温度检测及仪表分析课件.ppt

1、2022-6-8检测仪表温度检测及仪表温度检测及仪表2022-6-8检测仪表 本本节节主主要要内内容容一、膨胀式温度计一、膨胀式温度计二、压力式温度计二、压力式温度计四、热电偶温度计四、热电偶温度计三、辐射式温度三、辐射式温度计计五、热电阻温度计五、热电阻温度计2022-6-8检测仪表温度计的分类温度计的分类 温度测量范围甚广，有的处于接近绝对零度的低温度测量范围甚广，有的处于接近绝对零度的低温，有的要在几千度的高温下进行，这样宽的测量温，有的要在几千度的高温下进行，这样宽的测量范围，需要各种不同的测温方法和测温仪表。范围，需要各种不同的测温方法和测温仪表。 按测量方式分为接触式和非接触式按测

2、量方式分为接触式和非接触式 按工作原理分为膨胀式温度计、压力式温度计、按工作原理分为膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计。热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计。2022-6-8检测仪表1接触法测温：敏感元件直接与被测对象接触，通过传接触法测温：敏感元件直接与被测对象接触，通过传导或对流达到热平衡，反映被测对象的温度。导或对流达到热平衡，反映被测对象的温度。优点：直观、可靠。优点：直观、可靠。缺点：缺点：存在负载效应，存在负载效应， 受到测量条件的限制，不能充分接触，使检测受到测量条件的限制，不能充分接触，使检测 元件温度与被测对象温度不一致。元件温度与被测对象温

3、度不一致。 热量传递需要一定时间造成测温滞后现象。热量传递需要一定时间造成测温滞后现象。（动态误差）（动态误差）2非接触法测温：检测部分与被测对象不直接接触，所非接触法测温：检测部分与被测对象不直接接触，所以不破坏原有温度场。通常用来测量以不破坏原有温度场。通常用来测量1000以上的移以上的移动、旋转、或反映迅速的高温物体。动、旋转、或反映迅速的高温物体。2022-6-8检测仪表防爆热电阻防爆热电阻温度传感器温度传感器2022-6-8检测仪表室外温度传感器室外温度传感器装配式热电偶装配式热电偶2022-6-8检测仪表一、一、 膨胀式温度计膨胀式温度计 膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的膨胀

4、式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质制成的，测温敏感元件在受热后尺寸或体积性质制成的，测温敏感元件在受热后尺寸或体积发生变化，采取一些简便方法，测出它的尺寸或发生变化，采取一些简便方法，测出它的尺寸或体积变化的大小。体积变化的大小。分类：分类：液体膨胀式、固体膨胀式液体膨胀式、固体膨胀式2022-6-8检测仪表（一）工作原理（一）工作原理w利用玻璃管内液体的体积随温度利用玻璃管内液体的体积随温度的升高而膨胀的原理。的升高而膨胀的原理。w组成：液体存储器、毛细管、标组成：液体存储器、毛细管、标尺、安全泡四部分。尺、安全泡四部分。w液体可为：水银、酒精、甲苯等。液体可为：水银、酒精、甲苯等。w当

5、温度超过当温度超过300时，应采用硅时，应采用硅硼玻璃，硼玻璃，500500以上要采用石英玻以上要采用石英玻璃。璃。一、玻璃管温度计一、玻璃管温度计42022-6-8检测仪表（二）结构与类型（二）结构与类型棒式玻璃温度计棒式玻璃温度计内标式玻璃温度计内标式玻璃温度计电接点式温度计电接点式温度计2022-6-8检测仪表利用水银的热胀冷缩和水银利用水银的热胀冷缩和水银的导电性。的导电性。功能功能:(:(1 1）指示温度，）指示温度， （2 2）恒温自动控制。）恒温自动控制。 电接点式温度计电接点式温度计2022-6-8检测仪表2022-6-8检测仪表玻璃棒温度计玻璃棒温度计2022-6-8检测仪表

