热电偶和热电阻-ppt课件.ppt

1、 温度测量仪表温度测量仪表 热电偶、热电阻热电偶、热电阻2017/5/112017/5/11 第一部分第一部分 热电偶热电偶 第二部分第二部分 热电阻热电阻 第三部分第三部分 测温实例测温实例前言 1820年代初期，塞贝克通过实验方法研究了电流与热的关系。1821年，塞贝克将两种不同的金属导线连接在一起，构成一个电流回路。他将两条导线首尾相连形成一个结点，他突然发现，如果把其中的一个结加热到很高的温度而另一个结保持低温的话，电路周围存在磁场。他实在不敢相信，热量施加于两种金属构成的一个结时会有电流产生，这只能用热磁电流或热磁现象来解释他的发现。在接下来的两年里时间（182221823），塞贝克

2、将他的持续观察报告给普鲁士科学学会，把这一发现描述为“温差导致的金属磁”。赛贝壳的实验仪器，加热其中一端时，指针转动，说明导线产生了磁场。塞贝克确实已经发现了热电效应，但他却做出了错误的解释：导线周围产生磁场的原因，是温度梯度导致金属在一定方向上被磁化，而非形成了电流。科学学会认为，这种现象是因为温度梯度导致了电流，继而在导线周围产生了磁场。对于这样的解释，塞贝克十分恼火，他反驳说，科学家们的眼睛让奥斯特（电磁学的先驱）的经验给蒙住了，所以他们只会用“磁场由电流产生”的理论去解释，而想不到还有别的解释。但是，塞贝克自己却难以解释这样一个事实：如果将电路切断，温度梯度并未在导线周围产生磁场。所以

3、，多数人都认可热电效应的观点，后来也就这样被确定下来了。 热电效应发现后的1830年，人们就为它找到了应用场所。利用热电效应，可制成温差电偶（thermocouple，即热电偶）来测量温度。只要选用适当的金属作热电偶材料，就可轻易测量到从180到2000的温度，如此宽泛测量范围，令酒精或水银温度计望尘莫及。现在，通过采用铂和铂合金制作的热电偶温度计，甚至可以测量高达2800的温度！第一部分第一部分 热电偶热电偶目录热电偶的基本定律热电偶应用相关知识热电偶简单介绍l热电现象l热电偶l热电偶的优缺点l补偿导线l分类与安装l校验及故障处理l计算l均质导体定律l中间导体定律l中间温度定律第一部分第一部

4、分 热电偶热电偶热电现象 将两种不同材料的导体（或半导体）A和B组成闭合回路称之为热电偶。A、B是热偶丝，也叫热电极。放在被测对象中，感受温度变化的那端称为工作端或热端，另一端称为自由端或冷端。当热端和冷端温度不同时回路中有电流流过，此电流称为热电流，产生热电流的电动势称为热电势，这种物理现象称为热电现象。此热电势由接触电势和温差电势两部分组成的。热电偶简介热电偶简介-热电现象热电现象第一部分第一部分 热电偶热电偶接触电势接触电势：在两种不同性质的导体或半导体材料相接触点产生。：在两种不同性质的导体或半导体材料相接触点产生。接触电势的大小与两种金属接触电势的大小与两种金属导体或半导体材料的性质

5、和导体或半导体材料的性质和接触点的温度有关，方向由接触点的温度有关，方向由电子密度小的电极指向电子电子密度小的电极指向电子密度大的电极。密度大的电极。温差电势温差电势：同一种性质导体或半导体材料两端因为温度不同产生。：同一种性质导体或半导体材料两端因为温度不同产生。 00,AAAeteettt温差电势的大小与金属导体或半导温差电势的大小与金属导体或半导体材料的性质和两端温度有关，方体材料的性质和两端温度有关，方向由低温端指向高温端。向由低温端指向高温端。第一部分第一部分 热电偶热电偶热电偶简介热电偶简介-热电现象热电现象热电势热电势0,ABEt tAB0( , )Be t t0( , )Aet

6、 t( )ABet0( )ABet 00000000000,ABAABABABABABABABBAABBAABABBEt tetetetetetetetetetetfet tet tetetetettft规定：热电偶的热电极中电子密度大的导体规定：热电偶的热电极中电子密度大的导体A为正极，电子密度小的为正极，电子密度小的B为负极。为负极。第一部分第一部分 热电偶热电偶热电偶简介热电偶简介-热电现象热电现象热电偶热电偶是一种感温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热温度信号转换成热电动势信号电动势信号，通过电气仪表（如远传I/O）转换成被测介质的温度。热电偶温度计以热电偶作为感温元件，一般用

