熱工儀表基礎(chǔ)知識(shí)

熱工儀表基礎(chǔ)知識(shí)熱工儀表基礎(chǔ)知識(shí)/熱工儀表基礎(chǔ)知識(shí)熱工儀表基礎(chǔ)知識(shí)第一章、熱工測(cè)量和儀表第一節(jié)、測(cè)量的基本概念一、測(cè)量：1、測(cè)量是人們借助專(zhuān)門(mén)工具，通過(guò)試驗(yàn)和對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，將被測(cè)量x0以測(cè)量單位U的倍數(shù)顯示出來(lái)的過(guò)程。2、被測(cè)量的真值μ只能近似地等于其測(cè)量值x：3、熱工測(cè)量是指壓力、溫度等熱力狀態(tài)參數(shù)的測(cè)量，通常還包括一些與熱力生產(chǎn)過(guò)程密切相關(guān)的參數(shù)的測(cè)量。二、測(cè)量方法：按測(cè)量結(jié)果的獲取方式來(lái)分（1）直接測(cè)量法：使被測(cè)量直接與測(cè)量單位進(jìn)行比較，或者用預(yù)先標(biāo)定好的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量、從而得到被測(cè)量數(shù)值的測(cè)量方法，稱(chēng)直接測(cè)量法。（2）間接測(cè)量法：通過(guò)直接測(cè)量與被測(cè)量有某種確定函數(shù)關(guān)系的其他各變量、再按函數(shù)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，從而求得被測(cè)量數(shù)值的方法，稱(chēng)為間接測(cè)量法。按被測(cè)量與測(cè)量單位的比較方式來(lái)分（1）偏差測(cè)量法：測(cè)量器具受被測(cè)量的作用，其工作參數(shù)產(chǎn)生與初始狀態(tài)的偏離，由偏離量得到被測(cè)量值，稱(chēng)為偏差測(cè)量法。（2）微差測(cè)量法：用準(zhǔn)確已知的、與被測(cè)量同類(lèi)的恒定量去平衡掉被測(cè)量的大部分，然后用偏差法測(cè)量余下的差值，測(cè)量結(jié)果是已知量值和偏差法測(cè)得值的代數(shù)和。（3）零差測(cè)量法：用作比較的量是準(zhǔn)確已知并連續(xù)可調(diào)的，測(cè)量過(guò)程中使它隨時(shí)等于被測(cè)量，也就是說(shuō)，使已知量和被測(cè)量的差值為零，這時(shí)偏差測(cè)量?jī)H起檢零作用，因此，被測(cè)量就是已知的比較量。三、測(cè)量誤差測(cè)量誤差是被測(cè)量參數(shù)的測(cè)量值x與其真值μ的之差。真值常用的方法有：（1）用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（標(biāo)準(zhǔn)器）所提供的標(biāo)準(zhǔn)值，例如水的三相點(diǎn)。（2）用高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)儀表測(cè)量得到的值來(lái)近似作為真值。（3）對(duì)被測(cè)量進(jìn)行N次等準(zhǔn)確度測(cè)量，各次測(cè)量值的算術(shù)平均值近似為真值。N越大，越接近真值。常見(jiàn)的測(cè)量誤差表達(dá)方式：1.絕對(duì)誤差2.實(shí)際相對(duì)誤差3．標(biāo)稱(chēng)相對(duì)誤差4.折合誤差折合誤差一般用于比較測(cè)量?jī)x表的優(yōu)劣。折合誤差也稱(chēng)引用誤差。四、測(cè)量系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)一定的測(cè)量目的，將測(cè)量設(shè)備按一定方式進(jìn)行組合的系統(tǒng)稱(chēng)為測(cè)量系統(tǒng)，也稱(chēng)檢測(cè)系統(tǒng)。（一）測(cè)量系統(tǒng)的組成1．