石油化工自動(dòng)化及儀表概論5溫度檢測及儀表課件VIP

石油化工自動(dòng)化及儀表溫度檢測及儀表溫度檢測方法及溫標(biāo)常用溫度檢測儀表溫度檢測儀表的選用及安裝5.1溫度檢測方法及溫標(biāo)在石油化工生產(chǎn)過程中，溫度是普遍存在又十分重要的參數(shù)。溫度的測量是保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)的關(guān)

鍵環(huán)節(jié)。5.1.1溫度及溫度檢測方法溫度是表征物體冷熱程度的物理量，是物體分子運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能大小的標(biāo)志。溫度不能直接加以測量，只能借助于冷熱不同的物體之間的熱交換,或物體的某些物理性質(zhì)隨著冷熱程度不同而變化的特性間接測量。根據(jù)測溫元件與被測物體接觸與否，溫度測量可以分為接觸式測溫和非接觸式測溫兩大類。接觸式測溫接觸式測溫選擇合適的物體作為溫度敏感元件，其某一物理性質(zhì)隨溫度而變化的特性為已知，通過溫度敏感元件與被測對(duì)象的熱交換，測量相關(guān)的物理量，即可確定被測對(duì)象的溫度。非接觸式測溫應(yīng)用物體的熱輻射能量隨溫度的變化而變化的原理進(jìn)行測溫。物體輻射能量的大小與溫度有關(guān)，當(dāng)選擇合適的接收檢測裝置時(shí)，便可測得被測對(duì)象發(fā)出的熱輻射能量并且轉(zhuǎn)換成可測量和顯示的各種信號(hào)，實(shí)現(xiàn)溫度的測量。測溫方式溫度計(jì)種類測溫范圍／℃優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)接觸式測溫儀表膨脹式玻璃液體-50～600結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量準(zhǔn)確，價(jià)格低廉測量上限和精度受玻璃質(zhì)量的限制，易碎，不能記錄遠(yuǎn)傳雙金屬-80～600結(jié)構(gòu)緊湊，牢固可靠精度低，量程和使用范圍有限壓力式液體氣體蒸汽-30～600-20～3500～250結(jié)構(gòu)簡單，耐震，防爆能記錄、報(bào)警，價(jià)格低廉精度低，測溫距離短，滯后大熱電偶鉑銠-鉑鎳鉻-鎳硅鎳鉻-考銅0～1600-50～1000-50～600測溫范圍廣，精度高，便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中測量和自動(dòng)控制需冷端溫度補(bǔ)償，在低溫段測量精度較低熱電阻鉑銅-200～600-50～150測量精度高，便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中測量和自動(dòng)控制不能測高溫，需注意環(huán)境溫度的影響非接觸式測溫儀表輻射式輻射式光學(xué)式比色式400～2000700～3200900～1700測溫時(shí)，不破壞被測溫度場低溫段測量不準(zhǔn)，環(huán)境條件會(huì)影響測溫準(zhǔn)確度紅外線光電探測熱電探測0～3500200～2000測溫范圍大，適于測溫度分布，不破壞被測溫度場，響應(yīng)快易受外界干擾，標(biāo)定困難表5-1常見測溫儀表及性能5.1.2溫標(biāo)為了保證溫度量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)確而建立的衡量溫度的標(biāo)尺，稱為溫標(biāo)。溫標(biāo)即為溫度的數(shù)值表示法，它定量地描述溫度的高低，規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)（零點(diǎn)）和基本單位。各種溫度計(jì)的刻度數(shù)值均由溫標(biāo)確定。1.經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)借助于某種物質(zhì)的物理量與溫度變化的關(guān)系，用實(shí)驗(yàn)方法或經(jīng)驗(yàn)公式所確定的溫標(biāo)，稱為經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)。它主要指攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo)，這兩種溫標(biāo)都是根據(jù)液體（水銀）受熱后體積膨脹的性質(zhì)建立起來的。攝氏溫標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，純水的冰點(diǎn)為零度，沸點(diǎn)為100度，兩者之間分成100等份，每一份為1攝氏度，用表示，符號(hào)為℃。它是中國目前工業(yè)測量上通用的溫度標(biāo)尺。華氏溫標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，純水的冰點(diǎn)為32度，沸點(diǎn)為212度，兩者之間分成180等份，每一份為1華氏度，符號(hào)為℉。目前，只有美國、英國等少數(shù)國家仍保留華氏溫標(biāo)為法定計(jì)量單位。由攝氏和華氏溫標(biāo)的定義，可得攝氏溫度與華氏溫度的關(guān)系為：（5-1）經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)是根據(jù)液體（如水銀）在玻璃管內(nèi)受熱后體積膨脹這一性質(zhì)建立起來的，其溫度數(shù)值會(huì)依附于所用測溫物質(zhì)的性質(zhì)，如水銀的純度和玻璃管材質(zhì)，因而不能保證世界各國測量值的一致性。2.熱力學(xué)溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)又稱開爾文溫標(biāo)。開爾文溫標(biāo)的單位為開爾文，符號(hào)為K，用T表示。規(guī)定水的三相點(diǎn)溫度為