7、于测量500以上的高温，长期使用时其测温上限可达1300，短期使用时可达1600，特殊材料制成的热电偶可测量的温度范围为20003000。如电厂生产过程中的主蒸汽温度、过热器管壁温度、烟气高温等都是采用热电偶来测量的。热电偶具有性能稳定、测温高、结构简单、使用方便、经济耐用、容易维护和体积小等优点，还便于信号远传和实现多点切换测量。热电偶简介热电偶简介热电偶热电偶热电偶热电偶第一部分第一部分 热电偶热电偶热电偶的优缺点优点：优点：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。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

8、高可达+2800（如钨-铼）。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。缺点：缺点：低温范围的测量精度低；信号调理复杂，容易引入误差；易受腐蚀，使用必须在特定惰性气氛中使用，受腐蚀后精度会下降；抗噪性差，测量毫伏电压易受杂乱电场和磁场的影响。热电偶简介热电偶简介热电偶热电偶第一部分第一部分 热电偶热电偶均质导体定律该定律内容是：由一种均质导体或半导体组成的闭合回路，不论导体或半导体的截面积、长度和各处温度分布如何，都不能产生热电势。该定律已在理论分析中得到证明，并可得出如下结论结论： （1）热电偶必须由两种不同性质的材料构成

9、。 （2）若热电极本身的材质不均匀，由于温度差的存在，将会产生附加热电势，造成测量误差。 （3）由一种材料组成的闭合回路存在温差时，回路如产生热电势，便说明该材料是不均匀的。据此可检查热电极材料的均匀性，衡量热电偶质量的优劣。第一部分第一部分 热电偶热电偶热电偶基本定律热电偶基本定律中间导体定律该定律内容是：由不同材料组成的闭合回路中，若各种材料接触点的温度 都相同，则回路中热电势的总和等于零。根据中间导体定律还可以得出如下两个推论： （1）在热电偶回路中接入第三种均质材料，只要保证所接入材料两端温度相同，就不会影响热电偶的热电势。根据中间导体定律，它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的

10、显示仪表或调节器，也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。 （2）如果两种导体A和B对另一种参考导体C热电势已知，则这两种导体组成的热电偶的热电势是它们对参考导体热电势的代数和，即EAB（t，to）=EAC（t，to）ECB（t, to） 参考导体亦称标准电极，一般选用铂制成，若已知各种电极与标准电极配成热电偶的热电特性，便可按此结论计算出任意两电极A、B配成热电偶后的热电特性，这样大大简化了热电偶的选配工作。热电偶基本定律热电偶基本定律第一部分第一部分 热电偶热电偶中间温度定律该定律内容是：热电偶A、B在接点温度为t1、t3时的热电势等于热电偶A、B在接

11、点温度分别为t1，t2和t2，t3时热电势的代数和，即EAB（t1，t3）EAB（t1，t2）EAB（t2，t3）由此定律可得如下结论： （1）已知热电偶在某一给定冷端温度下进行的分度，只要引入适当的修正，就可在另外的冷端温度下使用。该定律为制定和使用热电偶的热电势一温度关系 即分度表奠定了理论基础。因为热电偶分度表是在冷端温度t0 =0时热电势与热端温度的关系，根据中间温度定律便可以算出任何冷端温度时的热电势值。可得出EAB（t，0）EAB（t，tn）EAB（tn，0） （2）和热电偶具有同样热电性质的补偿导线可以引入热电偶回路中，相当于把热电偶延长而不影响热电偶应有的热电势。该定律为应用补

12、偿导线提供了理论依据。 热电偶基本定律热电偶基本定律第一部分第一部分 热电偶热电偶补偿导线我国规定补偿导线分为补偿型和延伸型两种。补偿型补偿导线的材料与对应的热电偶不同，是用贱金属制成的，但在低温下它们的热电性质是相同的。延伸型补偿导线的材料与对应的热电偶相同，但其热电性能的准确度要求略低。热电偶分度号补偿导线型号补偿导线合金丝名称补偿导线合金丝绝缘层着色正极负极成分绝缘层着色成分绝缘层着色SSC铜-铜镍0.6100Cu红99.4Cu+0.6Ni绿RCKKCA铁-铜镍22100Fe红78Cu+22Ni蓝KCB铁-铜镍40100Cu红60Cu+40Ni蓝KX镍铬10-镍硅390Ni+10Cr红9