傳感元件（1）輸出信號(hào)必須隨被測(cè)參數(shù)的變化而變化，即要求傳感元件的輸出信號(hào)與輸入的被測(cè)信號(hào)之間有穩(wěn)定的單值函數(shù)關(guān)系，最好是線性關(guān)系，而且可復(fù)現(xiàn)。（2）非被測(cè)量對(duì)傳感元件輸出的影響應(yīng)小得可以忽略。若不能忽略，將造成測(cè)量誤差。在這種情況下，一般要附加補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償或修正。（3）傳感元件需盡量少地消耗被測(cè)對(duì)象的能量，并且不干擾被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)或者干擾極小。2．傳送變換元件（1）單純起傳輸作用。（2）將感受件輸出的信號(hào)放大，以滿足遠(yuǎn)距離傳輸以及驅(qū)動(dòng)顯示、記錄裝置的需要。（3）為了使各種感受件的輸出信號(hào)便于與顯示儀表和調(diào)節(jié)裝置配接，要通過(guò)變換件把信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一信號(hào)，各種感受件的輸出信號(hào)都被轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一數(shù)值范圍的氣、電信號(hào)。這時(shí)的傳送件常稱(chēng)為變送器。這樣，同一種類(lèi)型的顯示儀表?？捎脕?lái)顯示不同類(lèi)型的被測(cè)量。3．顯示元件顯示元件的作用是向觀測(cè)者顯示被測(cè)參數(shù)的量值。（1）模擬式顯示：（2）數(shù)字式顯示：（3）屏幕畫(huà)面顯示：五、測(cè)量誤差的分析與處理根據(jù)測(cè)量誤差性質(zhì)的不同1、系統(tǒng)誤差（一）系統(tǒng)誤差的概念在同一條件下（同一觀測(cè)者，同一臺(tái)測(cè)量器具，相同的環(huán)境條件等），多次測(cè)量同一被測(cè)量，絕對(duì)值和符號(hào)保持不變或按某種確定規(guī)律變化的誤差。恒值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差產(chǎn)生原因：（1）測(cè)量?jī)x表本身的原因（2）儀表使用不當(dāng)（3）測(cè)量環(huán)境條件發(fā)生較大改變。（二）消除系統(tǒng)誤差的一般方法（1）消除系統(tǒng)誤差的來(lái)源在測(cè)量工作投入之前，仔細(xì)檢查測(cè)量系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的安裝及連接線路，使其達(dá)到規(guī)定要求，盡量消除誤差的來(lái)源。（2）在測(cè)量結(jié)果中加修正值對(duì)不能消除的系統(tǒng)誤差，在測(cè)量之前，對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)中的各儀表進(jìn)行檢定，確定出修正值。對(duì)各種影響量如溫度、氣壓、濕度等要力求確定出修正公式、修正曲線或修正表格以便對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。（3）采用補(bǔ)償措施在檢測(cè)系統(tǒng)中加裝補(bǔ)償裝置（或自動(dòng)補(bǔ)償環(huán)節(jié)），以便在測(cè)量中自動(dòng)消除系統(tǒng)誤差。（4）改善測(cè)量方法采用較完善的測(cè)量方法，消除或減少系統(tǒng)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。常用兩種方法：交換法；交換法是消除定值系統(tǒng)誤差的常用方法，也叫對(duì)置法。此種方法的實(shí)質(zhì)是交換某些測(cè)量條件，使得引起定值系統(tǒng)誤差的原因以相反方向影響測(cè)量結(jié)果，從而消除其影響。對(duì)稱(chēng)法；對(duì)稱(chēng)法是消除線性系統(tǒng)誤差的有效方法。