273.16K，1開爾文為1/273.16。有一個(gè)絕對(duì)0K，低于0K的溫度不可能存在。它是以熱力學(xué)第二定律為基礎(chǔ)的一種理論溫標(biāo)，其特點(diǎn)是不與某一特定的溫度計(jì)相聯(lián)系，并與測溫物質(zhì)的

性質(zhì)無關(guān)，是由卡諾定理推導(dǎo)出來的，是最理想的溫標(biāo)。但由于卡諾循環(huán)是無法實(shí)現(xiàn)的，所以熱力學(xué)溫標(biāo)是一種

理想的純理論溫標(biāo)，無法真正實(shí)現(xiàn)。3.國際實(shí)用溫標(biāo)國際實(shí)用溫標(biāo)又稱為國際溫標(biāo)，是一個(gè)國際協(xié)議性溫標(biāo)。它是一種即符合熱力學(xué)溫標(biāo)又使用方便、容易實(shí)現(xiàn)的溫標(biāo)。它選擇了一些純物質(zhì)的平衡態(tài)溫度（可復(fù)現(xiàn)）作為基準(zhǔn)點(diǎn)，規(guī)定了不同溫度范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)儀器，建立了標(biāo)準(zhǔn)儀器的示值與國際溫標(biāo)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)插公式，應(yīng)用這些公式可以求出任何兩個(gè)相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)溫度之間的溫度值。第一個(gè)國際實(shí)用溫標(biāo)自1927年開始采用，記為ITS-27。目前國際實(shí)用溫標(biāo)定義為1990年的國際溫標(biāo)ITS-90。4.

ITS-90國際溫標(biāo)ITS-90國際溫標(biāo)中規(guī)定，熱力學(xué)溫度用表示，單位為開爾文，符號(hào)為K。它規(guī)定水的三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度為273.16K，1K為1/273.16。同時(shí)使用的國際攝氏溫度用

表示，單位是攝氏度，符號(hào)為℃。每一個(gè)攝氏度和每一個(gè)開爾文量值相同，它們之間的關(guān)系為：實(shí)際應(yīng)用中，一般直接用（5-2）和

代替

和

。5.2常用溫度檢測儀表石油化工生產(chǎn)過程中的溫度檢測一般都采用接觸式測溫。常用的儀表有膨脹式溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)等，又以后兩者最為常用。5.2.1膨脹式溫度計(jì)基于物體受熱體積膨脹的性質(zhì)而制成的溫度計(jì)稱為膨脹式溫度計(jì)。膨脹式溫度計(jì)分為液體膨脹、氣體膨脹和固體膨脹三大類。1.玻璃液體溫度計(jì)玻璃液體溫度計(jì)是利用液體受熱后體積隨溫度膨脹的原理制成的。玻璃溫包插入被測介質(zhì)中，被測介質(zhì)的溫度升高或降低，使感溫液體膨脹或收縮，進(jìn)而沿毛細(xì)管上升或下降，由刻度標(biāo)尺顯示出溫度的數(shù)值。大多數(shù)玻璃液體溫度計(jì)的液體為水銀或酒精。玻璃液體溫度計(jì)是應(yīng)用最廣泛的一種溫度計(jì)。其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、精度高、價(jià)格低廉。2.壓力式溫度計(jì)壓力式溫度計(jì)是根據(jù)密閉容器中的液體、氣

