎳鉻-鎳硅K正不親磁4.0960~12001300Ⅱ-40~1300±2.5℃或±0.75%t負(fù)稍親磁Ⅲ-200~40±2.5℃或±1.5%t鎳鉻硅-鎳硅N正不親磁2.774-200~12001300Ⅰ-40~1100±1.5℃或±0.4%t負(fù)稍親磁Ⅱ-40~1300±2.5℃或±0.75%t鎳鉻-康銅E正暗綠6.319-200~760850Ⅱ-40~900±2.5℃或±0.75%t負(fù)亮黃Ⅲ-200~40±2.5℃或±1.5%t銅-康銅T正紅色4.279-200~350400Ⅱ-40~350±1℃或±0.75%t負(fù)銀白色Ⅲ-200~40±1℃或±1.5%t鐵-康銅J正親磁5.269-40~600750Ⅱ-40~75±2.5℃或±0.75%t負(fù)不親磁表標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶技術(shù)數(shù)據(jù)

⑶標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶基本規(guī)范：（以S型（鉑銠10—鉑）熱電偶為例說(shuō)明

）

1正負(fù)極：正負(fù)鉑銠10鉑

2含量：鉑銠10鉑鉑（90%）鉑（100%）銠（10%）

3分度號(hào)：S4分度表：溫度——毫伏對(duì)照表（冷端溫度t0=0℃）

特點(diǎn)：非線性（采用線性內(nèi)插進(jìn)行校正）

5測(cè)溫范圍：長(zhǎng)期0～1300℃

短期1600℃6熱電極的識(shí)別：正極亮白較硬負(fù)極亮白柔軟⑶標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶

第2章溫度測(cè)量－20002006001000140018002200

604020010

熱電動(dòng)勢(shì)（mV)KNEEJTKNRSB溫度（℃）圖標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶熱電勢(shì)和溫度的關(guān)系

⑶標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶

第2章溫度測(cè)量

標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶展示：

⑶標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶

Ⅰ裝配式熱電偶、熱電阻1：

①通用型熱電偶、熱電阻：（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）

第2章溫度測(cè)量

①通用型熱電偶、熱電阻

Ⅱ裝配式熱電偶、熱電阻2

：（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）

第2章溫度測(cè)量

②安全型熱電偶、熱電阻：（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶展示

隔爆、本安型熱電偶、熱電阻：

第2章溫度測(cè)量

Ⅰ鎧裝式熱電偶、熱電阻：（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）

③

特殊型熱電偶、熱電阻：

標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶展示

第2章溫度測(cè)量

③

特殊型熱電偶、熱電阻

Ⅱ耐腐耐磨型熱電偶、熱電阻：（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）

第2章溫度測(cè)量

③

特殊型熱電偶、熱電阻

Ⅲ套管式熱電偶、熱電阻：（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）

第2章溫度測(cè)量

③

特殊型熱電偶、熱電阻

Ⅳ快速熱電偶：

ⅰ基本結(jié)構(gòu)：（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）

第2章溫度測(cè)量

Ⅳ快速熱電偶

ⅱ

產(chǎn)品基本簡(jiǎn)介：該產(chǎn)品適用冶金行業(yè)各類金屬溶體間歇溫度的測(cè)量。快速熱電偶(以下簡(jiǎn)稱熱電偶)為消耗型熱電偶。具有準(zhǔn)確度高，反應(yīng)速度快等特點(diǎn)，并可根據(jù)客戶需要提供全套測(cè)溫設(shè)備，該產(chǎn)品符合((消耗式快速測(cè)量金屬溶體溫度用熱電偶》YB／TI63-1999。

