测温方法概述.pdfVIP

测量温度的方法很多，按照测量体是否与被测介质接触，可分为接触式测温法和非接触式测

温法两大类。

接触式测温法的特点是测温元件直接与被测对象接触，两者之间进行充分的热交换，最

后达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。这种方法

优点是直观可靠，缺点是感温元件影响被测温度场的分布，接触不良等都会带来测量误差，

另外温度太高和腐蚀性介质对感温元件的性能和寿命会产生不利影响。

非接触式测温法的特点是感温元件不与被测对象相接触，而是通过辐射进行热交换，故

可以避免接触式测温法的缺点，具有较高的测温上限。此外，非接触式测温法热惯性小，可

达1/1000S，故便于测量运动物体的温度和快速变化的温度。由于受物体的发射率、被测对

象到仪表之间的距离以及烟尘、水汽等其他的介质的影戏那个，这种方法一般测温误差较大。

热电偶测温的应用原理

热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：

①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。

②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到

-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。

③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限

制，外有保护套管，用起来非常方便。

1．热电偶测温基本原理

将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的

两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的

电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。

2．热电偶的种类及结构形成

（1）热电偶的种类

常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规

定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的

显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没

有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶

我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、

E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：

①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；

②两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；

③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；

④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

3．热电偶冷端的温度补偿

由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离都

很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延

伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起

延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化

对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对

测温的影响。

在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端

的温度不能超过100℃。

温度测量仪表的分类

温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表测

温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交金刚，

帮需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，

不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件

不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，

反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，

其测量误差较大。

热电阻的应用原理

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。

其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准

仪。

1．热电阻测温原理及材料

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。

热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、

锰和铑等材料制造热电阻。

2．热电阻的结构

（1）精通型热电阻

从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，