6、（三）（三）误差分析误差分析（1）玻璃材料有较大的热滞后效应。）玻璃材料有较大的热滞后效应。（2）温度计插入深度不够将引起误差，）温度计插入深度不够将引起误差，（3）非线性误差）非线性误差（4）工作液的迟滞性）工作液的迟滞性（5）读数误差）读数误差2022-6-8检测仪表液柱应全部浸入被测介质中。液柱应全部浸入被测介质中。若只有部分液柱若只有部分液柱被浸没时，应对指示值进行修正。被浸没时，应对指示值进行修正。 )(attnt某水银温度测量水温为某水银温度测量水温为90，插入处刻度为，插入处刻度为10，环境温度为环境温度为10 ，则测量误差为，则测量误差为-1.024n: 露出液体部分所占的刻度

7、数，露出液体部分所占的刻度数， : 工作液体对工作液体对玻璃的相对体膨胀系数（汞玻璃的相对体膨胀系数（汞0.00016，洒精，洒精0.000103），），t: 温度计的示值，温度计的示值，ta: 露出液柱部露出液柱部分所处的环境温度分所处的环境温度2022-6-8检测仪表水银温度计的特点水银温度计的特点 （1）水银不易氧化；）水银不易氧化； （2）不沾玻璃；）不沾玻璃； （3）易提纯；）易提纯； （4）能在很大温度范围内（）能在很大温度范围内（-36365）保持液态；保持液态； （5）特别是在）特别是在200以下它的体积膨胀与温以下它的体积膨胀与温度几乎呈线性关系。度几乎呈线性关系。2022-

8、6-8检测仪表玻璃管液体温度计使用注意事项玻璃管液体温度计使用注意事项（1）温度计与被测介质应接触足够长的时间，以使）温度计与被测介质应接触足够长的时间，以使温度计与被测介质达到热平衡。温度计与被测介质达到热平衡。 （2） 读数时，视线应与标尽垂直，并与液柱于同一读数时，视线应与标尽垂直，并与液柱于同一水平面上，手持温度计顶端的小耳环，不可触摸标水平面上，手持温度计顶端的小耳环，不可触摸标尺。尺。（3）全浸温度计感温液部分全部浸入被测介质。）全浸温度计感温液部分全部浸入被测介质。（4）不应有断柱、气泡等产生。）不应有断柱、气泡等产生。（5）要定期检定。）要定期检定。2022-6-8检测仪表二二

9、.固体膨胀式温度计固体膨胀式温度计工作原理工作原理 利用固体受热膨胀原理制利用固体受热膨胀原理制成的温度计成的温度计1. 杆式温度计杆式温度计 利用固体（一般采用膨胀利用固体（一般采用膨胀系数较大的金属）材料系数较大的金属）材料构成构成2022-6-8检测仪表2 双金属温度计双金属温度计它的感温元件是由膨它的感温元件是由膨胀系数不同的两种金胀系数不同的两种金属片牢固地结合在一属片牢固地结合在一起制成。起制成。l可作温度继电控制、极可作温度继电控制、极值温度控制信号值温度控制信号固定端固定端自由端自由端BBAA2022-6-8检测仪表双金属温度计双金属温度计2022-6-8检测仪表（一）工作原理

10、与结构形式（一）工作原理与结构形式1 原理原理 压力式温度计是利用密封系统中测温物质的压压力式温度计是利用密封系统中测温物质的压力随温度变化来测温；力随温度变化来测温；2 分类分类按所充物质相态分充气式、充液式、蒸发式按所充物质相态分充气式、充液式、蒸发式按功能分：指示式、记录式、报警式和温度按功能分：指示式、记录式、报警式和温度调节式等调节式等二、二、 压力式温度计压力式温度计2022-6-8检测仪表利用液体的蒸发或气体利用液体的蒸发或气体的膨胀而引起的压力变的膨胀而引起的压力变化进行测量。化进行测量。温包：温包：传热、容纳膨传热、容纳膨胀介质；胀介质；毛细管：毛细管：传递压力；传递压力；弹

11、簧管：弹簧管：显示压力显示压力（温度）。（温度）。抗抗震震压压力力表表3 组成组成 温包、毛细管、感压元件温包、毛细管、感压元件（弹簧管、波纹管等）（弹簧管、波纹管等）2022-6-8检测仪表（二）（二）使用方法与特点使用方法与特点对毛细管采取保护措施，防对毛细管采取保护措施，防止损坏；注意安装方式与位止损坏；注意安装方式与位置对精度的影响。置对精度的影响。特点：结构简单，价格便宜，特点：结构简单，价格便宜，刻度清晰，防爆。精度差，刻度清晰，防爆。精度差，示值滞后时间长，毛细管易示值滞后时间长，毛细管易损坏。损坏。2022-6-8检测仪表河北凯瑞贺仪表厂压力式温度计河北凯瑞贺仪表厂压力式温度计