2、隨機(jī)誤差（一）隨機(jī)誤差的概念在相同條件下多次測(cè)量同一被測(cè)量時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)不可預(yù)知地變化著的誤差稱(chēng)為隨機(jī)誤差。誤差的大小和正、負(fù)都是不確定的。產(chǎn)生原因：隨機(jī)誤差大多是由測(cè)量過(guò)程中大量彼此獨(dú)立的微小因素對(duì)測(cè)量影響的綜合結(jié)果造成的。3、疏忽誤差明顯歪曲了測(cè)量結(jié)果，使該次測(cè)量失效的誤差稱(chēng)為疏忽誤差。含有疏忽誤差的測(cè)量值稱(chēng)為壞值。出現(xiàn)壞值的原因有：測(cè)量者的主觀過(guò)失，如讀錯(cuò)、記錯(cuò)測(cè)量值；操作錯(cuò)誤；測(cè)量系統(tǒng)突發(fā)故障等。處理：存在這類(lèi)誤差的測(cè)量值應(yīng)當(dāng)剔除。第二節(jié)、儀表或測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)性能指標(biāo)1、準(zhǔn)確度這是表征儀表指示值接近被測(cè)量值程度的質(zhì)量指標(biāo)。（1）儀表的示值誤差絕對(duì)誤差δ：相對(duì)誤差γ：儀表的基本誤差：在規(guī)定的工作條件下，儀表量程范圍內(nèi)各示值誤差中的絕對(duì)值最大者：儀表的折合誤差超出正常工作條件引起的誤差稱(chēng)為儀表的附加誤差。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)：某類(lèi)儀表在正常工作條件下，為了保證質(zhì)量，對(duì)各類(lèi)儀表人為規(guī)定了其基本誤差不能超過(guò)的極限值，此極限值稱(chēng)為該類(lèi)儀表的允許誤差。工業(yè)儀表準(zhǔn)確度等級(jí)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)系列有0.005，0.01，0.02，0.04，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0，5.0等等級(jí)。儀表刻度盤(pán)上應(yīng)標(biāo)明該儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)。數(shù)字越小，準(zhǔn)確度越高。儀表最大折合誤差表示的允許誤差去掉百分號(hào)后余下的數(shù)字值為該儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)。儀表的允許誤差=±準(zhǔn)確度等級(jí)%。變差輸入量上升（正行程）和下降（反行程）時(shí),同一輸入量相應(yīng)的兩輸出量平均值之間的最大差值與量程之比的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為儀表的變差。線性度（或非線性誤差）實(shí)際特性曲線往往偏離線性關(guān)系，它們之間最大偏差的絕對(duì)值與量程之比的百分?jǐn)?shù)，稱(chēng)之為線性度。重復(fù)性和重復(fù)性誤差同一工作條件下，多次按同—方向輸入信號(hào)作全量程變化時(shí)，對(duì)應(yīng)于同一輸入信號(hào)值，儀表輸出值的一致程度稱(chēng)為重復(fù)性。對(duì)于全范圍行程，在同一工作條件下從同方向?qū)ν惠斎胫颠M(jìn)行多次連續(xù)測(cè)量所獲得的輸出兩極限值之間的代數(shù)差或均方根誤差稱(chēng)為重復(fù)性誤差，它通常以量程的百分?jǐn)?shù)表示。分辨率引起儀表示值可察覺(jué)的最小變動(dòng)所需的輸入信號(hào)的變化，稱(chēng)儀表的分辨率。也稱(chēng)靈敏限或鑒別閥。靈敏度儀表在到達(dá)穩(wěn)態(tài)后，輸出增量與輸入增量之比，稱(chēng)為儀表的靈敏度。漂移在保持工作條件和輸入信號(hào)不變的條件下，經(jīng)過(guò)規(guī)定的較長(zhǎng)—段時(shí)間后輸出的變化，稱(chēng)為漂移，它以儀表量程各點(diǎn)上輸出的最大變化量與量程之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。