3.2-温度检测仪表.ppt

3.检测仪表 基本要求 3.2.2热电偶温度计 热电效应 热电势主要由两部分组成：接触电势和温差电势 温差电势：同一导体因两端温度不同而产生的热电势 原因：高温端电子能量向能量小的低温端移动 接触电势：两种不同导体接触时产生 原因：两者电子密度不同，扩散速度不同 温差电势比接触电势小的多  只与两种导体材料A、B及两端温度t，t0有关，与热电极的形状、大小、长短无关 热电偶基本定律 均质导体定律 中间导体定律 中间温度定律 参考电极定律(标准电极定律) 常用的热电偶 任何两种导体都可组成热电偶，但作为测温的热电偶需满足： 温度每增加１℃时所能产生的热电势要大，而且热电势与温度应尽可能成线性关系； 材料易获得，复制性好，价格低； 物理、化学性稳定； 电极的电阻小，温度系数小。 常用标准化热电偶 常用标准化热电偶 常用标准化热电偶 常用标准化热电偶 例：用K型热电偶测炉温时，测得参比端温度t1＝38℃；测得测量端和参比端间的热电动势E(t, 38 )＝29.90 mV，试求实际炉温。 解: 由K型分度表查得E(38，0)＝1.53 mV，可得： E(t，0)＝E(t, t1 ) + E(t1, 0 ) ＝29.90 +1.53= 31.43 mV 再查K型分度表，由31.43 mV查得到实际炉温756℃ 。 上述例子，若参比端不作修正，直接按所测测量端和参比端间的热电动势E(t, 38 )＝29.90 mV查K型分度表得对应的炉温718℃，与实际炉温755℃相差38℃，由此产生的相对误差约为5%。 由此可见，如果不考虑参比端温度修正、补偿有时将产生相当大的（温度）测量误差。 热电偶自由端温度的处理 补偿原因： ①从前述分析可知，只有当热电偶冷端温度保持不变时，热电势才是被测温度的单值函数； ②热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据，否则会产生误差。 ③实际应用中，由于冷端暴露在空气中，往往和工作端又比较接近，故冷端温度易波动。 ⑴补偿导线法 目的： 使冷端远离工作端，和测量仪表一起放到恒温或温度波动小的地方。 手段： ①延长热电偶的长度 ②采用补偿导线 用补偿导线时必须注意以下问题： 补偿导线只能在规定的温度范围内（一般为0～100℃）与热电偶的热电势相等或相近； 不同型号的热电偶有不同的补偿导线； 热电偶和补偿导线的二个接点要保持同温； 补偿导线有正负极，分别与热电偶的正负极相连 3.热电偶的结构形式 铠装式热电偶外形 4.热电偶温度检测系统 使用热电偶组成一个温度检测系统，主要有二种情况。 1)热电偶直接与显示仪表相连，显示仪表显示被测温度值； 2)热电偶先接到热电偶温度变送器，变送器输出的标准信号与被测温度成线性对应关系，并送到显示仪表显示温度值。 举例： 将两支灵敏度为0.09mV/℃的热电偶与电压表相连。电压表读数为50mV，求两支热电偶热端的温度差。 提示：电压表上的读数由热端温度t1和热端温度t2产生，即E（t1， t2 ）=50mV。 3.2.3热电阻温度计 热电阻测温原理：基于导体或半导体的电阻随温度变化的性质 1.金属热电阻的分度号与分度表 目前常用的金属热电阻有铂、铜 一般工业用标准铂电阻R0值有100W和500W两种，并将电阻值Rt与温度t的相应关系统一列成表格，称其为铂电阻的分度表，分度号分别用pt100和pt500表示。 一般铜电阻R0值在50Ω和100Ω条件下，制成相应分度表作为标准。 3.2.4其它接触式温度检测仪表 (1)玻璃管温度计(测温仪表) 可变电接点水银温度计 （4）集成温度传感器 3.2.5非接触式温度检测仪表 1.检测原理 测温元件不与被测对象接触，而是通过热辐射进行热交换，或测温元件接收被测对象的部分热辐射能，由热辐射能大小推出被测对象的温度。 任何物体，其温度超过绝对零度(-273.15℃)，都会以电磁波的形式向周围辐射能量。这种电磁波是由物体内部带电粒子在分子和原子内振动产生的，其中与物体本身温度有关传播热能的那部分辐射，称为热辐射。 能对被测物体热辐射能量进行检测，进而确定被测物体温度的仪表，通称为辐射式温度计。辐射式温度计的感温元件不需和被测物体或被测介质直接接触。 非接触式测温优点：不改变被测物体的温度分布，热惯性小，测温上限可设计得很高，便于测量运动物体的温度和快速变化的温度等优点。 2.辐射温度计 (1)全辐射高温计 全辐射高温计是接受被测物体全部辐射能量来测定温度的。 （2）光电温度计 光电温度计采用光电元件作为敏感元件感受辐射源的亮度变化，并根据被测物体亮度与温度的关系确定温度的高低 .