第三章 溫度測量.ppt

1、第三章 溫度測量,3.1溫度測量概述 3.2膨脹時式溫度計 3.3熱電偶測溫 3.4熱電阻測溫 3.5接觸式測溫方法 3.6非接觸測溫 3.7集成性傳感器測溫,3.1溫度測量概述,定義：溫度是表示物體的冷熱程度的物理量。溫度高低的準確判斷，需要借助于某種物質的某種特性（例如物體的長度，體積和電阻等）隨溫度變化的一定規(guī)律來進行測量。 3.1.1溫標 定義：是為了保證溫度測量的統(tǒng)一和準確而建立的一個用來衡量溫度的標準尺度。 溫標：1.經驗溫標 由實驗方法或經驗公式確定的溫標包括華氏溫標和攝氏溫標。 2.熱力學溫標 Q1/Q2=T1/T2, 3.國際溫標 t=T-273.15(K),3.1.2溫度測

2、量方法及測量儀表的分類 接觸法 非接觸法 特點 測溫條件 測量范圍 準確度 響應速度,3.2 膨脹式溫度計,3.2.1 液體膨脹式溫度計 1.測溫原理：玻璃管液溫度計是利用液體體積隨溫度升高而膨脹的原理制成。由于液體的膨脹系數a遠大于玻璃膨脹系數a1，當溫度變化就引起工作液體在玻璃管內體積的變化。 2.特點：直觀，準確，結構簡單，造價低廉，應用廣泛。不能自動記錄，不能遠傳，易碎，測溫有一定延遲。 3.2.2 壓力式溫度計 1.原理：利用密閉容積內工作介質的壓力隨溫度變化的性質，通過測量工作介質的壓力來判斷溫度值的一種機械儀表。 3.3.3 固體膨脹式溫度計,3.4熱電阻測溫,目前在測量-200

3、600攝氏度時多采用電阻溫度計，尤其對于低溫測量，電阻溫度計更為廣泛。 1.熱電阻溫度計的優(yōu)點，缺點。 優(yōu)點：測量準確度高，信號便于傳送。 缺點：不能測量太高溫度，需要外電源供電限制，連接導線 的電阻易受環(huán)境溫度的影響，會產生測量誤差。 2.熱電阻特性 （1）熱電阻是用金屬導體或半導體材料制成的感溫元件，其電阻一般隨溫度變化，常用溫度系數來a描述這一特性。 （2）金屬導體的電阻一般隨 溫度升高而增大，a為正值。半導體的電阻隨溫度升而減小所以a為負值。 （3）各種材料a值不同，純金屬一般為0.38%到0.68 %。大小與導體本身的純度有關，a越大，純度越高。,3.常用熱電阻 （1）鉑熱電阻 優(yōu)點

4、：性能穩(wěn)定 ，重復性好，精度高在工業(yè)中得以廣泛運用。 測量范圍一般為-200650攝氏度。 阻值與溫度之間的關系近似線性，特性方程為 溫度t在-2000攝氏度時： 溫度在0650攝氏度時： 薄膜型鉑熱電阻 防爆型鉑熱電阻,（2）銅熱電阻 適用范圍：測量精度不高且溫度較低的場合，測量范圍一般為-50150攝氏度。 特性方程為 裝配式銅熱電阻 （3）鎳熱電阻 適用范圍：-50300攝氏度。在200攝氏度時具有特異點，多用于150攝氏度。 特性方程為,（4）半導體熱敏電阻 優(yōu)點：靈敏度高，體積小，熱慣性小，結構簡單，資源豐富，價格低廉，可用于惡劣場合。 適用范圍：-40350攝氏度。 特性方程：,4.熱電阻的選擇與誤差 1.熱電阻的選用原則 （1）測溫范圍。 （2）測溫準確度。應明確要求的準確度，不盲目準確高精度。最好選擇適宜的精度。 （3）測溫環(huán)境。明確所在的場所的化學，機械因素及電磁場的干擾等，選用合理的保護材料。 （4）成本。在滿足測量準確度和壽命時。成本越低越好。,2.熱電阻測溫系統(tǒng)的誤差 熱電阻溫度計的測量準確度比熱電偶的高。但在使用中應注意產生誤差的原因，防止因使用條件不當而降低測量準確度。 使用熱電阻傳感器測溫時要特別注意線路電阻的影響，因為線路電阻的變化時溫度測量產生誤差。所以必須側準導線電阻，再繞制線路調整電阻，使線路總電阻等于儀表規(guī)定的