（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）

第2章溫度測(cè)量

④

適應(yīng)電力、化工等使用的熱電偶、熱電阻：

Ⅰ鍋爐爐壁使用的熱電偶

：（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶展示

第2章溫度測(cè)量

Ⅱ電力、化工等使用的熱套式熱電偶、熱電阻

：（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）④

適應(yīng)電力、化工等使用的熱電偶、熱電阻

第2章溫度測(cè)量

Ⅲ煙道、風(fēng)道式熱電偶

：（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）④

適應(yīng)電力、化工等使用的熱電偶、熱電阻

第2章溫度測(cè)量

Ⅳ軸承熱電偶、熱電阻

：（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）④

適應(yīng)電力、化工等使用的熱電偶、熱電阻

第2章溫度測(cè)量

Ⅳ軸承熱電偶、熱電阻適應(yīng)場(chǎng)所：軸承鉑電阻和軸承熱電偶主要用于測(cè)量電站各種帶有軸承設(shè)備的軸承溫度，有避震結(jié)構(gòu)，使之能緊貼在被測(cè)軸承表面，提高了溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性。

（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）④

適應(yīng)電力、化工等使用的熱電偶、熱電阻

第2章溫度測(cè)量

Ⅴ端面熱電偶：（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）④

適應(yīng)電力、化工等使用的熱電偶、熱電阻

第2章溫度測(cè)量

Ⅴ端面熱電偶適應(yīng)場(chǎng)所：

端面熱電阻的元件固定在保護(hù)管端面，在與壓簧作用下與被測(cè)表面緊密接觸，與一般軸向熱電阻相比，更能迅速準(zhǔn)確地反應(yīng)被測(cè)面溫度，適用與電機(jī)件的表面溫度測(cè)量。

（來(lái)自于中國(guó)上海自動(dòng)化儀表公司所屬?gòu)S家提供的資料）④

適應(yīng)電力、化工等使用的熱電偶、熱電阻

第2章溫度測(cè)量（4）非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶：非標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶發(fā)展很快，主要目的是進(jìn)一步擴(kuò)展高溫和低溫的測(cè)量范圍。但還沒(méi)有統(tǒng)一的分度表，使用前需個(gè)別標(biāo)定①貴金屬熱電偶

具有極高的穩(wěn)定性，主要用于航天技術(shù)和高精度測(cè)量領(lǐng)域。②貴—廉金屬混合式熱電偶③難熔金屬熱電偶

在冶金、建材、航空航天和核能工業(yè)中應(yīng)用廣泛。④非金屬熱電偶

測(cè)溫范圍：

-270～2800℃。2.2.2熱電偶溫度計(jì)

第2章溫度測(cè)量原理：在一定溫度范圍內(nèi)，與配用熱電偶的熱電特性相同的一對(duì)帶有絕緣層的廉金屬導(dǎo)線為補(bǔ)償導(dǎo)線。補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償導(dǎo)線回路總熱電勢(shì)為E=EAB(T,T0’)+EA’B’(T0’,T0)E=EAB(T,T0)EAB(T0’,T0)=EA’B’(T0’,T0)熱電偶參比端溫度的恒定及補(bǔ)償補(bǔ)償導(dǎo)線法常用補(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)償型當(dāng)熱電偶參比端為不等于0C時(shí)，需對(duì)儀表的示值加以修正。修正公式：

(中間溫度定律)例：用鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)溫時(shí)，熱電偶冷端溫度T0=35C，測(cè)得E(T,T0)=33.34mV，求被測(cè)介質(zhì)溫度。參比端溫度修正法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表冰浴法

④機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法：機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法，表面上是通過(guò)機(jī)械的手段，把指針先拔大t度，但實(shí)質(zhì)上卻是等效地疊加了一個(gè)電勢(shì)為EAB(t0,0),t0為冷端溫度。一般適應(yīng)于磁電式（動(dòng)圈式）儀表。