13、7Ni+3Si黑EEX镍铬10-铜镍4590Ni+10Cr红55Cu+45Ni棕补偿导线样式热电偶补偿导线热电偶补偿导线第一部分第一部分 热电偶热电偶补偿导线的作用节省贵金属和性能稳定的稀有金属热电偶材料，降低测量线路的成本。结构形式与电缆一样，便于实际安装使用和线路敷设；若用直径粗、电导系数大的补偿导线，还可以减少测量回路电阻。把热电偶的冷端延伸到远离被测对象且恒温或温度波动比较小的地方，改善热电偶电偶测温线路的机械与物理性能如果热电偶的正负极接反，会产生什么影响？热电偶补偿导线热电偶补偿导线第一部分第一部分 热电偶热电偶热电偶补偿导线热电偶补偿导线第一部分第一部分 热电偶热电偶 热电偶的测

14、温原理表明：热电偶的热电势是两个接点温度的函数差，只有当冷端温度不变时，热电势才是热端温度的单值函数。但在实际应用中，热电偶冷端所处环境温度总有波动，从而使测量得不到正确结果，因此必须对热电偶冷端温度变化的影响采取冷端补偿措施，使热电偶的热电势只反映热端温度（被测温度）的变化，而不受冷端温度变化的影响。常用的处理办法有以下几种。热电偶补偿导线热电偶补偿导线第一部分第一部分 热电偶热电偶冷端处理方法1计算修正法计算修正法若温度显示仪表分度时规定热电偶冷端温度为0，而在使用中冷端温度为t00时，根据热电偶的中间温度定律，得知在这种情况下产生的热电势为EAB（t，0）EAB（t，t0）EAB（t0，

15、0）(2-8)式中EAB（t，0）冷端为0、热端为t时的热电势；EAB（t，t0）冷端为t0，热端为t时的热电势，即实测值；EAB（t0，0）冷端为t0应加的校正值。热电偶补偿导线热电偶补偿导线第一部分第一部分 热电偶热电偶冷端补偿方法2、仪表机械零点调整法、仪表机械零点调整法仪表的机械零点为仪表输入电势为零时，指针停留的刻度点，也就是仪表的刻度起始点。若预知热电偶冷端温度为t0，在测温回路开路情况下，将仪表的刻度起始点调定在t0位置，此时相当于人为给仪表输入热电势EAB（t0，0），在接通测温回路后，输入仪表的热电势为EAB（t，t0）EAB（t0，0）=EAB（t，0）使仪表指针指示热端温

16、度t值。热电偶补偿导线热电偶补偿导线第一部分第一部分 热电偶热电偶3、冰点槽法、冰点槽法在精密测量中，一般要求热电偶冷端温度保持为0，通常采用冰点槽。冰点槽的容器中充满蒸馏水与碎冰块的混合物，其温度保持为0。冰点槽法是准确度很高的冷端处理方法，然而使用比较麻烦，需要保持冰、水两相共存，一般限于实验室精确测温或热电偶检定时使用。在现场，常使用电加热式恒温箱。这种恒温箱通过接点控制或其他控制方式维持箱内温度恒定（常为50）。热电偶补偿导线热电偶补偿导线第一部分第一部分 热电偶热电偶冷端补偿方法4、补偿电桥法（冷端补偿器）、补偿电桥法（冷端补偿器）补偿电桥法是利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电偶冷端

17、温度变化所引起的热电势的变化。 5、多点测量的热电偶冷端温度补偿、多点测量的热电偶冷端温度补偿（1）利用一块显示仪表和一个冷端温度补偿器的多点测量线路；（2）用一只辅助热电偶对多只同型号热电偶冷端进行补偿的线路； 6、晶体管、晶体管PN结温度补偿方法结温度补偿方法采用温敏二极管或温敏晶体管构成热电偶冷端温度补偿器。根据测得的环境温度，将一个相应的PN结上的电压引入到热电偶回路，这种温度补偿的灵敏度和准确度都很高。热电偶补偿导线热电偶补偿导线第一部分第一部分 热电偶热电偶冷端补偿方法分类（按材料分）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

