1、1,第二章 溫度測量,第一節(jié) 溫度測量概述 一、溫度與溫標 （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冷熱程度的物理量,2,溫度的宏觀概念是建立在熱平衡基礎上的。任意兩個冷熱程度不同的物體相互接觸，它們之間必然會發(fā)生熱交換現象，熱量要從溫度高的物體傳向溫度低的物體，直到兩物體之間的溫度完全一致時，這時熱傳遞現象才能停止。這也就是熱力學第零定律所描述的，系統溫度相等是建立熱平衡的充要條件。,3,溫度的微觀概念表明：物體溫度的高低標志著組成物體的大量分子無規(guī)則運動的劇烈程度，即對其分子平均動能大小的一種量度。顯然物體的物理化學特性

2、與溫度密切相關。,4,溫度的測量 當兩個物體同處于一個系統中而達到熱平衡時，則它們就具有相同的溫度。因此可以從一個物體的溫度得知另一個物體的溫度，這就是測溫的依據。如果事先已經知道一個物體的某些性質或狀態(tài)隨溫度變化的確定關系，就可以以溫度來量度其性質或狀態(tài)的變化情況，這就是設計與制作溫度計的數學物理基礎。,5,雖然有不少物體的某些性質或狀態(tài)（如電阻、體積、電勢等）會隨 溫度的變化而變化，但并不是所有的物質都可制作成溫度計。選作溫度計 的物質，其性質必須滿足以下條件： 物質的某一屬性G僅與溫度T有關，即G = G(T)，且必須是單調函數，最好是線性的。 隨溫度變化的屬性應是容易測量的，且輸出信號

3、較強，以保證儀表的靈敏度和測量精確度。 應有較寬的測量范圍。 有較好的復現性和穩(wěn)定性。,6,（二）溫標,溫標是溫度數值化的標尺。它規(guī)定了溫度的讀數起 點和測量溫度的基本單位。各種溫度計的刻度數值均由溫 標確定。,7,1. 經驗溫標 它是借助于某一種物質的物理量與溫度變化的關系，用實驗方法或經驗公式所確定的溫標。 攝氏溫標 攝氏溫標規(guī)定標準大氣壓下純水的冰融點為0度，水沸點為100度，中間等分為100格，每格為攝氏1度，符號為。,8,華氏溫標 華氏溫標規(guī)定標準大氣壓下純水的冰融點為32度，水沸點為212度，中間等分180格，每格為華氏1度，符號為。 它與攝氏溫標的關系為：,9,類似的經驗溫標還有

4、蘭氏、列氏等 經驗溫標的缺點在于它的局限性和隨意性,10,2熱力學溫標 熱力學溫標又稱開氏溫標（K）或絕對溫標，它規(guī)定分子 運動停止時的溫度為絕對零度。它建于熱力學基礎，體現出 溫度僅與熱量有關而與測溫物質的任何物理性質無關的理想 溫標，已由國際權度大會采納作為國際統一的基本溫標。,11,熱力學中卡諾定理指出：一個理想的卡諾機，當它工作 于溫度為T2的熱源與溫度為T1的冷源之間，它從熱源中吸收 的熱量Q2與向冷源中放出的熱量Q1，應遵循以下關系： 這就是建立熱力學溫標的物理基礎。如果指定了一個定 點溫度數值，就可以通過熱量比求得未知溫度值。,12,熱力學溫標規(guī)定水在標準大氣壓下的三相點為 27

5、3.16K，沸點與三相點之間分為100等分，每等分1K， 將水的三相點以下273.16K定為絕對零度（0K）。,13,3國際實用溫標ITS-90簡介 國際實用溫標是在1927年采用的，目的在于提供一種容易準確的復現， 并且盡可能給出接近熱力學溫標的實用溫標。自1927年建立國際溫標以來， 為了使它更好地符合熱力學溫標，曾先后對它做了多次修改。最新的是1990 年國際實用溫標（ ITS-90 ），它規(guī)定熱力學溫度是基本的物理量，符號為 T，單位開爾文，符號為K。它規(guī)定水的三相點熱力學溫度為273.16K，定義 開爾文一度等于水三相點熱力學溫度的1/273.16。 國際實用開爾文溫度和攝 氏溫度的

