第三章温度测量-2014案例.ppt

第3章 温度测量及仪表;本章主要内容;温度传感器是实现温度检测和控制的重要器件。在种类繁多的传感器中，温度传感器是应用最广泛、发展最快的传感器之一。;温度计;什么是温标？;1.摄氏温标;2.华氏温标;1848年开尔文提出的;如果式中再规定一个条件，就可以通过卡诺循环中的传热量来完全地确定温标。1954年，国际计量会议选定水的三相点为273.16K，这样热力学温标就完全确定了，即T1=273.16(Q1/Q0);假设一标准热源热力学温度为100K，热力学温标如何规定300K的温度？;现实中热力学温标是应用理想气体特性来实现的。理想气体的P、V、T之间的关系式为：;绝对(K);4.国际温标;国际温标ITS-90;国际温标; 国际温标指出，热力学温度为基本物理量，规定水的三相点温度为273.16 K ，1k的大小为水的三相点热力学温度的1/273.16，由于摄氏温标将冰点定义为0℃，而冰点比水的三相点低0.01k，那么冰点温度为273.15k，即:;特性与温度之间的关系要适中，并容易检 测和处理，且随温度呈线性变化； 除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低； 特性随时间变化要小； 重复性好，没有滞后和老化； 灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响要小； 机械性能好，耐化学腐蚀，耐热性能好； 能大批量生产，价格便宜； 无危险性，无公害等。;二、温度仪表分类与选择;优点：直观、可靠。测温准确度高 缺点： 存在负载效应，反应速度慢 受到测量条件的限制，不能充分接触，使检测元件温度与被测对象温度不一致 热量传递需要一定时间造成测温滞后现象。（动态误差）;2、非接触法测温：利用物体的热辐射能随温度变化的原理测温的方法。检测部分与被测对象不直接接触;防爆热电阻;室外温度传感器;第2节 膨胀式温度计;（一）工作原理 利用玻璃管内液体的体积随温度的升高而膨胀的原理 组成：液体存储器、毛细管、标尺、安全泡四部分 液体可为：水银、酒精、甲苯等。 当温度超过300℃时，应采用硅硼玻璃，500℃以上要采用石英玻璃;（二）结构与类型;玻璃式温度计;按使用时浸没方式： 全浸式：使用时要求温度计插入被测介质的深度应当接近液柱顶端弯月面所指示的位置。 特点：受环境温度影响很小，测量精度较高。一般标准温度计和精密温度计都是全浸式 局浸式：使用时要求将温度计插入到温度计的局浸线或温度计本身所标志的固定的浸没位置。 特点：液柱大部分露点于被测介质之上，受环境温度影响较大，精度低于全浸式;全浸式液柱应全部浸入被测介质中。若只有部分液柱被浸没时，应对指示值进行修正： ;局浸式若外露部分的环境温度与分度规定的条件温度不同时，应对指示值进行如下修正： ;玻璃管液体温度计使用注意事项;;二、固体膨胀式温度计;双金属温度计;三、压力式温度计;3. 组成 温包、毛细管、感压元件（弹簧管、波纹管等）;第3节 热电偶测温;2. 接触电势：当两种不同的导体接触时，由于两者有不同的电子密度而产生的电势。 ;温差电动势;如果T0=const，则EAB=f(T);从以上式子可以得到如下结论：;工程上所使用的各种类型的热电偶均把E(t)和t的关系制成易于查找的表格形式，这种表格称为热电偶的分度表。;（一）热电偶均质导体定律;（二）中间导体定律;;作用： 1）热电偶闭合回路接测量仪表、导线的理论依据 2）可采用开路热电偶测量金属壁面的温度;例1;（三）中间温度定律;（四）参考电极定律;例2 热电偶分度表中冷端温度为0℃，在实际测量中若热电偶的冷端温度为20℃，则可应用中间温度定律进行计算。 例3 用铂铑10-铂热电偶测温，冷端温度为25℃，输出电势为0.668mV，试求被测对象的温度。;;热电极材料的基本要求 热电势足够大，测量范围宽，线性好 热电特性稳定，测温范围内长期使用后热电势不产生变化 物理、化学性能稳定，不易氧化、变形和腐蚀 电阻温度系数小，电阻率小 机械性能好，复现性好 价格低廉;（一）热电偶的分类;1. 标准化热电偶 （1）廉金属热电偶 1）T型（铜－康铜）热电偶 （-200～350℃） 2）K型（镍铬－镍硅）热电偶 （-200～1100℃） 3）E型（镍铬－康铜）热电偶（-200～800℃）灵敏度最高 4）J型（铁－康铜）热电偶（-200～750℃） 5）N型（镍铬硅－镍硅）（ -200～1300℃）在整个温度范围内，有替代品廉金属热电偶和部分取代S型热电偶趋势;（2）贵金属热电偶 1）S型（铂铑10－铂）热电偶（0～1600℃） 准确度最高，用于中温区温度量值传递 2）R型（铂铑13－铂）热电偶（0～1600℃）