12、2022-6-8检测仪表三、辐射式温度计三、辐射式温度计 通过特定波长光波的强度或热辐射强度来确定光源通过特定波长光波的强度或热辐射强度来确定光源温度。温度。 辐射式温度计：测定热辐射强度；辐射式温度计：测定热辐射强度； 光学温度计：采用光学分频法，测定不同频率光波的光学温度计：采用光学分频法，测定不同频率光波的强度比值；强度比值； 比色法温度计：直接通过可见光颜色的对比，确定光比色法温度计：直接通过可见光颜色的对比，确定光源温度。源温度。 辐射式温度计，通常用于测量高温条件，特别是光辐射式温度计，通常用于测量高温条件，特别是光学温度计和比色温度计需要利用物体在高温下发射的可学温度计和比色温度

13、计需要利用物体在高温下发射的可见光进行检测。见光进行检测。2022-6-8检测仪表携带式红外辐射温度计携带式红外辐射温度计 IR-TA Fluke 60 系列手持式红外温度计系列手持式红外温度计 2022-6-8检测仪表四、热电偶温度计四、热电偶温度计 根据热电现象制成的测温仪表根据热电现象制成的测温仪表 。 测量范围广，结构简单，使用方便，精度高，便于测量范围广，结构简单，使用方便，精度高，便于信号的远传、自动记录和集中控制。信号的远传、自动记录和集中控制。ABCC 一、特点一、特点 二、组成二、组成热电偶测量仪表导线感温元件为热电偶感温元件为热电偶 热端 冷端 冷端 热电极 2022-6-

14、8检测仪表 三、热电偶测量原理三、热电偶测量原理AB1eAB(t0)21ABB2t0t0eAB(t) 热电现象热电现象 取两根不同材料的金属导线取两根不同材料的金属导线A和和B,如上图将两端焊在一起，这如上图将两端焊在一起，这样就组成了一个闭合回路。将接点样就组成了一个闭合回路。将接点1处加热，使其温度处加热，使其温度t高于接点高于接点2处的温度处的温度t0，那么在此回路中就有电势产生，如果将金属，那么在此回路中就有电势产生，如果将金属B断开，断开，在回路中串联一只直流毫伏计，如上图右，就可看到毫伏计中有在回路中串联一只直流毫伏计，如上图右，就可看到毫伏计中有电势指示，这就是热电现象。电势指示

15、，这就是热电现象。2022-6-8检测仪表不同金属具有不同的电子密度；不同金属具有不同的电子密度；两种金属接触面因为电子的扩散作用而产生电场两种金属接触面因为电子的扩散作用而产生电场热电现热电现象；象；电子在扩散作用和电场力作用下最终达到平衡；电子在扩散作用和电场力作用下最终达到平衡；电场强度仅仅与金属电场强度仅仅与金属A、B的材料及接触面温度的材料及接触面温度t有关。有关。+-扩散作用扩散作用电场作用电场作用金属金属A金属金属B 热电势（热电势（eAB)金属金属A金属金属B+-平衡时平衡时eAB2022-6-8检测仪表 测量原理测量原理E(t、t0)= eAB(t)- eAB(t0) AB

16、+-eAB(t)+-+-R2eAB(t)eAB(t0)R1等效电路图等效电路图R1-热电极热电极A的等效电阻的等效电阻R2-热电极热电极B的等效电阻的等效电阻eAB(t)-1点的热电势点的热电势eAB(t0)-2点的热电势点的热电势21eAB(t0)2022-6-8检测仪表E(t、t0)= eAB(t)- eAB(t0) 当当A、B材料固定时，材料固定时， E(t、t0)= f(t)-f(t0)当当A、B材料固定，且材料固定，且2点恒定时，点恒定时， E(t、t0)= f(t)当当A、B材料相同时，材料相同时， E(t、t0)= 0当当t=t0， E(t、t0)= 0注意注意 2022-6-8