18、配套的显示仪表可供选用。标准化热电偶中国从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 E、K K、R、J、T七种标准化热电偶为中国统一设计型热电偶。热电偶分度号热电极材料正极负极S铂铑 10纯铂R铂铑 13纯铂B铂铑 30铂铑 6K镍铬镍硅T纯铜铜镍J铁铜镍N镍铬硅镍硅E镍铬铜镍热电偶分类及安装热电偶分类及安装第一部分第一部分 热电偶热电偶分类（按材料分）电厂最常用热电偶有K分度和E分度：K分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1200，短期1300。在所有热电偶中使用最广泛，使用温度-2701372；E分度号的特点是在常用

19、热电偶中，其热电动势最大，即灵敏度最高。宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，使用温度-200-900；*T分度号的特点是在所有廉金属热电偶中精确度等级最高，通常用来测量300以下的温度。热电偶分类及安装热电偶分类及安装第一部分第一部分 热电偶热电偶分类（按结构分）1、普通型热电偶 常用的普通型热电偶本体是一端焊接的两根金属丝（热电极）。考虑到两根热电极之间的电气绝缘和防止有害介质侵蚀热电极，在工业上使用的热电偶一般都有绝缘管和保护套管。在个别情况下，如果被测介质对热电偶不会发生侵蚀作用，也可不用保护套管，以减小接触测温误差与滞后。热电偶分类及安装热电偶分类及安装第一部分第一部分 热电偶热电偶分类（

20、按结构分）2、铠装热电偶 铠装热电偶是由金属套管、绝缘材料和热电极经拉伸加工而成的坚实组合体，其结构如图所示。套管材料有铜、不锈钢及镍基高温合金等。热电偶与套管之间填满了绝缘材料的粉末，目前采用的绝缘材料绝大部分为氧化镁。套管中的热电极有单丝的、双丝的和四丝的，彼此之间互相绝缘 。1金属套管 2绝缘材料 3热电极 热电偶分类及安装热电偶分类及安装第一部分第一部分 热电偶热电偶分类（按结构分）3、薄膜热电偶 薄膜热电偶是由两种金属薄膜连接而成的一种特殊结构的热电偶。这种薄膜热电偶的热端既小又薄，热容量很小，可以用于微小面积上的温度测量；动态响应快，可测量瞬变的表面温度。我国研制成的铁一镍薄膜热电

21、偶如图所示。1热电极; 2热接点;3绝缘基板; 4引出线热电偶分类及安装热电偶分类及安装第一部分第一部分 热电偶热电偶安装要求对热电偶的安装,应注意有利于测温准确，安全可靠及维修方便，而且不影响设备运行和生产操作。要满足以上要求，在选择对热电偶和热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下几点：1、为了使热电偶的测量端与被测介质之间有充分的热交换,应合理选择测点位置,尽量避免在阀门,弯头及管道和设备的死角附近装设热电偶或热电阻；2、如果不得以必须要在弯头处安装，也尽量顶部迎着流体方向安装，而不是顶部顺着流体方向；3、带有保护套管的热电偶有传热和散热损失，为了减少测量误差，热电偶和热电阻；4、热电偶应

22、该有足够的插入深度。热电偶分类及安装热电偶分类及安装第一部分第一部分 热电偶热电偶插入深度要求(1)对于测量管道中心流体温度的热电偶,一般都应将其测量端插入到管道中心处(垂直安装或倾斜安装).如被测流体的管道直径是200毫米,那热电偶或热电阻插入深度应选择100毫米;(2)对于高温高压和高速流体的温度测量(如主蒸汽温度),为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂,可采取保护管浅插方式或采用热套式热电偶.浅插式的热电偶保护套管,其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm;热套式热电偶的标准插入深度为100mm;(3)假如需要测量是烟道内烟气的温度,尽管烟道直径为4m,热电偶或热电阻

23、插入深度1m即可.(4)当测量原件插入深度超过1m时,应尽可能垂直安装,或加装支撑架和保护套管.热电偶分类及安装热电偶分类及安装第一部分第一部分 热电偶热电偶校验原理热电偶使用一段时间后，测量端由于氧化腐蚀和高温下的再结晶等原因，其热电特性会发生变化，因而产生测量误差，为了确保热电偶测温精确度，必须对热电偶进行校验。采用比较法进行校验，将标准铂铑-铂热电偶与被校热电偶捆扎起来，放入管式加热炉中心，为了确保标准热电偶与被校热电偶的测量端的温度尽量相同，加热炉高温区域内放有钻孔的耐高温镍块套。此方法直接测量标准热电偶与被校热电偶的热电势，通过比较、换算，最后确定被校热电偶的示值误差。此方法的优点是

