西交09春学期传热学课堂笔记-奥鹏教育.DOC

西交09春学期《动力测试技术》第四章拓展资源 引言 温度是科学研究和工业生产中应用极为普遍又极其重要的热工参数。无论是在动力、机械、化工、冶金、制冷以及电子、医药、食品、航天等工业部门，还是国防、科学研究领域里，都有大量的温度测量问题。可以说它是国民经济各部门都必不可少的的。那么究竟什么是温度？用什么方式来表示温度？我们如何衡量温度的高低？工业生产中常用的测温方法有哪些？本章将为我们一一解释这些问题。 一、温度、温标及常用测温方法华氏温标规定纯水的冰点为32度， 沸点为212度，两点间等分为180格，每小格为华氏1度，记为1 。华氏温标、摄氏温标、国际温标三者间的变换公式为：； 上述公式中，C—摄氏温度； F—华氏温度； K—国际温度。 ２．常用测温方法测温方式 温度计与传感器 测温范围（℃） 主要特点 接触式 热膨胀式①液体膨胀式（玻璃温度计）②固体膨胀式（双金属温度计） -100～600-80～600 结构简单，价廉，一般用于直接读数 压力式①气体式②液体式 －200～600 耐振，价廉，准确度不高，滞后性大，可转换成电信号 热电偶 －200～1700 种类多，结构简单，价廉，感温部小，广泛应用于电测 热电阻①金属热电阻②半导体热敏电阻 －260～600－260～350 种类多，精度高，感温部较大，广泛应用于电测体积小，响应快，灵敏度高，广泛应用于电测 非接触式 辐射式温度计①光学高温计②比色高温计③红外光电温度计 －20～3500 不干扰被测温度场，可对运动体测温，响应较快。测温计结构复杂，价高，需定标修正测量值 二、热电偶温度计１．热电偶测温原理由两种不同的导体（或半导体）组成的闭合回路，当两导体Ａ和Ｂ的两个结点处温度不同时，则回路中产生热电势。热电偶就是利用这个原理工作的。2、热电偶的基本定律 A、中间温度定律 应用热电偶实际测温时，工作端和参考端有时会很长。根据中间温度定律，可以用补偿导线连接加长热电偶。在一定范围内（0--150℃）补偿导线具有和所连接热电偶相同的热电性质。 若热电偶与动圈仪表配套使用时，如果冷端温度比较恒定，测量精度要求不高时，可将动圈仪表的机械零点调至热电偶冷端温度，这相当于在输入电势之前就给仪表输入一个补偿热电势。 B、中间导体定律回路中加入第三种导体，只要加入的导体两端温度相同，则对回路的热电势没有影响。根据中间导体定律，可以用开路热电偶对液态金属或金属壁面测温。 ３．标准化热电偶标准化热电偶指已大量生产和使用，工艺稳定，性能符合专业标准或国家标准，具有统一分度表的热电偶。8种标准化热电偶 型号标志 材料 使用温度℃ S 铂铑10——铂 -50～1768 R 铂铑13——铂 -50～1768 B 铂铑30——铂铑6 0～1820 K 镍铬——镍硅 -270～1372 N 镍铬硅——镍硅 -270～1300 E 镍铬——铜镍合金（康铜） -270～1000 J 铁——铜镍合金（康铜） -210～1200 T 铜——铜镍合金（康铜） -270～400 隔爆式热电偶 ??? 隔爆热电偶和可拆卸热电偶的结构、原理基本相同，所区别的是，隔爆型产品接线盒（外壳）在设计上采用防爆特殊结构，接线盒用高强度铝合金铸而成，并具有足够的内部空间、壁厚和机械强度，橡胶密封圈的热稳定性均符合国家防爆标准。所以，当接线盒内部的爆炸性混合气体爆炸时，其内压不会破坏接线盒，而由此产生的热能不能向外扩散－－传爆。 ??? 由于产品采用上述防爆特殊结构，使产品完全符合使用在dⅡBT4防爆类别范围内，只要用户严格遵守产品使用规则，产品就能达到可靠的防爆效果。 三、热电阻测温热电阻测温法是利用导体或半导体的电阻率随温度变化而变化的物理特性实现温度的测量。四、热电偶及热电阻的测温电路热电偶的输出电势较小，仅为几毫伏或几十毫伏，因此特别要注意防止周围电磁场的干扰，要根据所用的测试线路对所测热电势适当放大。在测定缓变温度时，可选用模拟低通滤波或积分式模数转换器和数字滤波器，以防止干扰。在测定快速变化的温度时，要注意热电偶输出的时域波形会滞后于实际温度，有的可达10s以上。热电阻是电阻输出型感温元件，因此大多数热电阻测温电路均是电桥型的。五、热电偶和热电阻的校验热电偶、热电阻以及由它们组成的测温系统，在使用前和使用中都需要进行校验（称为标定）。校验的目的：a.核对热电偶的热电势——温度曲线和热电偶的电阻——温度曲线是否符合标准。　　　　　　b.标定非标准热电偶的热电势——温度曲线；　　　　　　c.确定测量系统的系统误差并加以修正。校验的方法有定点法和比较法。对工业热电偶和热电阻较多采用比较法。若热电偶经校验，发现误