體和低沸點(diǎn)液體的飽和

蒸汽受熱后體積膨脹或

壓力變化的原理工作的，用壓力表測量此變化，

故又稱為壓力表式溫度

計(jì)。按所用工作介質(zhì)不

同，分為液體壓力式、

氣體壓力式和蒸汽壓力

式溫度計(jì)。圖5-1壓力式溫度計(jì)結(jié)構(gòu)原理圖1—傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；2—刻度盤；3—指針；4—彈簧管；5—連桿；6—接頭；7—毛細(xì)管；8—溫包；9—工作物質(zhì)3.雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)是一種固體膨脹式溫度計(jì)，它是利用兩種膨脹系數(shù)不同的金屬薄片來測量溫度的。其結(jié)構(gòu)簡單，可用于氣體、液體及蒸汽的溫度測量。圖5-2雙金屬片圖5-3雙金屬溫度信號(hào)器1—雙金屬片；2—調(diào)節(jié)螺釘；3—絕緣子；4—信號(hào)燈圖5-4雙金屬溫度計(jì)5.2.2熱電偶溫度計(jì)。熱電偶溫度計(jì)是將溫度量轉(zhuǎn)換成電勢(shì)的熱電式傳感器。它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、精度高、熱慣性小，可測量局部溫度和便于遠(yuǎn)距離傳送、集中檢測、自動(dòng)記錄等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用的最多的測溫儀表，在溫度測量中占有重要的地位熱電偶溫度計(jì)由熱電偶、測量儀表、連接熱電偶和測量儀表的導(dǎo)線三部分組成。圖5-5熱電偶溫度計(jì)測溫系統(tǒng)1—熱電偶；2—導(dǎo)線；3—測量儀表1.熱電偶測溫原理熱電偶的基本工作原理是基于熱電效應(yīng)。將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體(A，B)連接在一起構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩接點(diǎn)處溫度不同時(shí)(>)，回路中將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，亦稱賽貝克效應(yīng)，所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)或賽貝克電勢(shì)。圖5-6熱電偶原理示意圖1-工作端；2-熱電極；3-指南針；4-參考端兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體所組成的回路稱為“熱電偶”，組成熱電偶的導(dǎo)體或半導(dǎo)體稱為“熱電極”。置于溫度為T的被測介質(zhì)中的接點(diǎn)稱為測量端，又稱工作端或熱端。置于參考溫度為 的溫度相對(duì)固定處的另一接點(diǎn)稱為參考端，又稱固定端、自由端或冷端。熱電偶回路產(chǎn)生的熱電勢(shì)由兩部分構(gòu)成，接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)。圖5-7熱電效應(yīng)示意圖-+-+(a)(b)(c)接觸電勢(shì)：兩種不同導(dǎo)體接觸時(shí)產(chǎn)生的電勢(shì)。溫差電勢(shì)：在同一導(dǎo)體中，由于兩端溫度不同而產(chǎn)生的電勢(shì)熱電偶回路的總熱電勢(shì)：圖5-8熱電偶回路的總熱電勢(shì)示意圖（5-3）可以看出，熱電偶回路的總電動(dòng)勢(shì)為和兩個(gè)分電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和?？傠妱?dòng)勢(shì)由與 有關(guān)和與 有關(guān)的兩部分組成，它由電極材料和接點(diǎn)溫度而定。當(dāng)材質(zhì)選定后，將