24、测量直观，被校热电偶和标准热电偶可以是不同的类型；其缺点是对炉温的稳定性要求较高，为此，本实验附有一套炉温控制器，以稳定的检定炉内的温度，确保在一个温度校验点的测量时间内，检定炉内温度变化不超过0.5。否则将带来较大的测量误差。热电偶校验热电偶校验第一部分第一部分 热电偶热电偶校验系统图热电偶校验热电偶校验第一部分第一部分 热电偶热电偶热电偶常见故障及处理热电势比实际值小（显示仪表指示值偏低）1.热电极短路找出短路原因：如因潮湿造成短路，需要干燥热电极；如因绝缘于损坏导致短路，需更换缘子2.热电偶的接线柱处积灰造成短路清扫积灰3.补偿导线线间短路找出短路点，加强绝缘或更换补偿导线4.热电极变质

25、长度允许时剪去变质段，重新焊接，或者更换热电偶5.补偿导线与热电偶极性接反重接热电偶和补偿导线6.补偿导线与热电偶不配套更换配套的补偿导线7.冷端温度补偿器与热电偶不配套更换配套的冷锻温度补偿器8.冷端温度补偿器与热电偶极性接反重接热电偶和冷锻温度补偿器9.显示仪表按热电偶不配套更换配套的显示仪表10.显示仪表未进行机械零点校正正确进行仪表机械零点调整11.热电偶安装位置不当或插入深度不符合要求按规定重新安装热电偶故障处理热电偶故障处理第一部分第一部分 热电偶热电偶热电偶常见故障及处理热电势比实际值大（显示仪表指示值偏高）补偿导线与热电偶不配套更换配套的补偿导线显示仪表与热电偶不配套更换配套的

26、显示仪表冷端温度补偿器与热电偶不配套更换配套的冷端温度补偿器有直流干扰信号找到干扰源，消除直流干扰信号热电势输出不确定热电偶接线柱与热电极接触不良拧紧接线柱螺钉热电偶测量线路绝缘破损，引起断续短路或接地找出故障点，恢复绝缘热电偶安装不牢或外部振动紧固热电偶，消除振动或采用减振措施热电极将断未断修复或更换热电偶外界干扰（如交流漏电、电磁场等）找出干扰源，采取屏蔽措施热电势误差大热电极变质更换热电偶热电偶安装位置不当更换安装位置保护套管表面积灰消除积灰热电偶故障处理热电偶故障处理第一部分第一部分 热电偶热电偶注意事项注意事项注意事项热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势

27、测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：1、热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数；2、热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；3、当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度函数的差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。第一部分第一部分 热电偶热电偶例例1 1：用镍铬用镍铬- -镍硅镍硅(K)(K)热电偶测量温度，已知冷端温度为热电偶测量温度，已知冷端温度为4040，用高精度，用高精度毫伏表测得这时的热电动势

28、为毫伏表测得这时的热电动势为29.188mV29.188mV，求被测点的温度。，求被测点的温度。热电偶计算热电偶计算第一部分第一部分 热电偶热电偶解：由镍铬-镍硅热电偶分度表查出E(40，0)=1.638mV，根据式(5-2-1) 计算出E(t,0)=(29.188+1.638)mV=30.826mV,再通过分度表查出其对应的实际温度为t=740.9例例2 2：已知镍铬已知镍铬- -镍硅镍硅(K)(K)热电偶的热端温度热电偶的热端温度t t800800，冷端温度，冷端温度t t0 02525，求，求E(tE(t，to)to)是多少毫伏是多少毫伏? ?解：由镍铬-镍硅热电偶分度表可查得E(800

