9.机械故障诊断的温度监测方法.ppt

第六章 机械故障诊断的温度监测方法;; 自然界中许多物质的物理属性与温度有关，如气体、液体的体积、导体的电阻、灼热物体的颜色和辐射能等都与其本身温度密切相关。运用这些物质，便能制成测温工具，即温度计。为了用它来表示温度的高低，于是结合选用的温度计，以实验方法或经验公式构成了温标，这种温标称为经验温标。早期的温标属经验温标，它起源于温度计的制造。; 1592年，意大利的伽利略根据气体热膨胀现象，制造了一个感温器，用它能定性地表示温度的高低。1641年，意大利费狄南首次制造了简易型玻璃液体温度计，在感温泡和毛细管内充注酒精，并加以密封。定度的方法是以当地即托斯卡纳(Tuscam)最冷的冬天为11到12度，以正在熔化的冰为13.5度，以该地夏天最热时太阳下的温度为40度。接着，1694年哈克、 1665年玻意尔、 1667年马格罗蒂，1694年雷纳尔迪尼和1701年牛顿以及1730年列莫等人都各自提出了建立经验温标的方法。可是，在测温史上影响大、使用广泛的为下述两种经验温标。;;;;;;;;第一节 接触式测温方法; 一、热电偶法测温; 1．热电偶测温的性能特点; ④准确度高(在某些情况下可达±0.01℃)、灵 敏度较高(对金属元件在100μV/℃以下，对 半导体元件则为mV /℃级)； ⑤性能稳定，重复性好，有利于互换； ⑥测量电路简单，便于温度的读出以及测温 过程自动化。;2．热电偶测温的基本原理;接触电势;(2) 温差电势;闭合回路热电势;;3．热电偶测温的应用法则;;(3)中间导体法则 在热电偶回路中，只要中间导体两端的 温度相等，则接入中间导体，不会对热电偶 回路的热电势产生影响。特此加以推广，在 由两导体组成的闭环回路中还可以引入第 四、第五种中间导体。; (4)连接导体法则 在热电偶回路中，如果热电极A和B分别 与连接导线C和D相接，其接点温度分别为 T、T1和T0，则回路的总热电势等于各分热电 势的代数和，即：; (5)中间温度法则 在连接导体法则中，当A与C、B与D的热电特性 相同时，可将公式改写;T 待测温度T1 环境温度T0 参考温度(0℃); (6)热电偶的组成法则 用三种不同的导体A、B、C各互相配对组成三个闭 合回路，如果热电极A和B分别与热电极C组成的闭 合回路所产生的热电势已知，则由热电极A和B组成 的闭合回路的热电势为; 4．热电偶材料：①物理稳定性高，长期稳定性好；②化学稳定性好，在高温下工作不受环境气氛的氧化和腐蚀；③灵敏度高，热电势随温度的变化率足够  大；④热电势关于温度的变化关系简单，最好呈线性或简单的函数关系；⑤复现性要好、以便于大批量生产和互换；⑥电阻温度系数小，电阻率低；⑦机械性能好，材质均匀。; 贱金属热电偶 ;;;;;;;;; 6．补偿导线和参比端温度;;二、热电阻测温;2．热电阻法测温的特点; (4)性能稳定：由于热电阻一般都是纯度很高的金属 制成，其物理和化学稳定性良好，因而制出的热电阻 复现性较好，便于互换； (5)不适于点温的测量：由于热电阻的阻值随温度的 改变与整个感温元件有关，尽管现代工艺可将热电阻 做成很小，但其感温元件总是要占据一定的空间，因 此，热电阻所测量的是某一空间的平均温度，这一点 与热电偶法测温不同。;电阻温度系数;;铂热电阻 在－200～0℃之间 在0～850℃之间 式中 R0——0℃时的电阻值； A、B、C分别为： 3.90802×10－3/℃、 －5.802×10－7/℃2 、 －4.2735×10－12/℃3 。; (4)半导体热敏电阻 金属导体的电阻随温度升高而增加，即金 属导体具有正的温度系数。而半导体则不同， 有些半导体的电阻随温度升高而降低，具有负 的温度系数，我们就是利用半导体材料的这一 特性来测温的。;半导体热敏电阻的温度特性 式中 RT——温度为T时的电阻值，Ω； R0——温度为T0时的电阻值，Ω； B——取决于热敏电阻材料和结构的常 数，常用半导体热敏电阻的B值约在1500～ 5000K之间。;半导体热敏电阻的性能持点 半导体热敏电阻常用于测量－100～300℃范围 内的温度，与金属热电阻相比，半导体热敏电阻的 性能特点如下： (a)灵敏度高，电阻温度系数约为－(3～6)％； (b)电阻率ρ很大，即使体积很小，其电阻值也很 大，因此连接导线的电阻变化可略而