6、關系為： t=(T - 273.15)(),14,二、溫標的傳遞,與國際實用溫標有關的基準儀器均由國家指定機 構（我國由中國計量科學研究所）保存，并通過下級計 量機構（如省、市級的技術監(jiān)督局）進行傳遞，通常采 用較高級對較低級進行校驗。,15,三、溫度測量方法及測量儀表的分類,溫度不能直接測量，而是借助于物質的某些物理特性是溫度的函數，通過對某些物理特性變化量的測量間接地獲得溫度值。 根據溫度測量儀表的使用方式，通?？煞诸悶榻佑|法與非接觸法兩大類。,16,接觸法 當兩個物體接觸后，經過足夠長的時間達到熱平衡后，則它們的溫度必然相等。如果其中之一為溫度計，就可以用它對另一個物體實現溫度測量，這種

7、測溫方式稱為接觸法。 特點：溫度計要與被測物體有良好地熱接觸，使兩者達到熱平衡。,17,2. 非接觸法 利用物體的熱輻射能隨溫度變化的原理測定物體溫度，這種測溫方式稱為非接觸法。 特點：不與被測物體接觸，也不改變被測物體的溫度分布，熱慣性小。 通常用來測定1000以上的移動、旋轉或反應迅速的高溫物體的溫度。,18,3.測量儀表的分類 接觸式測溫法是使感溫元件直接與被測物體或直接與被測介質接觸，感受被測物體或被測介質的溫度變化。 膨脹式、壓力式、熱電阻與熱電偶溫度計,19,非接觸式測溫儀表是采用感溫元件與被測物體不直接接觸的方法來測量溫度。 在高溫范圍內，用直接接觸測溫法非常困難，可采用非接觸式

8、測溫法，利用物體的熱輻射特性對物體的溫度進行非接觸式測量。 光學高溫計、比色高溫計、輻射高溫計,20,第二節(jié) 膨脹式溫度計,膨脹式溫度計是利用物體受熱膨脹的原理制成 的溫度計，主要有液體膨脹式溫度計、固體膨脹式溫度 計和壓力式溫度計三種。,21,一、液體膨脹式溫度計,1. 測溫原理 2. 主要特點 構造簡單 使用方便 準確度高 價格低廉,22,二、固體膨脹式溫度計,它是利用固體受熱膨脹原理制成的溫度計，可分為桿式溫度計和 雙金屬溫度計，后者使用較多，它是由兩種線膨脹系數不同的金屬 片疊焊在一起制成的。,23,三、壓力式溫度計,它是利用密閉容積內工作介質隨溫度升高而壓力升高的性質，通過對工作介質

9、的壓力測量來判斷溫度值的一種機械式儀表。,24,工作介質是氣體、液體或蒸氣 簡單可靠、抗振性能好，具有良好的防爆性 動態(tài)性能差，示值的滯后較大，不能測量迅速變化的溫度,25,第三節(jié) 熱電偶溫度計,熱電偶是目前世界上科研和生產中應用最普遍、最廣泛的溫度測量元件。 它將溫度信號轉換成電勢（mV）信號，配以測量毫伏的儀表或變送器可以實現溫度的測量或溫度信號的轉換。 具有結構簡單、制作方便、測量范圍寬、準確度高、性能穩(wěn)定、復現性好、體積小、響應時間短等各種優(yōu)點。,26,既可以用于流體溫度測量，也可以用于固體溫度測量。既可以測量靜態(tài)溫度，也能測量動態(tài)溫度。 直接輸出直流電壓信號，便于測量、信號傳輸、自動

10、記錄和控制等。,27,一、熱電偶的測溫原理,由兩種不同的導體A和B組成閉合回路稱為熱電偶，如下圖所示。導體A、B為熱電極，當兩個接點溫度不同時，回路中將產生電流，稱為熱電流，產生熱電流的電動勢稱為熱電勢。這種現象稱為熱電現象。熱電勢用符號EAB（T，T0）表示。,28,熱電偶的兩個接點中，置于被測介質（溫度為T ）中的接點稱為工作端或熱端，溫度為參考溫度T0的一端稱為參比端或冷端。 T0 通常為環(huán)境溫度，當T0恒定時，熱電勢是T的函數，因此，可以用熱電勢表示溫度。 熱電勢由兩部分組成：接觸電勢和溫差電勢。,29,1接觸電勢 當兩種不同的導體A和B相接觸時，假設A的電子密度NA大于NB，由 于兩