固定，即 （常數(shù)），則（5-4）它只與有關(guān)，A、B選定后，回路總電動(dòng)勢(shì)就只是溫度的單值函數(shù)，只要測得，即可得到溫度，這就是熱電偶測溫的基本原理。從上面的分析可知熱電偶工作的兩個(gè)基本條件：如果組成熱電偶的兩電極材料相同，兩接點(diǎn)溫度不同，熱電偶回路不會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，即回路電動(dòng)勢(shì)為零。如果組成熱電偶的兩電極材料不同，但兩接點(diǎn)溫度相同，熱電偶回路也不會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，即回路電動(dòng)勢(shì)也為零。簡而言之，熱電偶回路產(chǎn)生熱電勢(shì)的基本條件是：兩電極材料不同，兩接點(diǎn)溫度不同。2.熱電偶應(yīng)用定則均質(zhì)導(dǎo)體定則兩種均質(zhì)導(dǎo)體構(gòu)成的熱電偶，其熱電勢(shì)大小與熱電極材料的幾何形狀、直徑、長度及沿?zé)犭姌O長度上的溫度分布無關(guān)，只與電極材料和兩端溫度差有關(guān)。中間導(dǎo)體定則在熱電偶測溫回路中接入中間導(dǎo)體，只要中間導(dǎo)體兩端溫度相同，則它的接入對(duì)回路的總熱電勢(shì)值沒有影響。即回路中總的熱電勢(shì)與引入第三種導(dǎo)體無關(guān)，這就是中間導(dǎo)體定則。3)中間溫度定則圖5-9采用連接導(dǎo)體的熱電偶回路（5-5）熱電偶A、B在接點(diǎn)溫度為 、時(shí)的電動(dòng)勢(shì)

，等于熱電偶A、B在接點(diǎn)溫度為

、

和 、時(shí)的電動(dòng)勢(shì)和 的代數(shù)和。中間溫度定則為工業(yè)測溫中使用補(bǔ)償導(dǎo)線提供了理論基礎(chǔ)。3.常用工業(yè)熱電偶及其分度表1)熱電極材料的基本要求溫度每增加１℃時(shí)所能產(chǎn)生的熱電勢(shì)要大，而且熱電勢(shì)與溫度應(yīng)盡可能成線性關(guān)系；物理穩(wěn)定性要高；化學(xué)穩(wěn)定性要高；材料組織要均勻，要有韌性，便于加工成絲；復(fù)現(xiàn)性好，便于成批生產(chǎn)，而且在應(yīng)用上也可保證良好的互換性。價(jià)格要便宜。名稱分度號(hào)測量范圍／℃適用氣氛主要特點(diǎn)長期使用短期使用鉑銠30-鉑銠6B0～16001800O、N測溫上限高，穩(wěn)定性好，精度高；熱電勢(shì)值小；線性較差；價(jià)格高；適于高溫測量鉑銠13-鉑R0～13001600O、N測溫上限較高，穩(wěn)定性好，精度高；熱電勢(shì)值較小；線性差；價(jià)格高；多用于精密測量鉑銠10-鉑S0～13001600O、N性能幾乎與R型相同，只是熱電勢(shì)還要小一些鎳鉻一鎳硅（鋁）K-200～12001300O、N熱電勢(shì)值大，線性好，穩(wěn)定性好，價(jià)格較便宜；廣泛應(yīng)用于中高溫工業(yè)測量中鎳鉻硅一鎳硅N-200～12001300O、N、R是一種較新型熱電偶，各項(xiàng)性能均比K型的好，適宜于工業(yè)測量鎳鉻一康銅E-200～760850O、N熱電勢(shì)值最大，中低溫穩(wěn)定性好，價(jià)格便宜；廣泛應(yīng)用于中低溫工業(yè)測量中鐵一康銅J-40～600750O、N、R、V熱電勢(shì)值較大，價(jià)格低廉，多用于工業(yè)測量銅一康銅T-200～350400O、N、R、V準(zhǔn)確度較高，性能穩(wěn)定，線性好，價(jià)格便宜；廣泛用于低溫測量2)標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶及其分度表表5-2標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶特性表根據(jù)國際溫標(biāo)規(guī)定，在

℃（即冷端為0℃）時(shí)，用實(shí)驗(yàn)的方法測出各種不同熱電極組合的熱電偶在不同的工作溫度下所產(chǎn)生的熱電勢(shì)值，列成一張張表格，就是熱電偶分度表。①

℃時(shí)，所有型號(hào)熱電偶的熱電勢(shì)值均為零；溫度越高，熱電勢(shì)值越大；＜0℃時(shí)，熱電勢(shì)為負(fù)值。②不同型號(hào)的熱電偶在相同溫度下，熱電勢(shì)值有較大的差別；在所有標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶中，B型熱電偶熱電勢(shì)值最小，

