建筑环境测试仪表3-6.ppt

第四讲 温度测量 的基本方法 一.概述 1.概念 温度是表征物体冷热程度及周边环境的物理量。 温度不能直接衡量（比较），只能借助于冷热不同的物体之间的热交换以及物体的某些物理性质随冷热程度 不同而变化的特性来间接测量。 ∴ 接触测温量物体的某一物理量（如液体体积、导体电阻）必须是连续的、单值 的、复现的。非接触测温则需响应快速，不易受物质腐蚀的某物体。 2.重要性 3.直接测量 与间接测量 二.温标 1.摄氏温标 定义为：水银体膨胀是线性的，标准大气压下纯水的冰点是摄氏零度，沸点为100度，而将汞柱在这两点间等分为100格，每等 分格为摄氏1度。标记为℃ 。 2.华氏温标 同上，纯水冰点为32oF ，沸点为212oF ，两点间等分180格，每等分格为华氏1 度，标记为oF 。可以有： ℃=（oF-32）× 5/9 3.热力学温标 又称绝对温标。是一种理想温标 4.国际温标 定义为：热力学温度（符号T）是基本的物理量，其单位为开尔文（符号为K），定义为水三相点的热 力学温度的1/273.15。规定 了17个温标定义固定点，还有基准温度计和插补公式。 测量温度的方法 常用温度测量仪表 热膨胀式温度计 热电偶温度计 热电阻测温仪表 非接触式测温 三.玻璃液体温度计 1.原理 2.结构和类型 棒式、内标式、外标式 3.特点： 1）测量范围广，为-200 ~ 600 ℃ 2)结构简单，使用方便，价格便宜，精确 3）观察、监测不便。 4）易损坏。 4.读数方法 视线应与温标垂直，水银温度计应在凸面最高点读数，水和无机液体温度计应在凹面最低点读数。 四.固体膨胀式温度计 1.双金属温度计 1）感温元件 2）测温原理 3）定义 4）分类 5）特点 2.杆式温度计 精度低，体积大 五.压力式温度计 1.工作原理与结构形式 2.蒸气压力表式温度计 1）原理 2）工作液体 3）结构 毛细管 4）特点 第五讲 热电偶温度计 一.热电偶的好处： 结构简单、测温范围广、准确度高、热惯性小、输出为电信号、便 于远传与转换等 二.测温原理 由两 种不同导体（或半导体）组合成闭合 回路，当两 导体A与B相边处温度不同（θ θ0）时，则回路中产生热电效应（也称之为塞贝克效应），所产生的电势称热 电势EAB（θ， θ0 ）。它由两部分组成，即汤姆逊温差电势E( θ， θ0 )和珀尔贴电势EAB。 表面热电偶 热电偶 接触电动势与温差电动势 三.热电偶的三大定律 1.均值导体定律 一种导体组合成闭合回路，无论是否顾在温度梯度，均不能产生电势。 2.中间导体定律 在热 电偶回路中加入第三种导体，只要插入导体的两端温度相同，则对回路的热电势没有影响。 3.中间温度定律 热电偶在接点温度A、B两点之间的电势等于该热电偶在接点温度A、C与C、B 时的热电势之和。即EAB(θ, θ0)=EAB(θ, θn) +EAB(θn, θ) 由此有统一的热电偶分度表，可用补偿导线代替贵重金属。 四.结构形式 T型（铜-康铜）热电偶 温度范围 -200~400℃ 型号 I型 -40~350℃，±0.5 ℃或者±0.4% II型 -40~350℃，±1 ℃或者±0.75% III型 -200~40℃，±0.5 ℃或者±1.5% 如果参考端为0℃，则测量端为100℃时，热电势值为4.26mV。作为粗略估算，可以认为在0~100℃范围内，电势值随测量端温度线性变化。 测量仪器 毫伏表（电位差计） 五结构型式 1.普通型工业用热电偶 它由热电极、绝缘瓷管、（接线盒、接线座、接线柱）和保护套管所组成。 ？材料 2.铠装热电偶 ?结构 ？测量端形式 ？材料 ？优点：热容量小，动态响应快，机械强度高，挠性好，耐高压，耐 冲击，搞振动，寿命长，适用于各种工业测量。 3.小惯性热电偶 ？快速薄膜热电偶 特点 4.其它热电偶 六.冷端补偿方法 1.冰浴法 实验室用 ?广口保温瓶，(内有冰块混合，有两只试管（试管直径15mm，内盛变压器油)插入深度≤ 100mm，有盖密封。 结构，系统原理图 2.计算法 在常温下测量，测出热电势，用分度表查出常温下的热电势，二者相加，用分度表扫求出温度数值来。 例3-1：用镍铬—镍硅热电偶测温，热电偶冷端温度θn = 25 ℃ ,EAB（θ, θn） = 40.347mV，由分度表查得EAB( θn，0℃ )=1.00mV，则： EAB(θ,0) = EAB（θ,θn)+ EAB( θn,0℃ )= 40.347+1.00 = 41.347mV 同样，用分度表查得θ=1002℃ 。 3. 校正仪表机械零点法 EAB（θ,θn)+ EAB( θn,0℃ )= EAB(θ,0) 4.补偿电桥法 ？？不平