第三節(jié)、儀表的檢定檢定是為了評(píng)定儀表的計(jì)量性能，并與規(guī)定的指標(biāo)比較，以確定儀表是否合格。進(jìn)行檢定工作應(yīng)遵循國(guó)家法定性技術(shù)文件：國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程。規(guī)程詳細(xì)規(guī)定了被檢儀表的技術(shù)條件；檢定用的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量器具和設(shè)備；檢定項(xiàng)目、方法和步驟，檢定結(jié)果處理；檢定證書(shū)的格式和填寫(xiě)要求等。檢定方法：定點(diǎn)法是：提供被檢儀表測(cè)量所需的某種標(biāo)準(zhǔn)量值，例如已知的某種純金屬相變點(diǎn)溫度，標(biāo)準(zhǔn)成分氣樣等，從而確定儀表的示值誤差。示值比較法：就是使被檢儀表與標(biāo)準(zhǔn)儀表同時(shí)去測(cè)量同一被測(cè)量，比較兩者的指示值，從而確定被檢儀表的基本誤差、變差等質(zhì)量指標(biāo)。一般要求標(biāo)準(zhǔn)儀表的測(cè)量上限應(yīng)等于或稍大于被檢儀表的測(cè)量上限。標(biāo)準(zhǔn)儀表的允許誤差為被檢儀表誤差的1/3~1/10。在這種情況下，可以忽略標(biāo)準(zhǔn)儀表的誤差。將標(biāo)準(zhǔn)儀表的指示值作為被測(cè)量的真值。檢定點(diǎn)常常取在儀表標(biāo)尺的整數(shù)分度值（包括上、下限）上和經(jīng)常使用的標(biāo)尺刻度附近，必要時(shí)可適當(dāng)加密檢定點(diǎn)。第二章、溫度測(cè)量及儀表第一節(jié)、溫度測(cè)量概述一、溫度溫度是表征物體冷熱程度的物理量溫度是描述系統(tǒng)不同自由度能量分布狀況的物理量溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量二、溫度測(cè)量1、溫度測(cè)量的基本概念溫度的定義：表征分子熱運(yùn)動(dòng)的程度的物理量2、溫標(biāo)：衡量溫度大小的標(biāo)尺攝氏：℃熱力學(xué)：K華氏：℉第二節(jié)、膨脹式溫度計(jì)膨脹式溫度計(jì)是利用物體受熱膨脹的原理制成的溫度計(jì)，主要有液體膨脹式溫度計(jì)、固體膨脹式溫度計(jì)和壓力式溫度計(jì)三種。一、溫度計(jì)的分類(lèi)和形式膨脹式溫度計(jì)：玻璃溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì)輻射式溫度計(jì)二、膨脹式溫度計(jì)1、玻璃液體溫度計(jì)是膨脹式溫度計(jì)之一種,利用液體受熱膨脹的性質(zhì)制成,常用的液體有水銀和酒精。廣泛用于測(cè)量-200-500攝氏度范圍內(nèi)的溫度。（1）優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)玻璃液體溫度計(jì)是最常用,也是最簡(jiǎn)單,最便宜的溫度計(jì)。這種溫度計(jì)主要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單,使用方便,精度高和價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是惰性大,能見(jiàn)度低,不能自動(dòng)記錄及遠(yuǎn)距離傳送。（2）注意事項(xiàng)(1)、溫度計(jì)不宜平放和平裝,保存與安裝時(shí)都應(yīng)使玻璃溫度計(jì)直立,而且測(cè)溫泡在下部。如果傾斜安裝也應(yīng)使測(cè)溫泡在下部。(2)、使用時(shí)應(yīng)檢查液柱是否脫離,測(cè)溫泡內(nèi)是否含有氣泡,如果液柱脫離可以緩慢加熱或微振動(dòng)起來(lái)消除。(3)、對(duì)于全浸式溫度計(jì),安裝深度應(yīng)滿足要求,對(duì)于工業(yè)用玻璃管溫度計(jì),則應(yīng)將尾部全部插入被測(cè)介質(zhì)中。