过程参数检测及仪表第3章.1热电偶.pdf

第三章 接触式温度检测及仪表 温度检测的基本概念 一、温度测量的基本 概念 温度标志着物 质内部大量分子无 规则运动的剧烈程 度。温度越高，表 示物体内部分子热 运动越剧烈。 模拟图：在一个密闭的空间里，气体分 子在高温时的运动速度比低温时快！ 二、温标  1、温度的数值表示方法称为温标。 它规定了温度的读数的起点（即零点）以及温度的 单位。各类温度计的刻度均由温标确定。 摄氏温标 经验温标 华氏温标 热力学温标 国际实用温标 中国采用的是ITS-90 摄氏温标是由瑞典物理学家摄尔西 斯 （ Anders Celsius ，1701～1744） 在1742年制定的。 华氏温标是德国物理学家华伦海特 (Fahrenheit)大约在1710年提出的，华 氏温度至今还在英、美等国民间流行。 绝对温标是英国科学家开尔文1848年 建立的一种新的温度标度，也叫开氏 温标。 几种温标的对比 热力学温标（K） 热力学温标是建 立在热力学第二定律 基础上的最科学的温 标，是由开尔文 （Kelvin ）根据热力 学定律提出来的，因 此又称开氏温标。它 的符号是T，单位是开 尔文（K ）。 威廉·汤姆逊·开尔文勋爵像 1990国际温标(ITS-90) 从1990年1月1 日开始在全世界范围 内采用1990年国际温标，简称ITS-90 。 它定义了一系列温度的固定点，测量和 重现这些固定点的标准仪器以及计算公 式，例如水的三相点为273.16K （0.01°C ）等。 1968年国际实用温标规定热力学温度是基本温 度，用T表示，其单位是开尔文，符号为K 。 1K定义为水三相点热力学温度的1/273.16。 水的三相点是指纯水在固态、液态及气态三项 平衡时的温度，热力学温标规定三相点温度为 273.16 K，这是建立温标的惟一基准点。 注意：摄氏温度的分度值与开氏温度分度值相 同，即温度间隔1K=1℃。T 是在标准大气压下 0 冰的融化温度，T0 = 273.15 K 。水的三相点温 度比冰点高出0.01 K 。 国际实用温标（ITS-90 ）的固定点 四个温度段：规定各温度段所使用的标准仪器 3 4 ① He和 He蒸气压温度计（0.65K—5.0K）； 3 4 ② He和 He定容气体温度计（3.0K—24.5561K ）； ③铂电阻温度计（13.8033K—1234.93K）； ④光测温度计（1234.93K以上） 三、温度测量及传感器分类  按照用途可分为基准温度计和工业温度计；  按工作原理又可分为膨胀式、电阻式、热电式 辐射式等。  按照测量方法又可分为接触式和非接触式； 接触式温度测量 优点： 测温精度相对较高，直观可靠及测温仪表价格 相对较低； 缺点 ：  由于感温元件与被测介质直接接触，从而要影 响被测介质热平衡状态，而接触不良则会增加 测温误差；测温滞后 被测介质具有腐蚀性及温度太高亦将严重影响 感温元件性能和寿命。 接触式温度传感器 1．常用热电阻 范围：-260～＋850℃；精度：0.001℃。改进后可连续工作2000h，失效率 小于1％，使用期为10年。 2．管缆热电阻 测温范围为-20～＋500℃，最高上限为1000℃，精度为0.5级。 3．陶瓷热电阻 测量范围为–200～+500℃，精度为0.3、0.15级。 4 ．超低温热电阻 两种碳电阻，可分别测量–268.8～253℃-272.9～2