11、者有不同的電子密度，故電子在兩個方向上擴散的速率不同，A失 去電子而帶正電，B得到電子而帶負電，在A、B的接觸面上就形成了 一 個由A向B的靜電場，它將阻止電子的進一步擴散，當擴散力和電場力達 到平衡時，在A、B間就形成了一個固定的接觸電勢。,30,接觸電勢用EAB(T)表示，其數值可用下式表示 式中 e 單位電荷，4.802X10-10靜電單位； K波爾茲曼常數，K=1.3810-23J/K； NAT、NBT材料A、B在溫度為T時的自由電子密度； TA、B接觸點的溫度，K。,31,從理論上可以證明該接觸電勢的大小和方向主要取決于兩種材料的性質（電子密度）和接觸面溫度的高低。 溫度越高，接觸電

12、勢越大；兩種導體電子密度比值越大，接觸電勢也越大。,32,2溫差電勢 是由于導體兩端溫度不同而產生的一種電動勢。由于導體兩端溫度不同，則兩 端電子的能量也不同。由于高溫端的電子能量比低溫端的電子能量大，因而從高溫 端跑到低溫端的電子數比從低溫端跑到高溫端的要多，結果，高溫端因失去電子而 帶正電荷，低溫端因失去電子而帶負電荷，從而在高、低溫端之間形成一個從高溫 端指向低溫端的靜電場，靜電場將阻止高溫端電子跑向低溫端，同時加速低溫端電 子跑向高溫端，最后達到一動態(tài)平衡狀態(tài)，在導體兩端便產生一個相應的電位差， 該電位差稱為溫差電勢，其方向由低溫端指向高溫端，此電勢只與導體性質和導體 兩端溫度有關，溫

13、差電勢可表示為 ：,33,3熱電偶閉合回路的總熱電勢 對于由A和B兩種導體組成的熱電偶閉合回路，設兩端接點溫度分別為T和T0，且TT0，NANB；那么回路中存在兩個接觸電勢EAB(T)和EAB(T0)，兩個溫差電勢EA(T,T0)和EB(T,T0)。因此回路的總熱電勢為,34,進行推導整理后，可得 對于確定的材料A和B，NA和NB與T的關系已知，則上 式可簡寫成下面的形式 EAB(T,T0)= f(T) f(T0) 如果冷端溫度T0保持恒定，這個熱電勢就是熱端溫度T 的單值函數，即 EAB(T,T0)= f(T) C,35,兩個 熱電極,36,熱電偶接點,37,從以上式子可以得到如下結論：,熱

14、電偶回路熱電勢的大小只與組成熱電偶的材料和材料兩端連接點處的溫度有關，與熱電偶絲的直徑、長度及沿程溫度分布無關。 只有用兩種不同性質的材料才能組成熱電偶，相同材料組成的閉合回路不會產生熱電勢。 熱電偶的兩個熱電極材料確定之后，熱電勢的大小只與熱電偶兩端接點的溫度有關。如果T0已知且恒定，則f（T0）為常數，回路總熱電勢EAB（T，T0）只是溫度T的單值函數。,38,二、熱電偶的基本定律,1均質導體定律 任何一種均質導體組成的閉合回路，不論其各處 的截面積如何，不論其是否存在溫度梯度，都不可能產 生熱電勢。 利用此定理可以檢驗熱電極材料的均勻性。,39,2中間導體定律 在熱電偶回路中接入第三種導