(4)、被測(cè)介質(zhì)具有一定壓力時(shí),應(yīng)在測(cè)溫處焊上(或用螺絲旋緊)測(cè)溫套管為減少熱阻,測(cè)溫套管壁不宜太厚(一般為1-2)。(5)、測(cè)量流體溫度時(shí),溫度計(jì)不能順向安置,應(yīng)逆向安放,或與流向垂直或有一定傾斜角,而且測(cè)溫套管的插入深度要超過(guò)中心線。使測(cè)溫泡剛好位于中心線上。2、壓力式溫度計(jì)壓力式溫度計(jì)的工作原理是當(dāng)溫度變化時(shí),工質(zhì)的體積或壓力相應(yīng)發(fā)生變化,以此制成溫度計(jì)這種溫度計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單,防震可以遠(yuǎn)距離測(cè)量,并可制成自動(dòng)記錄式。主要缺點(diǎn)是損壞后很難修理,不能測(cè)點(diǎn)溫和表面溫度。3、雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)的工作原理：雙金屬溫度計(jì)是利用兩種不同膨脹系數(shù)的金屬片A和B將其焊接在一起并將一端固定。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),膨脹悉數(shù)較大的金屬片B伸長(zhǎng)較多,故其未固定端(自由端)必然向膨脹系數(shù)較小的金屬A一方彎曲變形。利用彎曲變形的大小不同,從而可表示出溫度的高低不同。第三章、溫度測(cè)量原理第一節(jié)、熱電偶的工作原理一、熱電偶的測(cè)溫原理1、熱電勢(shì)：兩種不同的導(dǎo)體材料（或半導(dǎo)體）A，B組成的閉合回路。相接觸時(shí)，存在電子的遷移，達(dá)到平衡時(shí)，在接觸的兩端形成電勢(shì)可用于點(diǎn)溫度的測(cè)量只與材料和溫度有關(guān)，與熱電偶的長(zhǎng)度、直徑無(wú)關(guān)接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)組成2、熱電偶基本定律的內(nèi)容兩種均質(zhì)金屬組成的熱電偶，其電勢(shì)大小與熱電級(jí)直徑，長(zhǎng)度和沿?zé)犭娂?jí)長(zhǎng)度上的溫度分布無(wú)關(guān)，只與熱電級(jí)材料和兩端溫度有關(guān)；熱電勢(shì)大小是兩端溫度的函數(shù)差，如果兩端溫度相等，則熱電勢(shì)為零。3、熱電偶基本定律的推論（1）熱電偶必須用兩種性質(zhì)不同的熱電級(jí)構(gòu)成。（2）若熱電級(jí)材料的性質(zhì)不均勻，即當(dāng)熱電級(jí)溫度分布不同時(shí)，則熱電偶將產(chǎn)生附加電勢(shì)。所以根據(jù)附加熱電勢(shì)檢查熱電極材料是否均勻，從而衡量熱電偶質(zhì)量的高低。4、中間導(dǎo)體定律在熱電偶回路中接入第三種均質(zhì)導(dǎo)體后，只要保證所接入導(dǎo)體兩端溫度相同，就不會(huì)影響熱電偶的熱電勢(shì)。5、中間溫度定律與連接導(dǎo)體定律（1）已知熱電偶在某一給定冷端溫度下進(jìn)行分度，只要引入適當(dāng)修正，就可以在另外的冷端溫度下使用。這就為制訂熱電偶的熱電勢(shì)－溫度關(guān)系溫度表奠定了理論基礎(chǔ)。（2）和熱電偶具有同樣熱電性質(zhì)的補(bǔ)償導(dǎo)線可以引入熱電偶的回路中，相當(dāng)于把熱電偶延長(zhǎng)而不影響熱電偶的熱電勢(shì)。這就為工業(yè)測(cè)溫中應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線提供了理論依據(jù)。二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶及其分度號(hào)1.鉑銠10-鉑熱電偶(S)2.鉑銠30-鉑銠6(B)熱電偶3.鎳鉻-鎳硅(K)熱電偶1、熱電偶的分度號(hào)（1）熱電偶的分度號(hào)有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等幾種。