E型熱電偶為最大。③溫度與熱電勢(shì)的關(guān)系一般為非線性。4.工業(yè)熱電偶的結(jié)構(gòu)型式1)普通型熱電偶普通型熱電偶為裝配式結(jié)構(gòu)，又稱為裝配式熱電偶。一般由熱電極、絕緣管、保護(hù)套管和接線盒等部分組成，如圖5-10所示。圖5-10普通型熱電偶的典型結(jié)構(gòu)2)鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電偶是將熱電偶絲、絕緣材料和金屬保護(hù)套管三者組合裝配后，經(jīng)拉伸加工而成的一種堅(jiān)實(shí)的組合體。它的結(jié)構(gòu)形式和外表與普通型熱電偶相仿，如圖5-11所示。圖5-11鎧裝型熱電偶的典型結(jié)構(gòu)1-接線盒；2-金屬套管；3-固定裝置；4-絕緣材料；5-熱電極表面型熱電偶專門用來測量物體表面溫度的一種特殊熱電偶?？焖贌犭娕紲y量高溫熔融物體的一種專用熱電偶。熱電偶的結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)它的用途和安裝位置來確定。在熱電偶選型時(shí)，要注意三個(gè)方面：熱電極的材料；保護(hù)套管的結(jié)構(gòu)，材料及耐壓強(qiáng)度；保護(hù)套管的插入深度。5.熱電偶冷端的延長采用一種專用導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延伸出來，這既能保證熱電偶冷端溫度保持不變，又經(jīng)濟(jì)。這種專用導(dǎo)線稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。圖5-12用補(bǔ)償導(dǎo)線延長熱電偶的冷端1-測量端；2-補(bǔ)償導(dǎo)線；3-冷端；4-銅導(dǎo)線；5-顯示儀表（5-6）可見，用補(bǔ)償導(dǎo)線延伸后，其回路電勢(shì)只與新冷端溫度有關(guān)，而與原冷端溫度變化無關(guān)。補(bǔ)償導(dǎo)線也是熱電偶，只不過是廉價(jià)金屬組成的熱電偶。不同的熱電偶因其熱電特性不同，必須配以不同的補(bǔ)償導(dǎo)線，見表5-3常用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線。使用補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)注意：①補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶型號(hào)相匹配；②補(bǔ)償導(dǎo)線的正負(fù)極與熱電偶的正負(fù)極要相對(duì)應(yīng)，不能接反，且連接點(diǎn)溫度相同；③原冷端和新冷端溫度在0～100℃范圍內(nèi)；④當(dāng)新冷端溫度不為0℃時(shí)，還需進(jìn)行其它補(bǔ)償和修正。由中間導(dǎo)體定則可知配用熱電偶類型補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)色標(biāo)允差/℃正負(fù)100℃200℃B級(jí)A級(jí)B級(jí)A級(jí)S,RSC紅綠5355KKC藍(lán)2.51.5----KX黑2.51.52.52.5NNC淺灰2.51.5----NX深灰2.51.52.51.5EEX棕2.51.52.51.5JJX紫2.51.52.51.5TTX白2.50.51.00.5表5-3常用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線6.熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償在應(yīng)用熱電偶測溫時(shí)，只有將冷端溫度保持為０℃，或者是進(jìn)行一定的修正才能得出準(zhǔn)確的測量結(jié)果。這樣做，就稱為熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償。一般采用下述幾種方法。1)冷端溫度保持0℃法圖5-13熱電偶冷端溫度保持０℃法2)冷端溫度計(jì)算校正法在實(shí)際生產(chǎn)中，采用補(bǔ)償導(dǎo)線將熱電偶冷端移到溫度處，通常為環(huán)境溫度而不是0℃。根據(jù)中間溫度定則，有（5-7）將儀表測出的回路電勢(shì)值

與 相加，求得后，再反查分度表求出，就得到了實(shí)際被測溫度。用計(jì)算校正法來補(bǔ)償冷端溫度的變化需要計(jì)算、查表，僅適用于實(shí)驗(yàn)室測溫，不能應(yīng)用于生產(chǎn)過程的連續(xù)測量。例5-1采用E分度號(hào)熱電偶測量某加熱爐的溫度，測得的熱=30℃。求被測的實(shí)際電勢(shì)