15、體，只要第三種導體兩端溫度相同，該導體的引入對熱電偶回路的總電勢沒有影響。 同理，熱電偶回路中接入多種導體后，只要保證接入的每種導體的兩端溫度相同，則對熱電偶的熱電勢沒有影響。,40,該定律表明熱電偶回路中可接入各種儀表或連接導線。只要儀表或導線處于穩(wěn)定的環(huán)境溫度，原熱電偶回路的熱電勢將不受接入儀表或導線的影響。 該定律還表明熱電偶的接點不僅可以焊接而成，也可以借助均質等溫的導體加以連接。,41,3中間溫度定律 熱電偶回路中，兩接點溫度分別為T、T0時的熱電勢，等于接點溫度為T、TN和TN、T0的兩支同性質熱電偶的熱電勢的代數和。 EAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0),

16、42,該定律說明當熱電偶參比端溫度t00時，只要能測得熱電勢E(t,t0)，且t0已知，仍可以采用熱電偶分度表求得被測溫度t值。,43,4.連接導體定律,在熱電偶回路中，如果熱電偶的電極材料A和B分別與連接導體A和B相連接，各有關接點溫度為t，tn和t0，那么回路的總熱電勢等于熱電偶兩端處于t和tn溫度條件下的熱電勢EAB(t,tn)與連接導線A和B兩端處于tn和t0溫度條件下的熱電勢EAB(tn,t0)的代數和。 EABBA(t,tn,t0)= EAB(t,tn)+ EAB(tn,t0),44,中間溫度定律和連接導體定律是工業(yè)熱電偶測溫中應用補償導線的理論依據。,45,三、常用熱電偶的材料、

17、結構和分類,1熱電偶的材料 雖然任意兩種導體或半導體材料都可以配對制成熱電偶，但是作為實用的測溫元件，對它的要求卻是多方面的。 （1）兩種材料所組成的熱電偶應輸出較大的熱電勢，以得到較高的靈敏度，且要求熱電勢和溫度之間盡可能呈線性的函數關系。,46,（2）能應用于較寬的溫度范圍，物理化學性能、熱電特性都較穩(wěn)定。即要求有較好的耐熱性、抗氧性、抗還原、抗腐蝕等性能。 （3）要求熱電偶材料有高導電率和低電阻溫度系數。 （4）具有較好的工藝性能，便于成批生產。具有滿意的復現性，便于采用統一的分度表。,47,2. 熱電偶結構 （1）接線盒 供熱電偶與補償導線連接 （2）保護套管 防止熱電偶不受化學腐蝕和

18、機械損傷 （3）絕緣套管 防止兩個熱電極短路 （4）熱電極,48,3. 標準化熱電偶 （1）廉金屬熱電偶 1）T型（銅康銅）熱電偶 2）K型（鎳鉻鎳鋁或鎳硅）熱電偶 3）E型（鎳鉻康銅）熱電偶 4）J型（鐵康銅）熱電偶,49,（2）貴金屬熱電偶 1）S型（鉑銠10鉑）熱電偶 2）R型（鉑銠13鉑）熱電偶 3）B型（鉑銠30鉑銠6）熱電偶,50,4.非標準化熱電偶 （1）鎢錸系熱電偶 （2）鎢銥系熱電偶 （3）其他非標準化熱電偶,51,四、熱電偶測溫系統,熱電偶測溫系統是由熱電偶、補償導線、測量儀表及相應的電路構成的。,52,（一）熱電偶參比端溫度的恒定及補償,1. 補償導線法 在一定溫度范圍內

19、，與配用熱電偶的熱電特性相同的一對帶有絕緣層的廉金屬導線為補償導線。,補償導線,補償導線,回路總熱電勢為 E=EAB(T,T0)+EAB(T0,T0),E=EAB(T,T0),EAB(T0,T0)=EAB(T0,T0),53,常用補償導線的結構分為普通型和帶屏蔽層型兩種 按照補償原理分為補償型及延伸型兩種補償導線 按使用溫度可分為一般用（0100）和耐熱用（0200）,54,2. 計算修正法 熱電偶分度表是在冷端溫度為0 時制定的，和熱電偶配套的顯示儀表的刻度也是在冷端溫度為0 時進行分度的，如欲直接根據顯示儀表的讀數求得溫度，則必須使參比端溫度保持為0 ，如果不是0 ，而為任一溫度t0當，則