其中S、R、B屬于貴金屬熱電偶，N、K、E、J、T屬于廉金屬熱電偶。（2）K分度號(hào)的特點(diǎn)是抗氧化性能強(qiáng)，宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用，長(zhǎng)期使用溫度1000℃,短期1200℃。在所有熱電偶中使用最廣泛；（3）在所有熱電偶中，S分度號(hào)的精確度等級(jí)最高，通常用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶；三、熱電偶的構(gòu)造1、普通型熱電偶的構(gòu)造熱電極、絕緣材料、保護(hù)套管、接線盒(1)熱電極熱電偶的熱電極直徑由材料的機(jī)械強(qiáng)度,電導(dǎo)率,價(jià)格及熱電偶的用途和測(cè)量范圍等決定。用貴金屬時(shí)直徑很細(xì),為0.35-0.65,用廉價(jià)金屬時(shí),其直徑為1-2.熱電偶的長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)決定。普通插入式熱電偶的長(zhǎng)度可在3002150之間。(2)絕緣材料在熱電偶的兩根電極上套有絕緣材料,其作用是防止兩根電極之間和電極與保護(hù)套管之間發(fā)生短路。常用絕緣材料橡皮,塑料等,最常用的絕緣材料是瓷管和高溫瓷管,其結(jié)構(gòu)有單孔,雙孔,四孔,孔的大小根據(jù)熱電極的直徑而定(3)保護(hù)套管熱電偶的熱電極(包括絕緣管)裝在保護(hù)套管中。使熱電極避免遭受有害氣體的腐蝕,玷污及機(jī)械損傷,防止或減小火焰與氣流的沖刷和輻射,保護(hù)熱電極.對(duì)保護(hù)套管材料的要求是耐腐蝕,不滲透氣體,不與氧化性和還原性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),耐酸堿腐蝕,熱慣性小,能承受溫度劇變,價(jià)格低。常用的保護(hù)套管材料有:銅,20號(hào)碳鋼,鎳鉻合金。(4)接線盒主要作用是防止灰塵和水,汽的侵入,便于熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線或?qū)Ь€連接。接線盒用侶合金材料制成,裝在保護(hù)套管的尾部,接線盒的上部有墊片或墊圈加以密封。2、鎧裝熱電偶的構(gòu)造鎧裝熱電偶是由熱電極,絕緣材料和金屬套管三者組合而成的堅(jiān)實(shí)結(jié)合體。鎧裝熱電偶的套管材料為銅,不銹鋼或鎳基高溫合金等。在熱電偶與套管之間填滿氧化粉末絕緣材料,套管中的熱電極有單絲的,雙絲的和四絲的,互不接觸。熱電偶的種類(lèi)有鉑銠10-鉑,鉑銠30-鉑銠6,鎳鉻-鎳硅等.目前生產(chǎn)的鎧裝熱電偶,其外徑為12-25,長(zhǎng)度可達(dá)100m以上。耐高溫耐腐蝕熱電偶：以特殊金屬陶瓷材料作為外保護(hù)套管，采用復(fù)合型結(jié)構(gòu)，使用溫度1600°C，具有良好的耐高溫、抗氣流沖擊、抗氧化性能。主要用于高溫加熱爐、裂解爐、尾氣焚燒爐、焦化爐等裝置的測(cè)溫。吹氣型熱電偶：鎧裝熱電偶感溫元件和外保護(hù)管之間構(gòu)成一定的氣路，在氣路中，通入一定壓力的惰性氣體，以排除或減少熱電偶在高溫、高壓條件下還原氣體的滲入第二節(jié)、熱電偶冷端溫度補(bǔ)償1、概述熱電偶的熱電勢(shì)是兩個(gè)接點(diǎn)溫度的函數(shù)表,只有當(dāng)冷端溫度不變時(shí),熱電勢(shì)才是熱端溫度的單值函數(shù)。實(shí)際應(yīng)用中,熱電偶冷端所處環(huán)境溫度總有波動(dòng),從而使測(cè)量得不到正確結(jié)果,必須采取補(bǔ)償措施.冷端溫度處理辦法有以下幾種:1.計(jì)算修正法2.儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法3.恒溫法4.補(bǔ)償法5.多點(diǎn)測(cè)量的熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的外形圖2、恒溫法在精密測(cè)溫中,一般要求熱電偶溫度保持為0攝氏度,通常采用冰點(diǎn)槽。