2.2.2熱電偶溫度計(jì)01000℃1.0S

第2章溫度測(cè)量⑤冷端補(bǔ)償器法：mV表ABEAB(t,

t0)t0t0R1R2RCuR3t＋a－UabU

圖冷端補(bǔ)償器的原理圖

2.2.2熱電偶溫度計(jì)—b

第2章溫度測(cè)量冷端補(bǔ)償器

是一個(gè)直流不平衡電橋，在它的四個(gè)橋臂中有一個(gè)銅電阻作為測(cè)溫元件，其余三個(gè)臂由阻值恒定的錳銅電阻制成。電橋、熱電偶、顯示儀表構(gòu)成的測(cè)溫系統(tǒng)如上頁(yè)圖所示。2.2.2熱電偶溫度計(jì)

第2章溫度測(cè)量參比端溫度補(bǔ)償器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。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。特別注意：

1橋臂電阻Rcu必須和熱電偶的冷端盡量靠近，處于同一溫度下；

2當(dāng)：Rcu=R1=R2=R3；電橋平衡（唯一平衡點(diǎn)）；Uab=0;3當(dāng)t0>0℃時(shí)，回路熱電勢(shì)減小，同時(shí)Rcu

增大，使電橋不平衡，Uab>0，且a負(fù)b正。Uab與熱電勢(shì)E（t，t0）同向串聯(lián)，電勢(shì)疊加增大，起到補(bǔ)償作用，若限流電阻R選擇合適，可使Uab

增大值恰好等于回路熱電勢(shì)減小的值，消除了t0的影響，相當(dāng)于冷端置于0℃，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱電偶冷端的處理和補(bǔ)償。冷端補(bǔ)償器

第2章溫度測(cè)量軟件修正法：

在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，有專門設(shè)計(jì)的熱電偶信號(hào)采集卡（I/O卡中的一種），一般有8路或16路信號(hào)通道，一般帶有隔離、放大、濾波等處理電路。使用時(shí)，要求把熱電勢(shì)信號(hào)通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線與采集卡上的輸入端子連接起來(lái)，在每一塊卡上都在接線端子附近安裝有熱敏電阻，在采集卡驅(qū)動(dòng)程序的支持下，計(jì)算機(jī)每次都采集各路熱電勢(shì)信號(hào)和熱敏電阻信號(hào)，根據(jù)熱敏電阻信號(hào)可得到E（t0，0），再按計(jì)算修正法計(jì)算出每一路的E（t，0）值，就可得到準(zhǔn)確的t值。2.2.2熱電偶溫度計(jì)

第2章溫度測(cè)量例題五

現(xiàn)有由Ｓ分度號(hào)熱電偶和動(dòng)圈儀表組成的測(cè)溫系統(tǒng)，如下圖所示。被測(cè)溫度已知為１０００℃，儀表所處的環(huán)境溫度為３０℃。當(dāng)動(dòng)圈儀表的機(jī)械零點(diǎn)分別在０℃、３０℃、６０℃時(shí)，表計(jì)指示各為多少？＋－Ｓ分度號(hào)１０００℃＋

－０

１６００℃

Ｓ分度號(hào)tn=30℃

圖儀表在不同機(jī)械零位時(shí)指示

2.2.2熱電偶溫度計(jì)

第2章溫度測(cè)量解：熱電偶輸入表計(jì)的電勢(shì)為：ｅl＝ＥS(1000,30)=9.585－0.173=9.412mV

儀表的指示ｅt＝ｅl＋ｅm

（ｅm為機(jī)械零位變化所加的等效電勢(shì)值）

et,0=9.412+0=9.412mV反查表

t=984.9℃et,30=9.412+0.173=9.585mV反查表

t=1000℃et,60=9.412+0.365=9.777mV反查表

t=1016.6℃

例題五

第2章溫度測(cè)量

例題五

分析

：

由此可見(jiàn)儀表的機(jī)械零點(diǎn)只有調(diào)整到與冷端溫度一致時(shí)，補(bǔ)償才能恰當(dāng)，否則便是補(bǔ)償不足或過(guò)頭。如果不調(diào)整機(jī)械零點(diǎn)，把儀表指示直接加上冷端溫度，則由于熱電偶的熱電特性大都是非線性的，故得出的數(shù)據(jù)也不是正確的。本題984.9+30=1014.9℃，顯然誤差為14.9℃。從中也可看出機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法，表面上是通過(guò)機(jī)械的手段，把指針先拔大t度，但實(shí)質(zhì)上卻是等效地疊加了一個(gè)電勢(shì)為EAB(t0,0),t0為冷端溫度。

