《熱力過(guò)程自動(dòng)化》課件-3溫度測(cè)量

溫度測(cè)量概述溫度測(cè)量分類(lèi)熱電偶測(cè)量原理熱電偶基本定律123目錄CONTENTS45課程回顧有沒(méi)有300℃的液態(tài)水？當(dāng)壓力升高到22.064MPa時(shí)，ts=373.96℃，v=0.003106m3/kg，此時(shí)飽和水和飽和蒸汽已經(jīng)不再有分別，此點(diǎn)稱(chēng)為水的臨界點(diǎn)提問(wèn)溫度測(cè)量概述溫度的定義熱力學(xué)意義：判斷與其它熱力系統(tǒng)是否處于熱平衡的標(biāo)志。溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)－t（℃）基準(zhǔn)點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下純水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)溫度為基準(zhǔn)點(diǎn)，規(guī)定冰點(diǎn)溫度為0℃。沸點(diǎn)溫度為100℃。分度方法：認(rèn)定測(cè)溫物質(zhì)的測(cè)溫屬性隨溫度的變化是線(xiàn)性的。0℃與100℃這兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)之間分成100等分,每一等分為1度。溫標(biāo)－測(cè)量溫度的標(biāo)尺（即選擇測(cè)溫物質(zhì)及其物質(zhì)的特性、規(guī)定溫標(biāo)的基準(zhǔn)點(diǎn)及分度方法。)思考有沒(méi)有辦法使水結(jié)冰的同時(shí)沸騰呢?三相點(diǎn)溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)－T（K）開(kāi)爾文基準(zhǔn)點(diǎn)：純水氣、液、固三相共存的狀態(tài)點(diǎn)（三相點(diǎn)）為基準(zhǔn)點(diǎn)，并規(guī)定其溫度273.16K。分度方法：三相點(diǎn)溫度的1/273.16為1K熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系（水的冰點(diǎn)為273.15K）溫標(biāo)－測(cè)量溫度的標(biāo)尺（即選擇測(cè)溫物質(zhì)及其物質(zhì)的特性、規(guī)定溫標(biāo)的基準(zhǔn)點(diǎn)及分度方法。)溫標(biāo)課堂練習(xí)【單選題】65℃轉(zhuǎn)換為熱力學(xué)溫度是（）。A340.15KB335.15KC338.15KD333.15KC【單選題】340K轉(zhuǎn)換為攝氏溫度是（）。A63.85℃B66.15℃C63.15℃D66.85℃D溫度的定義熱力學(xué)第零定律兩個(gè)系統(tǒng)A和B分別處于平衡狀態(tài)，讓A和B接觸，它們就可能發(fā)生熱量傳遞，從而發(fā)生狀態(tài)變化。一段時(shí)間后，兩系統(tǒng)A和B狀態(tài)不再變化，A、B達(dá)到熱平衡，其表征熱平衡的物理性質(zhì)——溫度。溫度的定義確定兩個(gè)系統(tǒng)是否處于熱平衡，是否必須讓兩個(gè)系統(tǒng)接觸呢?如果兩個(gè)熱力系統(tǒng)分別與第三個(gè)熱力系統(tǒng)處于熱平衡，則這兩個(gè)熱力系統(tǒng)也必然處于熱平衡。意義:為溫度測(cè)量奠定了理論基礎(chǔ)。就如同尺子量長(zhǎng)度一樣，不需要直接比較，只要用尺子分別測(cè)量。在溫度測(cè)量中的“尺子”就是溫度計(jì)。溫度是確定一個(gè)系統(tǒng)是否與其他系統(tǒng)處于熱平衡的狀態(tài)函數(shù)。溫度測(cè)量分類(lèi)溫度測(cè)量分類(lèi)溫度測(cè)量分類(lèi)溫度測(cè)量分類(lèi)表2-1常用測(cè)溫儀表種類(lèi)及優(yōu)缺點(diǎn)溫度測(cè)量分類(lèi)壓力式溫度計(jì)溫度檢測(cè)的基本原理利用液體或固體受熱時(shí)產(chǎn)生熱膨脹的原理，可以制成膨脹式溫度計(jì)。溫度檢測(cè)的基本原理溫度檢測(cè)的基本原理雙金屬溫度計(jì)工程中常用的測(cè)溫手段：雙金屬溫度計(jì)－利用兩種不同金屬在溫度改變時(shí)膨脹程度不同的原理工作，一般用作就地溫度測(cè)量用。溫度檢測(cè)的基本原理溫度測(cè)量分類(lèi)熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理熱電效應(yīng)熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理熱電偶基本知識(shí)講解熱電偶基本定律均質(zhì)導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律中間溫度定律熱電偶基本定律從熱電偶原理可知，任何兩種導(dǎo)線(xiàn)材料不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體相接觸就要產(chǎn)生接觸電勢(shì)。