用清潔的水制成冰屑與清潔的水相混合盛于冰點(diǎn)槽的保溫瓶?jī)?nèi),并使其達(dá)到平衡而保持恒定的0攝氏度,使用時(shí)將熱電偶冷端放在插入冰點(diǎn)槽的試管底部恒溫法是準(zhǔn)確度很高的冷端處理方法,然而使用比較麻煩,需要保持冰,水兩相。3、補(bǔ)償法補(bǔ)償法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電壓來(lái)補(bǔ)償熱電偶冷端溫度變化所引起的熱電勢(shì)的變化。4、熱電偶的校驗(yàn)和誤差分析熱電偶的誤差來(lái)源主要有以下一些:(1)分度誤差:由于熱電極材料成分不符要求和材料均勻性等原因,使熱電偶的熱電性質(zhì)與統(tǒng)一的分度表之間產(chǎn)生分度誤差。(2)補(bǔ)償導(dǎo)線誤差:由于補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電極材料在1000C以下的熱電性質(zhì)不同將產(chǎn)生誤差。5、熱電偶的校驗(yàn)和誤差分析(1)參比端溫度變化引起的誤差:在利用補(bǔ)償電橋進(jìn)行參比溫度補(bǔ)償時(shí),由于不能完全補(bǔ)償而產(chǎn)生誤差。(2)由于熱電極變質(zhì),使熱電性質(zhì)變化而產(chǎn)生誤差。第三節(jié)、熱電阻溫度計(jì)一、熱電阻測(cè)溫原理物理學(xué)指出:各種材料的電阻率都隨溫度變化。若忽略物體的長(zhǎng)度和截面隨溫度的變化,則在參比溫度t0下的電阻值0和電阻率的溫度系數(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)電阻溫度系數(shù))a已知物體,可以通過(guò)測(cè)量此物體的電阻來(lái)反映其溫度。二、工業(yè)常用熱電阻在我國(guó),標(biāo)準(zhǔn)化的熱電阻現(xiàn)有鉑的和銅的兩種1、分度號(hào)根據(jù)規(guī)定,工業(yè)鉑電阻有10和100兩種分度號(hào)銅熱電阻有50和100兩種。2、使用特點(diǎn)鉑熱電阻用于－２００－＋６５０攝氏度范圍內(nèi)測(cè)溫，銅熱電阻因在高溫下易氧化而適用于５０－＋１５０攝氏度范圍內(nèi)測(cè)溫。前者穩(wěn)定性好，準(zhǔn)確度高；后者價(jià)格便宜，電阻與溫度關(guān)系的線性度較好。三、熱電阻構(gòu)造與熱電偶一樣，工業(yè)熱電阻有普通基型結(jié)構(gòu)和鎧裝結(jié)構(gòu)兩種。它們都由感溫元件，引出線，保護(hù)套管，接線盒，絕緣材料等組成。熱電阻的結(jié)構(gòu)：第四章、壓力儀表第一節(jié)、壓力的定義和單位一概述1、定義和單位物體單位表面積所承受的垂直作用力，在物理上成為壓強(qiáng)。單位(帕斯卡).1牛頓的力作用在1平方米平面上造成的壓力等于是1.常用的單位有。2、基本概念與表示方法壓強(qiáng)：112術(shù)語(yǔ)絕對(duì)壓力：偏離零參考點(diǎn)的數(shù)值。表壓力：絕對(duì)壓力減去大氣壓力。負(fù)壓、真空：表壓力為負(fù)值時(shí)的壓力。差壓：在差壓計(jì)中，把壓力高的一側(cè)叫正壓，壓力低的一側(cè)叫負(fù)壓，這個(gè)負(fù)壓不一定低于當(dāng)?shù)卮髿鈮?。包圍在地球表面一層很厚的大氣層?duì)地球表面或表面物體所造成的壓力稱(chēng)為“""大氣壓”，符號(hào)為B；直接作用于容器或物體表面的壓力，稱(chēng)為“絕對(duì)壓力”，絕對(duì)壓力值以絕對(duì)""真空作為起點(diǎn)，符號(hào)為（為下標(biāo)）三者之間的關(guān)系是：=B+（為下標(biāo)）第二節(jié)、壓力計(jì)的分類(lèi)一、壓力計(jì)的分類(lèi)概述1、壓力計(jì)按感壓元件分類(lèi)(1)液柱式壓力計(jì)├─U形管壓力計(jì)├──單管壓力計(jì)├──斜管壓力計(jì)├──鐘罩壓力計(jì)├──C字形壓力計(jì)├──盤(pán)旋形壓力計(jì)(2)彈性壓力計(jì)├───波紋管壓力計(jì)├──螺旋形壓力計(jì)├───膜片式壓力計(jì)├───波紋管壓力計(jì)├───膜盒式壓力計(jì)2、按被測(cè)壓力的種類(lèi)分類(lèi)(1)表壓力計(jì)├────真空計(jì)├────壓力真空計(jì)├────壓力計(jì)(2)絕對(duì)壓力計(jì)(3)差壓計(jì)3、按壓力計(jì)的用途分類(lèi)普通型,耐熱型,耐振型,耐熱耐振型,密封型,安全型,蒸氣型,禁油型,法蘭連結(jié)型,帶隔膜封入液型。