17、检测仪表实用价值：可在热电实用价值：可在热电偶回路中接入连接导偶回路中接入连接导线和测量仪表。线和测量仪表。 可采用分立的热电偶可采用分立的热电偶测量固态金属表面温测量固态金属表面温度和度和 液态金属温度。液态金属温度。 在热电偶回路中引入第三种在热电偶回路中引入第三种导体，只要第三种导体两端导体，只要第三种导体两端的温度相同，则此第三种导的温度相同，则此第三种导体的引入不会影响热电偶的体的引入不会影响热电偶的热电势。热电势。 tt0t0ABCt0t0tt0t0tt 四、插入第三根导线的问题四、插入第三根导线的问题2022-6-8检测仪表热电势及热电势率要大。热电势及热电势率要大。热电势与温度

18、间的关系最好为线性或近似线性的单值函热电势与温度间的关系最好为线性或近似线性的单值函数关系。数关系。物理化学性质要稳定。物理化学性质要稳定。要有高的电导率、小的电阻温度系数及小的导热系数。要有高的电导率、小的电阻温度系数及小的导热系数。复制性要好。复制性要好。材料组织要均匀，具有良好的韧性，焊接性能好，以便材料组织要均匀，具有良好的韧性，焊接性能好，以便热电偶的制作。热电偶的制作。资源要丰富，价格要低廉。资源要丰富，价格要低廉。五、热电偶的种类五、热电偶的种类热电偶的材质要求热电偶的材质要求2022-6-8检测仪表 标准化热电偶是指工艺较成熟，能成批生产，标准化热电偶是指工艺较成熟，能成批生产

19、，性能优良，应用广泛并已列入工业标准文件中性能优良，应用广泛并已列入工业标准文件中的几种热电偶。同一型号的标准化热电偶可以的几种热电偶。同一型号的标准化热电偶可以互换，并具有统一的分度表，使用很方便，且互换，并具有统一的分度表，使用很方便，且有与其配套的显示仪表可供使用。有与其配套的显示仪表可供使用。2022-6-8检测仪表 八种国际通用热电偶：八种国际通用热电偶： B:B:铂铑铂铑3030铂铑铂铑6 6 R: R:铂铑铂铑1313铂铂 、 S:S:铂铑铂铑1010铂铂 K:K:镍铬镍铬镍硅镍硅 、 N:N:镍铬硅镍铬硅镍硅镍硅 E:E:镍铬镍铬铜镍、铜镍、 J:J:铁铁铜镍铜镍 T:T:铜铜

20、铜镍铜镍 用于制造用于制造铂铂热电偶的热电偶的各种各种铂铂热电偶丝热电偶丝2022-6-8检测仪表几种常用热电偶的测温范围及适应介质几种常用热电偶的测温范围及适应介质 分分度度号号 名称名称 测量温度范围测量温度范围 适应介质适应介质B铂铑铂铑3030铂铑铂铑6 63001600 C C氧化及中性介质氧化及中性介质S铂铑铂铑1010铂铂-201300 C C-K镍铬镍铬镍铬镍铬 (铝铝) -501000 C C还原性介质还原性介质E镍铬铜镍镍铬铜镍 (康康 铜铜)40800 C C还原性或中性介质还原性或中性介质2022-6-8检测仪表几种常用热电偶的热电势与温度的关系曲线分析几种常用热电偶的

21、热电势与温度的关系曲线分析 哪几种热电偶哪几种热电偶的测温上限较高？的测温上限较高？ 结论：结论： 哪几种热电哪几种热电偶的线性较差？偶的线性较差？ 哪一种热电偶的哪一种热电偶的灵敏度较高？灵敏度较高？ 哪一种热电偶的哪一种热电偶的灵敏度较低？灵敏度较低？为什么所有的曲线均过原点（零度点）？为什么所有的曲线均过原点（零度点）？2022-6-8检测仪表六、分度表六、分度表 如果能使冷端温度如果能使冷端温度t0 固定，则总的热电势就只固定，则总的热电势就只与温度与温度t成单值函数关系成单值函数关系E(t、t0)=f(t)分度表分度表-热电势与热端温度之间热电势与热端温度之间 关系列成表格关系列成表