=66982μV，冷端溫度溫度。解：由E型熱電偶分度表查得=1801μV則

=

+ =

66982+1801=68783μV再反查E型熱電偶分度表，得實(shí)際溫度為900℃。由于熱電偶所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)與溫度之間的關(guān)系都是非線性的，因此在冷端溫度不為零時(shí)，將所測得的電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)的溫度加上冷端溫度，并不等于實(shí)際溫度。如例5-1中，可得溫度為906.6℃。實(shí)際熱電勢(shì)與溫度之間的非線性程度越嚴(yán)重，誤差就越大。校正儀表零點(diǎn)法若采用測溫元件為熱電偶時(shí)，要使測溫時(shí)指示值不偏低，可預(yù)先將儀表指針調(diào)整到相當(dāng)于室溫的數(shù)值上。此法只能在測溫要求不太高的場合下應(yīng)用。補(bǔ)償電橋法利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢(shì)，來補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化值。如圖5-14所示。使用補(bǔ)償電橋時(shí)應(yīng)注意：由于電橋是在20℃時(shí)平衡，需將顯示儀表機(jī)械零點(diǎn)預(yù)先調(diào)至20℃。如果補(bǔ)償電橋是按0℃時(shí)平衡設(shè)計(jì)的，則零點(diǎn)應(yīng)調(diào)至0℃。圖5-14補(bǔ)償電橋法示意圖補(bǔ)償電橋、熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線和顯示儀表型號(hào)必須匹配。補(bǔ)償電橋、熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線和顯示儀表的極性不能接反，否則將帶來測量誤差。5)補(bǔ)償熱電偶法圖5-15補(bǔ)償熱電偶連接線路在實(shí)際生產(chǎn)中，為了節(jié)省補(bǔ)償導(dǎo)線和投資費(fèi)用，常用多支熱電偶而配用一臺(tái)測溫儀表。5.2.3熱電阻溫度計(jì)物質(zhì)的電阻率隨溫度的變化而變化的特性稱為熱電阻效應(yīng)，利用熱電阻效應(yīng)制成的檢測元件稱為熱電阻（RTDs）。在中、低溫區(qū)，一般是使用熱電阻溫度計(jì)來進(jìn)行溫度的測量較為適宜。熱電阻溫度計(jì)是由熱電阻（感溫元件），顯示儀表（不平衡電橋或平衡電橋）以及連接導(dǎo)線所組成。如圖5-16所示。熱電阻式溫度檢測元件分為兩大類，由金屬或合金導(dǎo)體制作的金屬熱電阻和由金屬氧化物半導(dǎo)體制作的半導(dǎo)體熱敏電阻。一般把金屬熱電阻稱為熱電阻，而把半導(dǎo)體熱電阻稱為熱敏電阻。大多數(shù)金屬電阻具有正的電阻溫度系數(shù)，溫度越高電阻值越大。一般溫度每升高1℃，電阻值約增加0.4%～0.6%。半導(dǎo)體熱敏電阻大多具有負(fù)溫度系數(shù)，溫度每升高1℃，電阻值約減少2%～6%。圖5-16熱電阻溫度計(jì)1.金屬熱電阻金屬熱電阻測溫基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度而變化的特性。熱電阻測溫的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)可以遠(yuǎn)傳、輸出信號(hào)大、靈敏

度高、無需進(jìn)行冷端補(bǔ)償。金屬熱電阻穩(wěn)定性高、互換性好、準(zhǔn)確度高，可以用作基準(zhǔn)儀表。其缺點(diǎn)是需要電源激勵(lì)、不

能測高溫和瞬時(shí)變化的溫度。測溫范圍為－200～+850℃，一般用在500℃以下的測溫，適用于測量－200～+500℃范圍內(nèi)液體、氣體、蒸汽及固體表面的溫度。目前工業(yè)上應(yīng)用最多的熱電阻有鉑熱電阻和銅熱電阻。鉑電阻一般工業(yè)上使用的鉑熱電阻，國標(biāo)規(guī)定的分度號(hào)有