29、，0)=33.275mV，E(25，0)=1.024 mV，故可得E(800，5)=33.275-1.024=32.251mV例例3：如图如图1所示之测温回路，热电偶的分度号为所示之测温回路，热电偶的分度号为K，毫伏表的示值应为，毫伏表的示值应为多少度多少度?例例4 4：用镍铬用镍铬- -镍硅镍硅(K)(K)热电偶测热电偶测量某炉温的测量系统如图量某炉温的测量系统如图2 2所示，所示，已知：冷端温度固定在已知：冷端温度固定在0 0，t t0 03030，仪表指示温度为，仪表指示温度为210210，后来发现由于工作上的疏忽把补后来发现由于工作上的疏忽把补偿导线偿导线 ，相互接错了，问，相互接错了

30、，问：炉炉温的实际温度温的实际温度t t为多少度为多少度? ?解：毫伏表的示值应为E(t1-t2)-E(60)。图1图2热电偶计算热电偶计算第一部分第一部分 热电偶热电偶热电偶计算热电偶计算第一部分第一部分 热电偶热电偶例例5：求如图所示三种热电极组成的闭合回路的总电势大小，并确定方向。：求如图所示三种热电极组成的闭合回路的总电势大小，并确定方向。A目录第二部分第二部分 热电阻热电阻u 测量原理u 热电阻材料u 热电阻类型u 测量电路u 常见热电阻性能指标u 热电阻校验u 故障分析一、热电阻测温原理一、热电阻测温原理第二部分第二部分 热电阻热电阻热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体

31、的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，再通过测量电桥转换成电压信号送至显示仪表就可以测量出温度。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即Rt=Rt01+(t-t0) 式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0(通常t0=0)时对应电阻值； 为温度系数。二、热电阻材料二、热电阻材料第二部分第二部分 热电阻热电阻热电阻材料，应满足条件：热电阻材料，应满足条件：电阻值与温度变化有良好的线性关系；电阻温度系数大，以便于测量；电阻率高，热容量小，反应速度快；在测温范围内物理化学性能稳定；材料质量要纯，容易加工复制，价格便宜。常用材料常用材料：铂，铜，镍

32、。第二部分第二部分 热电阻热电阻1、铂电阻、铂电阻测温范围：-200850铂丝0.030.07mm分度号：Pt100、Pt10测温特点：精度高，稳定性好，易于提纯，电阻率较大，耐高温；但它的电阻温度系数小，且价格昂贵。2、铜电阻、铜电阻测温范围：50150铜丝0.1mm分度号：Cu50、Cu100测温特点：有较高的温度系数，线性好，易提纯，价格便宜；但其其测温范围小，不适于高温，电阻率低，因而体积大，热响应慢。三、热电阻三、热电阻类型类型第二部分第二部分 热电阻热电阻1）普通型热电阻：通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成，具有测量精度高，性能稳定可靠等优点。2）铠装热电阻：由感温

33、元件、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它有下列优点：体形细长，热响应时间快，抗振动，使用寿命长等优点。第二部分第二部分 热电阻热电阻3）隔爆型热电阻：隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把接线盒内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引起爆炸。第二部分第二部分 热电阻热电阻4）端面热电阻：端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝缠绕制成，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量表面温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。四、四、测量电路测量电路第二部分第二部分 热电阻热电阻1）二线制：在热电阻的

34、两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻RL，RL大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。第二部分第二部分 热电阻热电阻2）三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。第二部分第二部分 热电阻热电阻3）四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。图中Rl1和Rl4在恒流源回路，不会引入误差。Rl2

35、和Rl3则在高输入阻抗的仪器放大器的回路中，也不会带来误差。上述三种热电阻传感器的引入电路的输出，都需要后接高输入阻抗、高共模抑制比的仪器放大器五、常见热电阻的性能指标第二部分第二部分 热电阻热电阻材料材料铂铂铜铜使用温度范围/-200-+850-50-+150电阻率0.0981-0.1060.017温度系数0.003850.00428化学稳定性在氧化介质中稳定，不能再还原介质中使用。尤其在高温环境下超过100 易氧化特性特性近于线性，性能稳定，精度高 线性较好，价格低廉，体积大应用使用较高温度的测量，可作标准测温装置适用测量低温、无水、无腐蚀性介质六、热电阻的校验第二部分第二部分 热电阻热电