22、格注：热电势与热端温度之间注：热电势与热端温度之间 关系是非线性关系是非线性2022-6-8检测仪表例例1：热电偶分度表的用法？例如：查表求：热电偶分度表的用法？例如：查表求E型型E（1023，0）E（1020，0）=9.816E（1023，0）=？E（1030，0）=9.932102010231030练习：查表训练计算练习：查表训练计算K型型E（966，0）=？E型型E（t，0）=7,1835 mV，求，求t=? 10201030816. 9932. 910201023816. 9)0 ,1023(EE（1023，0）=9.8508mV解解:2022-6-8检测仪表 为保证热电偶的正常工作，

23、热电偶的两极之间以及与保护套管之为保证热电偶的正常工作，热电偶的两极之间以及与保护套管之间都需要良好的电绝缘，而且耐高温、耐腐蚀和冲击的外保护套间都需要良好的电绝缘，而且耐高温、耐腐蚀和冲击的外保护套管也是必不可少的。管也是必不可少的。1. 1. 普通型热电偶普通型热电偶 3 3、表面型热电偶、表面型热电偶2. 2. 铠装热电偶铠装热电偶 4 4、快速热电偶、快速热电偶2022-6-8检测仪表热电极热电极工作部分工作部分绝缘子绝缘子防止电极与电极、套管防止电极与电极、套管短路短路保护套管保护套管保护保护接线盒接线盒热电极绝缘子保护套管接线盒1.普通型热电偶普通型热电偶2022-6-8检测仪表接

24、线盒接线盒引出线套管引出线套管 固定螺纹固定螺纹 （出厂时用塑料包裹）（出厂时用塑料包裹）热电偶工作端（热端）热电偶工作端（热端） 不锈钢不锈钢保护管保护管 2022-6-8检测仪表普通装配型普通装配型热电偶的外形热电偶的外形安装安装螺纹螺纹2022-6-8检测仪表2.2.凯装热电偶凯装热电偶结构：结构：热电极，绝缘材料，保热电极，绝缘材料，保护套管护套管特点：特点：测量端热容量小，动测量端热容量小，动态响应快，机械强度高，挠态响应快，机械强度高，挠性好，耐高压，耐振动，寿性好，耐高压，耐振动，寿命长，适用各种工业测量。命长，适用各种工业测量。2022-6-8检测仪表手柄式铠装热电偶手柄式铠装

25、热电偶 圆接插式铠装热电偶圆接插式铠装热电偶 2022-6-8检测仪表铠装型热电偶外形铠装型热电偶外形法兰法兰铠装型热电偶可铠装型热电偶可 长达上百米长达上百米薄壁金属薄壁金属 保护套管保护套管（铠体）（铠体） BA绝缘绝缘 材料材料铠装型热电偶铠装型热电偶横截面横截面2022-6-8检测仪表3.表面型热电偶表面型热电偶 利用真空镀膜法将两电利用真空镀膜法将两电极材料蒸镀在绝缘基座上制极材料蒸镀在绝缘基座上制成的薄膜热电偶。成的薄膜热电偶。特点特点 响应快，时间常数小，可作温度变化的动态测量。响应快，时间常数小，可作温度变化的动态测量。2022-6-8检测仪表SWK-2 表面温度计表面温度计

26、具有数字显示、读数直观、具有数字显示、读数直观、精度高、操作简单之特点。数显精度高、操作简单之特点。数显仪内设有热电偶冷端自动补偿电仪内设有热电偶冷端自动补偿电路，开机测量，无需调整。路，开机测量，无需调整。 MXM1310 表面温度计表面温度计 1310数字温度计是一起具有较高数字温度计是一起具有较高性能的温度计，配用分度热电偶。性能的温度计，配用分度热电偶。采用反馈式线性补偿电路，测量精度采用反馈式线性补偿电路，测量精度高，测量范围宽。高，测量范围宽。 2022-6-8检测仪表4.4.快速热电偶快速热电偶 主要由测温偶头与大纸管构成。偶头主要有正负偶丝焊接在主要由测温偶头与大纸管构成。偶头

27、主要有正负偶丝焊接在补偿导线上，补偿导线穿嵌在支架上，支架外套有小纸管，偶丝补偿导线上，补偿导线穿嵌在支架上，支架外套有小纸管，偶丝以石英支撑和保护。最外装有防渣帽，全部零组件集中装入泥头以石英支撑和保护。最外装有防渣帽，全部零组件集中装入泥头中并以耐火填充剂粘合成一整体，不可拆卸，故为一次性使用。中并以耐火填充剂粘合成一整体，不可拆卸，故为一次性使用。 测量高温熔融物体的一种专测量高温熔融物体的一种专用热电偶。用于测量钢水及高温用热电偶。用于测量钢水及高温熔融金属的温度。熔融金属的温度。 2022-6-8检测仪表八、八、 补偿导线补偿导线 问题引出问题引出-热电偶冷端暴露于空间，受环境温度影