20、必須進行修正，根據中間溫度定理，有： E（t, 0）=E(t, t0)+ E(t0, 0),55,3. 冷端恒溫法 （1）把冷端引至冰點槽內，維持冷端始終為0，但使用起來不大方便。 （2）把冷端用補償導線引至電加熱的恒溫器內,56,4.補償電橋法 補償電橋法是在熱電偶測溫系統中串聯一個不平衡電橋，此電橋輸出的電壓隨熱電偶冷端溫度變化而變化，從而修正熱電偶冷端溫度波動引入的誤差。,57,（二）熱電偶的檢定和誤差分析,1. 熱電偶的檢定 為了保證熱電偶的測量精度，必須定期進行檢定。熱電偶的檢定方法有兩種，比較法和定點法。 用被校熱電偶和標準熱電偶同時測量同一對象的溫度，然后比較兩者示值，以確定被檢

21、電偶的基本誤差等質量指標，這種方法稱為比較法。,58,2. 熱電偶測溫誤差分析 （1）分度誤差：指檢定時產生的誤差，其值不得超過允許誤差; （2）冷端溫度引起的誤差; （3）補償導線的誤差：它是由于補償導線的熱電特性與所配熱電偶不完全相同所造成的; （4）熱交換所引起的誤差 （5）測量線路和顯示儀表的誤差 （6）其他誤差,59,（三）熱電偶的使用與安裝,使用注意事項 感溫元件與被測介質進行充分的熱交換； 感溫元件的外露部分應加裝絕熱層保溫。 2. 安裝原則,60,例題,用分度號為K的鎳鉻-鎳硅熱電偶測量溫度，在沒有采取冷端溫度補償的情況下，顯示儀表指示值為500，而這時冷端溫度為60。 試問：

22、實際溫度應為多少？ 如果熱端溫度不變，設法使冷端溫度保持在20，此時顯示儀表的指示值應為多少？,61,例題,顯示儀表指示值為500時，查表可得此時顯示儀表的實際輸入電勢為20.64mV，由于這個電勢是由熱電偶產生的，即 同樣，查表可得： =20.64+2.463=23.076mV 由 23.076mV查 表 可 得 ： t=557 。即 實 際 溫 度 為 557 。,62,例題,當熱端為557，冷端為20時，由于 E（20，0）=0.798mV,故有： E(t,t0)=E(t,0)-E(t0,0) =23.076-0.798=22.278mV 由此電勢，查表可得顯示儀表指示值應為538.4。

23、,63,第三節(jié) 電阻溫度計,WZP2-240/A級3線300/150mmE(0-300)隔爆熱電阻 WZC-111/12*1000mm Cu50銅熱電阻 WZPK2-103/B級6*515mm(0-300)鉑熱電阻,64,熱電偶在500 以下工作時，靈敏度較低，故目前在 測量-200600 范圍的溫度時，多采用電阻溫度計，尤其在 低溫測量中，電阻溫度計用的較普遍。導體或半導體的電阻 率與溫度有關，利用此特性制成電阻溫度感溫件，它與測量 電阻阻值的儀表配套組成電阻溫度計。 優(yōu)點：精度高，靈敏度高，測量范圍廣等。 缺點：不能測太高的溫度，需外部電源供電，連接導 線的電阻易受環(huán)境溫度影響而產生測量誤

24、差。,65,一、熱電阻的特性,熱電阻是用金屬導體或半導體材料制成的感溫元件。 鉑熱電阻和銅熱電阻屬國際電工委員會推薦的，也是我國國標化的熱電阻。,66,電阻溫度系數：在某一溫度間隔內，溫度變化1 時的電阻相對變化量，單位為1/。,67,大多數金屬熱電阻隨其溫度升高而增加，當溫度升高1時，其阻值約增加0.4%0.6%，稱具有正的電阻溫度系數。電阻值Rt與溫度t（）的關系可表示為 Rt = R0（1 + At + Bt2 + Ct3） 式中 Rt 溫度為t時金屬導體的電阻； R0 溫度為0時金屬導體的電阻； A、B、C 與金屬材料有關的常數。,68,大多數半導體熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小， 當

