《温度检测》PPT课件.ppt

河南农业大学机电工程学院 温度检测方法及仪表 河南农业大学机电工程学院 温度检测方法 应用热膨胀测温 应用工作物质的压力随温度变化的原理测温 应用热电效应测温 应用热电阻原理测温 应用热辐射原理测温 温度检测仪表 热电偶温度计 热电阻温度计 温度变送器 内容纲要 河南农业大学机电工程学院 温度检测的基本知识 温度： 反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学 过程相联系 温度概念的建立及测量： 以热平衡为基础的 ， 温度最本质的性质： 当两个冷热程度不同的物体接触后就会产 生导热换热，换热结束后两物体处于热平衡状态，则它们具有 相同的温度 测量方法： 接触式测温和非接触式测温 河南农业大学机电工程学院 接触式测温 温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等 (1) 膨胀式温度计 (2) 热电阻温度计 (3)热电偶温度计 (4)其他原理的温度计 直观、可靠，测量仪表也比较简单 特点 非接触测温 温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交换，由辐射 能的大小来推算被测物体的温度 (1) 辐射式温度计 (2) 光纤式温度计： 特点 不与被测物体接触，不破坏原有的温度场。

精度一般不高 河南农业大学机电工程学院 温 标 摄氏温标 -是把标准大气压下纯水的冰融点定为 0度，纯水的沸点定为 100度的一种 温标在 0度和 100度之间分成 100等分，每一分为一摄氏度，符号为 华氏温标 -规定在大气压下，纯水的冰融点为 32度，纯水的沸点为 212度，中间划 分为 180等分，每一分为一华氏度，符号为 热力学温标 -又称开尔文温标，单位为开尔文（ K） 国际实用温标 -是一种符合热力学温标又使用简单的温标 最新温标是 1990年国际温标 (ITS 90) 河南农业大学机电工程学院 应用热膨胀原理测温 测量原理 物体受热时产生膨胀 液体膨胀式温度计 固体膨胀式温度计 玻璃管温度计 双金属温度计 河南农业大学机电工程学院 应用热电效应测温 测量原理 两种不同的金属 A和 B构成闭合回路 当两个接触端 T T 0时，回路中会产生热电势 热电势由两种材料的 接触电势 和单一材料的 温差电势 决定 热电极 河南农业大学机电工程学院 闭和回路总电势 A B )( 0tAB ),( 0ttB ),( 0ttA )(tAB ),()(),()(),( 0000 tttttttt AABBABAB )()( 0tt ABAB 河南农业大学机电工程学院 分 度 表 如果能使冷端温度 t0 固定，则总电势就只与温度 t成单值函数关系 Cttt ABAB )(),( 0 分度表 -热电势与热端温度之间 关系列成表格 注：热电势与热端温度之间 关系是非线性 河南农业大学机电工程学院 补偿导线 问题引出 解决方法 热电偶冷端暴露于空间，受环境温度影响 热电极长度有限，冷端受到被测温度变化的影响 把热电偶的冷端延伸到远离被测对象且温度比较稳定的地方 造成浪费 选用一种具有和所连接的热电偶相同的热电性能，其材料又是廉价金属导线 补偿导线 其一实现了冷端迁移； 其二是降低了成本 。

功 能 河南农业大学机电工程学院 不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同 连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的 正负极一一对应 补偿导线连接端的工作温度不能超出（ 0100 ），否则 会给测量带来误差 使用补偿导线注意问题 河南农业大学机电工程学院 问题引出 冷端温度补偿 热电偶的分度表所表征的是冷端温度为 0 时的 热电势 -温度关系，与热电偶配套使用的显示仪 表就是根据这一关系进行刻度的 解决方法 0 恒温法 冷端温度修正法 仪表机械零点调整法 补偿电桥法 河南农业大学机电工程学院 0 恒温法 适用于实验室中的精确测量和检定热电偶时使用 河南农业大学机电工程学院 冷端温度修正法 设：冷端温度恒为 t0（ t00 ）被测温度为 t 修正公式 )0,(),()0,( 00 tEttEt 冷端 t0的热电势 测量得出的热电势 被测温度 t 的热电势 仪表机械零点调整法 将显示仪表的机械零点调至 t0处，相当于在输入热电偶热电势之前就 给显示仪表输入了电势 E(t0, 0) 河南农业大学机电工程学院 由分度表查得 E (20,0 ) = 0.113 mv 则 E (t, 0) = E (t, t0)+E (t0, 0) = 7.32 + 0.113 = 7.434 mv 再查分度表得其对应的被测温度 t = 808 例 用 S型热电偶测温，热电偶的冷端温度 t0=20 ，测得热电势 为 7.32 mv，求被测对象的实际温度 t 。

解 河南农业大学机电工程学院 使用补偿电桥注意问题 根据各类热电偶的型号选择配套的补偿电桥 注意补偿温度的起点 在 20 平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到 20 在 0 平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到 0 补偿是相对的，以此有一定误差 河南农业大学机电工程学院 为保证热电偶的正常工作 ， 热电偶的两极之间以及与保护套管之 间都需要良好的电绝缘 ， 而且耐高温 、 耐腐蚀和冲击的外保护套 管也是必不可少的 1. 普通型装配式结构 2. 柔性安装型铠装结构 热电偶结构 河南农业大学机电工程学院 应用热电阻原理测温 导体或半导体的电阻值随温度变化 测量原理 在 0 630.74 范围内，金属铂的电阻值与温度的关系为 T R 热电阻 在 -50 180 范围内，金属铜的电阻值与温度的关系为 )1(0 tRR t 1 320 CtBtAtRR t 温度 0 时的电阻 值 温度 t 时的电阻值 河南农业大学机电工程学院 热电阻温度计 应用于 -200600 范围内的温度测量 热电阻电阻体（最主要部分）绝缘套管接线盒 热电阻的材料要求： 电阻温度系数要大；电阻率尽可能大，热容量要小，在测 量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；电阻与温度的关系最好 接近于线性； 应有良好的可加工性，且价格便宜。

河南农业大学机电工程学院 常用热电阻 铂电阻 电阻率较大，电阻 -温度关系呈非线性，但测温范围广，精 度高，且材料易提纯，复现性好 工业用铂电阻分度号为 Pt100和 Pt10 铜电阻 电阻值与温度的关系几乎呈线性，电阻温度系数也较大，而且其材料易提纯，价格比较便宜，但缺点是在 100 以上易被氧化 工业用铜热电阻的分度号为 Cu50和 Cu100 热敏电阻 （ 负温度系数热敏电阻 NTC ） 电阻温度系数约为铂电阻的 4 9倍，且本身电阻值较高半导体 热敏电阻的电阻 -温度特性呈非线性，并且稳定性和互换性差 河南农业大学机电工程学院 热电阻结构 4 5 6 河南农业大学机电工程学院 测温元件安装注意事项 插入深度要求 测量端应有足够的插入深度，应使保护套管的测量端超过管 道中心线 510mm 流体流动方向 插入方向要求 保证测温元件与流体充分接触，最好是迎着被测介质流向插 入，正交 90 也可，但切勿与被测介质形成顺流。