第2章溫度測(cè)量

現(xiàn)有Ｅ分度號(hào)的熱電偶、動(dòng)圈儀表，他們之間由相應(yīng)的ＥＸ型補(bǔ)償導(dǎo)線相連接，如下圖所示。已知接點(diǎn)溫度t=800℃、t1=50℃；儀表環(huán)境溫度tn=30℃，儀表機(jī)械零點(diǎn)tm=30℃。如將EPX、ENX補(bǔ)償導(dǎo)線都換成銅導(dǎo)線，儀表指示為多少？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？＋－Ｓ分度800℃＋－０1000℃E分度tn=30℃tm=30℃

圖補(bǔ)償導(dǎo)線的反接、改接EPX(＋)ENX(－)t1=50℃t例題六

第2章溫度測(cè)量

2.2.2熱電偶溫度計(jì)解：當(dāng)補(bǔ)償導(dǎo)線都該為銅導(dǎo)線時(shí)，熱電偶的冷端便移到了t1＝５０℃處，故儀表的輸入電勢(shì)為：

et=e1+em=EE(800,50)+EE(30,0)=59.776(mV)指示為：t=784.1℃此時(shí)應(yīng)將機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整到50℃，才能指示出800℃

第2章溫度測(cè)量例題六現(xiàn)因兩根補(bǔ)償導(dǎo)線反接，線路電勢(shì)為

el=EE(t,t1)－EE(t1,tn)=EE(800,50)－EE(50,30)=56.729(mV)

或

el=EE(t,tn)－2EE(t1,tn)=EE(800,30)－2EE(50,30)=56.729(mV)

再加上機(jī)械零點(diǎn)的補(bǔ)償，則t=745.5℃，由此可見(jiàn)，補(bǔ)償導(dǎo)線接反了，儀表指示將偏低，偏低的程度與接線處溫度有關(guān)。為此補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電偶的正負(fù)極不能接錯(cuò)。

第2章溫度測(cè)量例題六

有一采用Ｓ分度號(hào)熱電偶的測(cè)溫系統(tǒng)，如下圖所示。試問(wèn)此動(dòng)圈儀表的機(jī)械零點(diǎn)應(yīng)調(diào)在多少度上？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？電源極性接反時(shí)，儀表指示又為多少？＋－Ｓ分度1000℃℃S分度tn=30℃圖冷端補(bǔ)償器使用不當(dāng)時(shí)的測(cè)溫系統(tǒng)SPC＋SNC－50℃40℃4V＋－Cu20℃,0mV例題七

第2章溫度測(cè)量

2.2.2熱電偶溫度計(jì)解：(1)熱電偶冷端在40℃，但由于冷端補(bǔ)償器的作用，相當(dāng)于冷端溫度在20℃，此時(shí)儀表的機(jī)械零點(diǎn)應(yīng)調(diào)整在20℃，儀表指示t=1000℃(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)，Uab=0故

et=el+em=ES(1000,40)+ES(20,0)=9.463(mV)t=989.5℃

第2章溫度測(cè)量例題七

(3)當(dāng)補(bǔ)償器電源接反，補(bǔ)償器不但不補(bǔ)償，還抵消了一部分電勢(shì)，故

et=el－Uab+em=ES(1000,40)－ES(40,20)+ES(20,0)=9.228(mV)t=969℃

第2章溫度測(cè)量例題七⑹熱電偶的結(jié)構(gòu)型式：

2.2.2熱電偶溫度計(jì)