二、壓力計(jì)的組成1、壓力計(jì)一般由三個(gè)部分組成:(1)感壓部分:接受要測(cè)的壓力并把被測(cè)壓力變換成位移或;感壓部分元件有形管,單管,斜管,波紋管,膜片,膜盒等(2)傳送部分:把來(lái)自感壓部分的位移或者力的信號(hào)通過(guò)放大或者變換成統(tǒng)一的電信號(hào)或空氣壓信號(hào)傳送到指示部分;傳送部分有:直接傳動(dòng)式傳送部分,電動(dòng)變送式傳送部分等(3)指示部分:接收來(lái)自傳送部分的信號(hào)并指示,記錄被測(cè)壓力。指示部分有:現(xiàn)場(chǎng)顯示型壓力計(jì),遠(yuǎn)距離顯示型壓力顯示部分。2、使用注意事項(xiàng)測(cè)壓液體和管子應(yīng)是干凈的,臟東西的存在同時(shí)使密度和表面張力發(fā)生變化這兩種效應(yīng)難以定量說(shuō)明,它們表現(xiàn)為彎月面形狀不規(guī)則,其截面各異。上升帶有跳動(dòng),管子應(yīng)常用硫代鉻酸的混合物清結(jié)用酒精洗滌并在存靜空氣中干燥,測(cè)壓液體應(yīng)該定期更換或再生處理。管子應(yīng)該是圓形的。截面的變化造成容積式壓力計(jì)的截面修正誤差和毛細(xì)效應(yīng)誤差。確安裝測(cè)量裝置,保持系統(tǒng)的密封性。連接管內(nèi)不應(yīng)該含有寄生流體玻璃管內(nèi)在更換或清洗時(shí)經(jīng)常由于碰,摔而碎或出現(xiàn)裂紋,所以操作要十分注意。彈簧管壓力計(jì)第三節(jié)、彈性式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)便于安裝,帶有標(biāo)準(zhǔn)化螺紋接點(diǎn)(15-012).讀數(shù)方便和價(jià)格低廉使之成為非常有用的工業(yè)儀表這些壓力計(jì)對(duì)于那些影響材料彈性的量是敏感的。如溫,脈動(dòng),振動(dòng),腐蝕性流體等原因。一、彈性元件1）彈簧管2）膜片、膜盒3）波紋管1、固有頻率固有頻率也叫自振頻率或無(wú)阻尼自由振動(dòng)頻率。它與材料及元件的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，對(duì)彈性元件的動(dòng)態(tài)影響很大，一般希望固有頻率較高。2、剛度和靈敏度使彈性元件產(chǎn)生單位變形所需要的負(fù)荷(壓力、力)，稱(chēng)為彈性元件的剛度；反之，在單位負(fù)荷作用下產(chǎn)生的變形(力、位移)，稱(chēng)為彈性元件的靈敏度。剛度大的彈性元件，其靈敏度較小，適用于大量程測(cè)壓儀表；剛度小的彈性元件，易于制成檢測(cè)微小波動(dòng)壓力的儀表。對(duì)于線性輸出特性的彈性元件，其剛度和靈敏度均為常數(shù)，這有利于制作高準(zhǔn)確度的儀表。3、彈性遲滯和彈性后效(不完全彈性)彈性遲滯：彈性元件在彈性范圍內(nèi)加負(fù)荷與減負(fù)荷時(shí)，其彈性形變輸出特性曲線不重合的特性。彈性后效：當(dāng)加在彈性元件上的負(fù)荷停止變化或被取消時(shí)，彈性元件的形變并不是立即就完成，而是要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間才完成相應(yīng)的形變的特性。4、蠕變和疲勞形變彈性元件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的負(fù)荷作用，當(dāng)負(fù)荷取消后，不能恢復(fù)原來(lái)的形態(tài)，這種特性稱(chēng)為彈性元件的蠕變。5、溫度特性由于溫度變化，彈性元件材料的彈性模量將發(fā)生變化，所以彈性元件的剛度發(fā)生變化，這將影響