36、阻 热电阻在安装使用前及使用一段时间之后都要进行精度校验，工业用热电阻的校验方法有两种：一种是只校验0和100时的电阻值，求出电阻比R100/R0，看是否符合热电阻技术特性的纯度要求，称为纯度校验。纯度校验一般采用标准状态法，即由冰点槽和水沸腾器产生0和100温度场，然后测量置于其中的被校热电阻值。另一种是示值比较法校验，校验时采用加热恒温器作为热源。将被校热电阻与标准仪表 (标准水银玻璃温度计或标准铂电阻）进行示值比较，确定误差。这种方法可以多校几个温度点，特别是100以上的温度点。七、热电阻常见故障分析第二部分第二部分 热电阻热电阻 热电阻常见的故障是热电阻断路和短路，其中以断路为多，这是

37、由于电阻较细所致。A A 断路断路(1) 电阻体断路：可用万用表在电阻体的接线端子处测量阻值，电表指示为无限大。但在进行检查时，热电阻与显示仪表的连接导线应预先拆除，否则测得的阻值含有显示仪表的内阻。(2) 连接导线断路：将电阻体端子上的连接导线不拆除，而将两个接线端子短路，显示仪表的示值仍为无限大。B B 短路短路(1) 电阻体短路：显示仪表断电后，将连接导线在电阻体的端子处拆掉，再用万用表测 量电阻体的阻值是否等于实际数值，如少于实际阻值，则该电阻体短路。(2) 连接导线短路：可将连接导线从电阻体的端子处拆下一个线头，看显示仪表示值是否无限大。如仍然有示值或指向负侧，则说明连接导线短路。热

38、电阻常见故障分析第二部分第二部分 热电阻热电阻故障现象可能原因处理方法显示仪表指示值比实际值低或示值不稳保护管内有金属屑、灰尘，接线柱间积灰以及热电阻短路除去金属屑，清扫灰尘，找出短路点，加好绝缘显示仪表指示无穷大热电阻或引出线断路更换热电阻或焊接断线处显示仪表指示负值显示仪表与热电阻接线有错或热电阻短路改正接线，找出短路点，加好绝缘阻值与温度关系有变化热电阻丝材料受蚀变质更换热电阻第三部分第三部分 测温实例测温实例 v1 1 管内流体温度测量管内流体温度测量v2 2 壁面温度测量壁面温度测量v3 3 高温气体温度测量高温气体温度测量测温实例测温实例 第三部分第三部分 测温实例测温实例一、管内

39、流体温度测量注意事项：1）感受件放在管道流体速度最高的地方，即管道中心的轴线上。a1放热系数增加，b1增加。2）使测温管做成外形细长而壁厚很薄的形状。壁厚小，外径d1小，U1/F1增加使b1增加。3)测温管常用导热性质不良的材料如陶瓷，不锈钢等来制造。测温材料的热导率1小，则b1增加。（但这类材料增加导热阻力，使动态测量误差增加）4）把露出管道外面的部分用保温材料包起来。使管道中流体与管外介质的温差tg-t3减小。第三部分第三部分 测温实例测温实例第三部分第三部分 测温实例测温实例二、壁面温度测量 目前较多采用热电偶来测量壁面温度。因为热电偶有较宽的测温范围，较小的测量端，能测“点” 的温度，

40、且准确度较高。热电偶与被测表面的接触方式：a）点接触:热电偶的热端直接与被测表面接触b）面接触:热电偶的热端与导热性能良好的铜片焊接在一起，金属片与被测面接触c）等温线接触:热电偶的热端与被测表面直接接触，热电极从热端引出时沿表面等温敷设一段距离（约50倍热电极直径）后引出，热电极与表面用绝缘材料隔开d）分立接触:两热电极分别与被测表面接触，通过被测表面构成回路第三部分第三部分 测温实例测温实例测量误差：adbc第三部分第三部分 测温实例测温实例三、高温气体温度测量 测量锅炉的烟气温度，测温管会向附近的低温受热面辐射散热，造成测量误差。1）降低沿测温管传导散热采取的措施： 选择合适的安装位置，确保烟气扫过测温管装在烟道内的整个部分。 提高测温管装设地点的烟气内壁的壁温,如也让烟气流过。 测温管装设部位外壁要敷较厚的绝缘层，使沿测温管的散热量减小。2）降低测温管辐射误差采取的措施： 加隔离罩，把测温管和冷的管壁隔离开。 采用双热电偶测温（粗细不同的两对热电偶），用计算方法消除辐射误差。 增加气流和测温管之间的对流放热系数a1，将测量元件放在中心轴线第三部分第三部分 测温实例测温实例