①普通型裝配式的結(jié)構(gòu)：（四部分）Ⅰ

接線盒

Ⅱ

保護(hù)套管Ⅲ

絕緣套管

Ⅳ

熱電極絲單支型雙支型普通型熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖絕緣套管結(jié)構(gòu)俯視圖

第2章溫度測(cè)量②普通型裝配式結(jié)構(gòu)實(shí)物示意圖：

Ⅰ

接線盒；Ⅱ

保護(hù)套管；Ⅲ

絕緣套管；Ⅳ

熱電極絲。⑹熱電偶的結(jié)構(gòu)型式

第2章溫度測(cè)量③柔性安裝型鎧裝結(jié)構(gòu)的熱電偶：⑹熱電偶的結(jié)構(gòu)型式

第2章溫度測(cè)量④薄膜熱電偶:

Ⅰ薄膜熱電偶的結(jié)構(gòu)：薄膜熱電偶是由兩種金屬薄膜連接而成的一種特殊結(jié)構(gòu)的熱電偶，它的測(cè)量端即小又薄。我國(guó)研制的片狀薄膜熱電偶（Fe—Ni）如下圖所示。

⑹熱電偶的結(jié)構(gòu)型式Fe絲Ni絲接頭夾具Fe膜Ni膜測(cè)量接點(diǎn)襯架2502468熱電勢(shì)(mv)50100150200溫度t(℃)圖鐵-鎳薄膜熱電偶

第2章溫度測(cè)量

Ⅱ特點(diǎn)：

①熱容量小，可測(cè)微小面積上的溫度；②動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可測(cè)快速變化的表面溫度；③熱損失小，測(cè)量精度高；④僅用于測(cè)–200～300℃④薄膜熱電偶

第2章溫度測(cè)量

2.2.3熱電阻溫度計(jì)

測(cè)量：經(jīng)常：－200～＋850℃區(qū)間內(nèi)的溫度。發(fā)展：幾個(gè)開(kāi)爾文到上千攝氏度。

特點(diǎn)：①測(cè)量范圍寬；②精度高；③穩(wěn)定性好。2.2接觸式測(cè)溫及儀表

第2章溫度測(cè)量

2.2.3熱電阻溫度計(jì)（1）熱電阻對(duì)材料的要求：

①電阻相對(duì)溫度系數(shù)值α要大：

α值的定義：是溫度從0℃變化到100℃時(shí)，電阻值的相對(duì)變化率。

式中：R100、R0—分別代表熱電阻在100℃和0℃時(shí)的電阻值；

α—電阻相對(duì)溫度系數(shù)。

α值的大小表示了熱電阻的靈敏度，它是由所決定的，熱電阻材料純度越高，則值越大，那么熱電阻的精度和穩(wěn)定性就越好。是熱電阻材料的重要技術(shù)指標(biāo)。

第2章溫度測(cè)量②電阻率要大

β值表示在單位體積時(shí)的電阻值。－2000200400600t(℃)

543210Rt/R0鉑銅鎳鐵圖金屬電阻與溫度的關(guān)系2.2.3熱電阻溫度計(jì)

第2章溫度測(cè)量（2）對(duì)感溫元件骨架材料的要求：（3）標(biāo)準(zhǔn)熱電阻：

①鉑熱電阻

使用范圍為－200～850℃，分度號(hào)為Pt10和Pt100兩種，它們?cè)?℃時(shí)的阻值R0為10?和100?

②銅熱電阻

測(cè)溫范圍為－40～140℃，分度號(hào)為Cu50和Cu100，它們?cè)?時(shí)的阻值分別為50?和100?

。2.2.3熱電阻溫度計(jì)

第2章溫度測(cè)量項(xiàng)目鉑熱電阻銅熱電阻分度號(hào)Pt100Pt10Cu100Cu10