28、热电偶冷端暴露于空间，受环境温度影响响-热电极长度有限，冷端受到被测温度变热电极长度有限，冷端受到被测温度变化的影响化的影响 解决方法解决方法-把热电偶的冷端延伸到远离被测对象且温度比较稳定的地方把热电偶的冷端延伸到远离被测对象且温度比较稳定的地方造成浪费造成浪费-选用一种具有和所连接的热电偶相同的热电性能，其材料又是廉选用一种具有和所连接的热电偶相同的热电性能，其材料又是廉价金属导线价金属导线 功功 能能其一实现了冷端迁移；其一实现了冷端迁移；其二是降低了成本。其二是降低了成本。补偿导线补偿导线E(t、t0)=f(t)2022-6-8检测仪表 不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同不同型号的热

29、电偶所配用的补偿导线不同 连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的正负极一一对应偶的正负极一一对应 补偿导线连接端的工作温度不能超出（补偿导线连接端的工作温度不能超出（0100），否），否则会给测量带来误差。则会给测量带来误差。 使用补偿导线注意问题使用补偿导线注意问题补偿导线补偿导线2022-6-8检测仪表 工业上常用各种热电偶的热电势工业上常用各种热电偶的热电势-温度的温度的关系（分度表）是在冷端温度为关系（分度表）是在冷端温度为0的情况下的情况下得到的得到的，与热电偶配套使用的显示仪表就是根，与热电偶配套使用的显示仪表就是根据这一关

30、系进行刻度的。据这一关系进行刻度的。九、冷端温度补偿九、冷端温度补偿 问题引出问题引出 解决方法解决方法00恒温法恒温法 冷端温度修正法冷端温度修正法 仪表机械零点调整法仪表机械零点调整法 补偿电桥法补偿电桥法 2022-6-8检测仪表 1、0恒温法恒温法适用于实验室中的精确测量和检定热电偶时使用适用于实验室中的精确测量和检定热电偶时使用2022-6-8检测仪表2、冷端温度修正法、冷端温度修正法 设：冷端温度恒为设：冷端温度恒为t0（t00）被测温度为）被测温度为 t 修正公式修正公式)0 ,(),()0 ,(00tEttEt测量得出的热电势测量得出的热电势 冷端冷端 t t0 0的热电势的热

31、电势被测温度被测温度 t t 的热电势的热电势 适用于实验室或临时性测量。适用于实验室或临时性测量。2022-6-8检测仪表例例 用用S S型热电偶测温，热电偶的冷端温度型热电偶测温，热电偶的冷端温度t t0 0=20=20，测得热电势为测得热电势为7.32 mv7.32 mv，求被测对象的实际温度，求被测对象的实际温度t t 。2022-6-8检测仪表例例 用用S S型热电偶测温，热电偶的冷端温度型热电偶测温，热电偶的冷端温度t t0 0=20=20，测得热电势为测得热电势为7.32 mv7.32 mv，求被测对象的实际温度，求被测对象的实际温度t t 。解解由由分度表查得分度表查得 E (

32、20,0 ) = 0.113 mv E (20,0 ) = 0.113 mv 则则 E (t, 0) = E (t, tE (t, 0) = E (t, t0 0)+E (t)+E (t0 0, 0) , 0) = 7.32 + 0.113 = 7.32 + 0.113 = 7.434 mv = 7.434 mv 再查分度表得其对应的被测温度再查分度表得其对应的被测温度t = 808t = 8082022-6-8检测仪表 3、仪表机械零点调整法、仪表机械零点调整法 将显示仪表的机械零点调至将显示仪表的机械零点调至t t0 0处，相当处，相当于在输入热电偶热电势之前就给显示仪表输于在输入热电偶热