對(duì)此不要僅認(rèn)為是宏觀的兩種導(dǎo)體。當(dāng)傳輸電勢(shì)的導(dǎo)線(xiàn)中存在雜質(zhì)時(shí)，就產(chǎn)生了接觸電勢(shì)，如果雜質(zhì)兩側(cè)的溫度不相等，雜質(zhì)產(chǎn)生的接觸電勢(shì)就要影響回路電勢(shì)。所以實(shí)際使用時(shí)要求必須使用純凈的材料制作熱電偶或做傳輸導(dǎo)線(xiàn)。均質(zhì)導(dǎo)體定律熱電偶基本定律均質(zhì)導(dǎo)體定律提供了一個(gè)檢測(cè)純凈材料的方法。所謂均質(zhì)導(dǎo)體是指如果用單質(zhì)導(dǎo)體組成熱電極時(shí)材料必須純凈，用復(fù)合的導(dǎo)體或者半導(dǎo)體各種材料組成熱電極時(shí)，各種材料分布必須均勻。這個(gè)定律說(shuō)明同一種材料不能組成熱電偶，而且可以用精密儀器來(lái)檢查導(dǎo)體是否為均質(zhì)導(dǎo)體。用待檢查的材料做成一個(gè)熱電偶，若回路電勢(shì)不為零，則不是均質(zhì)導(dǎo)體。熱電偶基本定律均質(zhì)導(dǎo)體定律的內(nèi)容是︰由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，無(wú)論其導(dǎo)體的截面和長(zhǎng)度以及其溫度如何分布，都不可能產(chǎn)生熱電勢(shì)。(1）熱電偶必須由兩種材料不同的均質(zhì)熱電極組成;(2）熱電勢(shì)與熱電極的幾何尺寸（長(zhǎng)度、截面積)無(wú)關(guān);(3）由一種導(dǎo)體組成的閉合回路中存在溫差時(shí),如果回路中產(chǎn)生了熱電勢(shì)，那么該導(dǎo)體一定是不均勻的,由此可檢查熱電極材料的均勻性;（4）兩種均質(zhì)導(dǎo)體組成的熱電偶，其熱電勢(shì)只取決于兩個(gè)接點(diǎn)的溫度，與中間溫度的分布無(wú)關(guān)。熱電偶基本定律中間導(dǎo)體定律的內(nèi)容：由不同材料組成的閉合回路中，若各種材料接觸點(diǎn)的溫度都相同，則回路中熱電勢(shì)的總和等于零。在熱電偶回路中，接入第三、第四種，或者更多種均質(zhì)導(dǎo)體，只要接入的導(dǎo)體兩端溫度相同，則它們對(duì)回路中的熱電勢(shì)沒(méi)有影響。應(yīng)用:顯示儀表接入熱電偶回路;液態(tài)金屬或金屬壁面。中間導(dǎo)體定律熱電偶基本定律中間溫度定律的內(nèi)容：（1）已知熱電偶在某一給定冷端溫度下進(jìn)行的分度，只要引入適當(dāng)?shù)男拚?，就可在另外的冷端溫度下使用。中間溫度定律熱電偶基本定律（2）為使用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)提供了理論依據(jù)。補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn):利用熱電特性在一定溫度范圍內(nèi)(0~100℃)與所用的熱電偶的熱電特性基本一致、價(jià)格便宜的補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)將熱電偶延長(zhǎng)。熱電偶基本定律中間溫度定律的內(nèi)容：（2）為使用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)提供了理論依據(jù)。補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn):利用熱電特性在一定溫度范圍內(nèi)(0~100℃)與所用的熱電偶的熱電特性基本一致、價(jià)格便宜的補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)將熱電偶延長(zhǎng)。熱電偶的種類(lèi)及結(jié)構(gòu)形成為保證測(cè)溫具有一定的準(zhǔn)確性和可靠性，一般要求熱電極材料滿(mǎn)足下列基本要求：(1）物理性質(zhì)穩(wěn)定，在測(cè)溫范圍內(nèi)，熱電特性不隨時(shí)間變化;(2)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被氧化和腐蝕;(3）組成的熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)率大，熱電勢(shì)與被測(cè)溫度成線(xiàn)性或近似線(xiàn)性關(guān)系。(4）電阻溫度系數(shù)小,這樣,熱電偶的內(nèi)阻隨溫度變化就小;(5）復(fù)制性好,即同樣材料制成的熱電偶，它們的熱電特性基本相同;(6）材料來(lái)源豐富,價(jià)格便宜。熱電偶應(yīng)用熱電偶的種類(lèi)熱電偶的使用熱電偶的使用熱電偶的形式熱電偶的形式熱電偶的形式熱電偶的安裝在熱電偶的安裝過(guò)程中，必須注意以下幾點(diǎn):1.安