Ptl0和Ptl00兩種，即相應(yīng)的0℃時(shí)的電阻值分別為R0=10Ω和R0=100Ω。不同分度號(hào)的鉑電阻因?yàn)镽0不同，在相同溫度下的電阻值是不同的，因此電阻與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即分度表也是不同的。銅電阻國內(nèi)工業(yè)用銅熱電阻的分度號(hào)為Cu50和Cu100，即相應(yīng)的0℃時(shí)的電阻值分別為=50和R0=100。項(xiàng)目鉑熱電阻銅熱電阻分度號(hào)Ptl00Pt10Cul00Cu50R0／Ω1001010050α／℃0.003850.00428測溫范圍／℃-200～850-50～150允差／℃A級(jí)：土(0.

15+0.002∣t∣)B級(jí)：士(0.

30+0.005∣t∣)士(0.30+0.006∣t∣)表5-4工業(yè)熱電阻分類及特性工業(yè)熱電阻主要有普通型、鎧裝型和薄膜型三種結(jié)構(gòu)形式。(1)

普通型熱電阻普通型熱電阻結(jié)構(gòu)如圖5-17所示，主要由電阻體、內(nèi)引線、絕緣套

管、保護(hù)套管和接線盒等部分組成。圖5-17普通熱電阻結(jié)構(gòu)圖鎧裝型熱電阻鎧裝熱電阻用鎧裝電纜作為保護(hù)管-絕緣物-內(nèi)引線組件，前端與感溫元件連接，外部焊接短保護(hù)管，組成鎧裝熱電阻。鎧裝熱電阻外徑一般為2～8mm，其特點(diǎn)是體積小，

熱響應(yīng)快，耐振動(dòng)和沖擊性能好，除感溫元件部分外，其他部分可以彎曲，適合于在復(fù)雜條件下安裝。薄膜型熱電阻將熱電阻材料通過真空鍍膜法，直接蒸鍍到絕緣基底上。這種熱電阻的體積小、熱慣性小、靈敏度高，可緊貼物體表面測量，多用于特殊用途。2.半導(dǎo)體熱敏電阻半導(dǎo)體熱敏電阻又稱為熱敏電阻，它是用金屬氧化物或半導(dǎo)體材料作為電阻體的溫敏元件。其工作原理也是基于熱電阻效應(yīng)，即熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化。熱敏電阻的測溫范圍為－100～300℃。與金屬熱電阻比，熱敏電阻具有靈敏度高、體積小（熱容量?。磻?yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，熱敏電阻作為工業(yè)用測溫元件，在汽車和家電領(lǐng)域得到大量的應(yīng)用。熱敏電阻有正溫度系數(shù)、負(fù)溫度系數(shù)和臨界溫度系數(shù)三種。溫度檢測用熱敏電阻主要是負(fù)溫度系數(shù)NTC熱敏電阻，PTC和CTR熱敏電阻則利用在特定溫度下電阻值急劇變化的特性構(gòu)成溫度開關(guān)器件。5.3溫度檢測儀表的選用及安裝5.3.1溫度檢測儀表的選用溫度檢測儀表有就地溫度檢測儀表和遠(yuǎn)傳式溫度檢測儀表，后者一般稱為溫度檢測元件。1.就地溫度儀表的選用就地溫度儀表的選用要從精度等級(jí)、測量范圍等方面來考慮。精度等級(jí)一般工業(yè)用溫度計(jì)，選用2.5、1.5或1.0級(jí)。精密測量用溫度計(jì)，選用0.5級(jí)或以上儀表。測量范圍最高測量值不大于儀表測量范圍上限值的90%，正常測量值在儀表測量范圍上限值的1/2左右。壓力式溫度計(jì)測量值應(yīng)在儀表測量范圍上限值的1/2～3/4之間。雙金屬溫度計(jì)在滿足測量范圍、工作壓力和精度等級(jí)的要求時(shí)，應(yīng)被優(yōu)先選用于就地顯示。壓力式溫度計(jì)適用于－80℃以下低溫、無法近距離觀察、有振動(dòng)及精度要求不高的就地或就地盤顯示。玻璃