第三章温度测量-2014..ppt

３、四线制 四线制等效原理图 通过两次测量能完全消除引线电阻对测量的影响 主要用于高准确度的温度检测 引线必须从热电阻感温元件根部引出，不能从接线端引出 不平衡电桥法 I RW2 RW1 Rt d I R1 R2 R3 a b c 二线制 桥路等效内阻 工作原理 被测温度为下限值tmin（相应Rt＝ Rmin）时，电桥处于平衡状态，检流计电流Iy=0。当温度升高时，电桥平衡破坏， Iy≠0。根据Iy的大小来判断被测温度值。 I RW2 RW1 Rt d I R1 R2 R3 a b c 不平衡电桥法 I RW2 RW1 Rt d I R1 R2 R3 a b c 二线制 连续自动显示，结构简单，价格便宜 Rt与I成非线性关系 电源电压的稳定性对测量结果有影响，应该使用稳压电源 连接导线电阻随温度变化会引起测量误差，三线接法可以削弱 不平衡电桥三线制原理图 四、热电阻的校验 1、比较法 2、两点法 只需要冰点槽和水沸点槽，分别测得R0和R100，检查R0值和R100/R0的比值是否满足技术数据指标。 热电阻的选择与误差 热电阻的选择原则 温度测量范围 要求测量的准确度 测温环境 成本 热电阻的误差 线路电阻的影响 减小各种干扰影响（如采用三线制接线法或选择热电阻传感器与变送器一体的设备等） 五、三种测温方法的比较 允差 适用温域 小类 大类 0.5 或0.4% -40~350 I型 铜-康铜热电偶（T型） 0.3~5 -50~350 热敏电阻 0.001~5 -200~850 铂电阻 热电阻 1~4 -200~200 有机液体 0.5~5 -80~600 水银 液体膨胀 不同测温方法适用场合 铜-康铜（T型）热电偶 一般精度，要求动态特性较好或者要求对原温度场影响较小的场合。可以自动记录测量结果，测头布置方便，多用于实验室测量。 铂热电阻 稳态或者温度变化速度不大，要求高精度测量的场合，可自动记录测量结果。 热敏电阻 稳态或者温度变化速度不大，要求精度不高。多用于工业测量。 玻璃液体温度计 稳态，测量精度不高。不能自动记录测量结果，因而不能用于测量频度过快的场合。测头布置受到限制。 温度计的选择 满足精度、量程要求 价钱适中 记录方便 操作简单 温度计的选择与安装 温度传感器的安装 测点的布置，避免死区 有良好的换热条件 减少传感器与周围物体的散热 便于维修 本章小结 温标：三要素、几种温标类型 膨胀式温度计 分类、测量误差 热电偶温度计 测温原理、几个定律及应用、冷端补偿原因及方法 热电阻温度计 测温原理、常用热电阻及表示、测温电路 作业 （上网收集）温度计安装图 第5节 接触式测温方法 流体温度测量 高温气体温度测量 壁面温度测量 高温气体温度测量 高温烟气主要以对流方式传热给热电偶，忽略烟气对热电偶的导热和辐射换热，则传热量为 沿热电偶保护套管导出的热量 测量烟气温度示意图 1-挡板 2-绝热层 热电偶与周围冷壁面的热交换，主要以辐射方式进行 由于被测温度随时间变化而引起热电偶的动态吸热量 测量烟气温度示意图 1-挡板 2-绝热层 热电偶的热平衡方程式 当热电偶测温达到稳态时，则 若测温元件使用合理、安装正确，其导热误差也可忽略 热电偶的测温辐射误差 提高热电偶周围冷表面的温度 增大对流换热系数 降低热电偶的黑度 减小辐射误差的措施 具体实施办法 加遮热罩 加遮热罩示意图 （a）3层遮热罩示意图 （b）1层遮热罩示意图 加装一层遮热罩，热电偶辐射换热误差为 （b）1层遮热罩示意图 遮热罩与冷壁面之间的热平衡方程式为 当被测气体为tg=750℃， ts=400℃，对流换热系数α=30W/m2.K，热电偶的辐射率ε=0.8，则辐射误差为-244℃。加装一层遮热罩， ε1=0.1， εs1=0.8，Fs1/A=50，则测量误差为-70℃ 双热电偶 两支料相同而直径分别为d1和d2且d1d2的热电偶插入被测气流中，裸露测量端位置相近。两热电偶黑度相同，即ε1＝ε2。则其辐射误差为 双热电偶示意图 1-四孔瓷管 2-耐热钢外套 双热电偶 热电偶垂直于气流方向安装，根据传热学原理可知在一定流速范围内其对流换热系数 若实际使用中满足 和 双热电偶示意图 1-四孔瓷管 2-耐热钢外套 条件，则气体温度为 抽气式热电偶 抽气式热电偶原理图 1-铠装热偶 2-喷嘴 3-遮热罩 4-混合室扩张管 5-外金属套管 壁面温度的测量 (c)的误差最小，因为热电偶丝沿等温线敷设，热接点的导热损失达到最小。(b)方式次之，热电偶丝的热损失由导热良好的金属片补充。(a)方式误差最大，因为导热损失全部集中在一个点上，热量