25、溫度升高1時，其阻值約減小3%6%，稱具有負的電 阻溫度系數。電阻值RT與熱力學溫度T（K）的關系可表 示為 RT = RT0exp B (1/T)B (1/T0) 式中，RT0 熱力學溫度T0（K）時的電阻值； B 與半導體材料有關的常數。,69,雖然大多數金屬和半導體的電阻與溫度之間都存在著一定的關系，但并不是所有的金屬或半導體都能做成電阻溫度計。用于測溫的熱電阻（或熱敏電阻）應滿足以下要求： （1）電阻溫度系數要大且與溫度無關，以得到高敏感度； （2）在測溫范圍內化學與物理性能要穩(wěn)定；,70,（3）復現性要好； （4）電阻率要大，以得到小體積的元件，進而保證熱容 量和熱慣性小，使得對溫度

26、變化的響應比較快； （5）電阻溫度特性盡可能接近線性，以便于分度和讀數； （6）價格相對低廉。,71,目前已被采用的電阻溫度計具有如下特點： （1）在中低溫范圍內其精確度高于熱電偶溫度計； （2）靈敏度高，當溫度升高1時，大多數熱電阻的阻值增加0.4%0.6%，半導體材料的阻值降低3%6%； （3）熱電阻感溫部分體積比熱電偶的熱接點大得多，因此不宜測量點溫度與動態(tài)溫度，半導體熱敏電阻雖然體積較小，但其穩(wěn)定性和復現性卻較差。,72,熱電阻的電阻值與溫度的關系特性有三種表示方法： 作圖法 函數表示法 列表法,73,二、常用熱電阻元件,1鉑熱電阻 特點：精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。在氧化性的氣氛中，

27、甚至在高溫下的物理化學性質都非常穩(wěn)定。它易于提純，復現性好，有良好的工藝性。與其他熱電阻材料相比，有較高的電阻率。 缺點：電阻溫度系數較小，在還原性氣氛中，特別是在高溫下易被沾污變脆，價格較貴。,74,在200 0范圍內，鉑的電阻溫度關系為 Rt = R0 1 + At + Bt2 + C( t100 )t3 在0 850范圍內，其關系為 Rt = R0 ( 1 + At + Bt2 ) 式中，A、B、C 分度常數。,75,鉑的純度用百度電阻比W（100）表示，即 W（100）= R100 / R0 式中，R100 100時鉑電阻值； R0 0時鉑電阻值。 W（100）越高，則其純度越高。,7

28、6,2銅熱電阻 特點：它的電阻值與溫度的關系是線性的，電阻溫度系數也比較大，而且材料易提純，價格比較便宜，但它的電阻率低，易于氧化。 在50 150范圍內，銅的電阻溫度關系為 Rt = R0 ( 1 + t ) 式中， 銅的電阻溫度系數。,77,3. 鎳熱電阻 特點：電阻溫度系數較鉑大，約為鉑的1.5倍。 在50150內，其電阻與溫度關系為 Rt=100+0.5485t+0.66510-3t2+2.80510-9t4,78,4半導體熱敏電阻 大多數半導體熱敏電阻具有負的溫度系數，其電阻值 與溫度的關系為 RT = AeB/T 半導體熱敏電阻通常用鐵、鎳、錳、鈷、鉬、鈦、 鎂、銅等復合氧化物高溫

29、燒結而成。,79,與金屬熱電阻相比，半導體熱敏電阻具有如下優(yōu)點： （1）具有較大的負電阻溫度系數，約為( 3 6 )%，因此 靈敏度比較高； （2）半導體材料的電阻率遠比金屬材料大得多，因此它的 體積可做得非常小，同時熱慣性就小并適合用于測量點溫度與 動態(tài)溫度； （3）電阻值很大，故連接導線的電阻變化的影響可以忽略； （4）結構簡單。,80,它的缺點是同種半導體熱敏電阻的電阻溫度系數的 非線性嚴重，元件性能不穩(wěn)定，因此互換性差，精度較低。,81,三、特殊熱電阻,1. 鎧裝熱電阻 2. 薄膜鉑熱電阻 3. 厚膜鉑熱電阻,82,四、熱電阻測溫電路,平衡電橋測溫 不平衡電橋測溫,83,接觸測溫元件的

30、安裝原則,測量流動介質（管道內）溫度時，應保證傳感器與介質充分接觸，與被測介質成逆流狀態(tài)（至少呈正交式）安裝。 感溫點應處于管道中流速最大的地方。 盡可能增大傳感器的插入深度，溫度計應斜插或在管道彎頭處插入。 當測溫管道過細（直徑小于80）時，安裝測溫元件需加裝擴充管。,84,接觸測溫元件的安裝原則,熱電偶及熱電阻在安裝時，應使其接線盒的面蓋向下，以免雨水或其他污物滲漏。 安裝在負壓管道上的溫度計，必須要保證良好的密封性，以防外界冷空氣進入。 用熱電偶測量爐膛溫度時，應避免與火焰直接接觸；避免把熱電偶安裝在爐門旁或與熱物體距離過近之處。 接線盒不應碰到被測介質的器壁，以免熱電偶冷端溫度過高。,

31、85,測溫元件的選擇與安裝,1. 熱電偶、熱電阻的選用 選用原則：較高溫度熱電偶 中低溫區(qū)熱電阻 一般以500為分界，但不絕對。 原因有兩點： (1)在中低溫區(qū)，熱電偶輸出的熱電勢很小，對測量儀表放大器和抗干擾要求很高。,86,(2)由于參比端溫度變化不易得到完全補償， 在較低溫度 區(qū)內引起的相對誤差就很突出。 另外，還應注意工作環(huán)境，如環(huán)境溫度、介質性質 （氧化性、還原性、腐蝕性）等，選擇適當的保護套管、連 接導線等。,87,2 測溫元件的安裝,(1)選擇有代表性的測溫點位置，測溫元件有足夠的插入深度。,圖 測溫元件安裝,88,(2)熱電偶或熱電阻的接線盒的出線孔應朝下，以免積水及灰塵等造成

32、接觸不良，防止引入干擾信號。 (3)檢測元件應避開熱輻射強烈影響處。要密封安裝孔，避免被測介質溢出或冷空氣吸入而引入誤差。,返回,89,第7章 非接觸式測溫,非接觸式測溫 非接觸式測溫方法以輻射測溫為主。具有一定溫度的物 體都會向外輻射能量，其輻射強度與物體的溫度有關，可以通過測量輻射強度來確定物體的溫度。 輻射測溫時，輻射感溫元件不與被測介質相接觸，不會破 壞被測溫度場，可實現遙測；測量元件不必達到與被測對象相同的溫度，測量上限可以很高；輻射測溫適用于很寬的測量范圍，可達-506000。 但是，影響其測量精度的因素較多，應用技術較復雜。,非接觸式測溫,輻射測溫儀表的組成 主要由光學系統、檢測

33、元件、轉換電路和信號處理等部分組成。 光學系統包括瞄準系統、透鏡、濾光片等，把物體的輻射能通過透鏡聚焦到檢測元件； 檢測元件為光敏或熱敏器件； 轉換電路和信號處理系統將信導轉換、放大、進行輻射率修正和標度變換后，輸出與被測溫度相應的信號。,91,非接觸式測溫,常用方法 光學系統和檢測元件對輻射光譜均有選擇性，因此，各種輻射測溫系統一般只接收波長范圍內的輻射能。 輻射測溫的常用方法有四種： 單色輻射法：按物體的某一波長輻射亮度推算溫度 全輻射法：按物體全波長范圍的輻射亮度推算溫度 比色法：按物體兩個波長的光譜輻射亮度之比推算溫度 多色法：按物體多個波長的光譜輻射亮度和物體發(fā)射率隨波長變化的規(guī)律來推算溫度,92,光纖溫度傳感器,光纖溫度傳感器 采用光纖作為敏感元件或能量傳輸介質而構成的新型測溫儀表，它有接觸式和非接觸式等多種型式。 特點： 靈敏度高 電絕緣性能好，可適用于強烈電磁干擾、強輻射的惡劣環(huán)境 體積小、重量輕、可彎曲 可實現