33、电势之前就给显示仪表输入了电势入了电势E(tE(t0 0, 0) , 0) 。 此种方法比较简单，在工业上经常使用。此种方法比较简单，在工业上经常使用。2022-6-8检测仪表4、补偿电桥法、补偿电桥法 利用不平衡电桥产生的电势，来补偿利用不平衡电桥产生的电势，来补偿热电偶冷端温度变化而引起的热电势变化热电偶冷端温度变化而引起的热电势变化值。根据各类热电偶的型号选择配套的补值。根据各类热电偶的型号选择配套的补偿电桥偿电桥 原理原理2022-6-8检测仪表3.3.补偿电桥法补偿电桥法利用电桥不平衡利用电桥不平衡原理，桥臂热电原理，桥臂热电阻随温度变化，阻随温度变化，产生补偿电压产生补偿电压V),

34、(),(),(00TTETTETTENABABNAB),(),(0TTEVTTEABNAB),(0TTEVNAB2022-6-8检测仪表具体实现方法具体实现方法r1=r2=r3=1 与温度无关与温度无关热电阻热电阻20，rCU= 1，Vab=0；环境不等于；环境不等于20 ，电桥失去平衡，产生电势电桥失去平衡，产生电势Vab与与E(Tn,T0)相等，叠加补相等，叠加补偿偿电桥又叫毫伏发生器电桥又叫毫伏发生器使用时，注意零点是使用时，注意零点是20 2022-6-8检测仪表注意补偿温度的起点注意补偿温度的起点 在在2020平衡，须把显示仪表的机械零点预先平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到调整

35、到20 20 在在00平衡，须把显示仪表的机械零点预先调平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到整到00补偿是相对的，因此有一定误差补偿是相对的，因此有一定误差2022-6-8检测仪表 单点测温线路单点测温线路两点温差测量线路两点温差测量线路同向串联线路同向串联线路并联线路并联线路方方法法十、热电偶常用测温线路十、热电偶常用测温线路2022-6-8检测仪表 (1) 单点测温线路单点测温线路 如果所用仪表为动圈仪表，则补偿导线电阻如果所用仪表为动圈仪表，则补偿导线电阻应尽量小，而在用变送器和电位差计时，可不受应尽量小，而在用变送器和电位差计时，可不受补偿导线尺寸的影响。补偿导线尺寸的影响。2022

36、-6-8检测仪表 将两支同型号的热电偶反接起来将两支同型号的热电偶反接起来,可以测量两可以测量两点的温差。点的温差。t1t0t2t0E反向反向= E(t1, t0)- E(t2,t0)(2) 两点温差测量线路两点温差测量线路注意：两支热电偶的特性曲线必须相同且成线性。注意：两支热电偶的特性曲线必须相同且成线性。2022-6-8检测仪表tt0tt0（3）同向串联线路）同向串联线路 两支同型号热电偶的串联，此时输入给仪表的电两支同型号热电偶的串联，此时输入给仪表的电势信号为各支热电偶热电势的总和。作这种连接时，势信号为各支热电偶热电势的总和。作这种连接时，各支热电偶必须用补偿导线引至冷端。若将多支

37、热各支热电偶必须用补偿导线引至冷端。若将多支热电偶的测量端置于同一测量点上可大大提高灵敏度。电偶的测量端置于同一测量点上可大大提高灵敏度。这也正是热电堆的测温原理。这也正是热电堆的测温原理。E同向同向= E(t, t0)+ E(t,t0)= 2E(t, t0)应用：多支热电偶串联，可以测量各支热电偶产生热应用：多支热电偶串联，可以测量各支热电偶产生热电势之和，提高灵敏度，是制成热电堆的理论基电势之和，提高灵敏度，是制成热电堆的理论基础。础。 2022-6-8检测仪表（4）并联线路）并联线路 三支同型号的热电偶的并联路线，此时输入三支同型号的热电偶的并联路线，此时输入到显示仪表的电势值为三支热电

38、偶输入热电势的到显示仪表的电势值为三支热电偶输入热电势的平均值，如果三支热电偶均工作在特性曲线的线平均值，如果三支热电偶均工作在特性曲线的线性部分，则性部分，则E值就代表了各点温度的算术平均值。值就代表了各点温度的算术平均值。注意：只有三支热电偶均注意：只有三支热电偶均工作在特性曲线的线工作在特性曲线的线性部分才能测出三点性部分才能测出三点平均温度。并且，每平均温度。并且，每个热电偶要串联一个个热电偶要串联一个大电阻。大电阻。t1t0t2t0t3t03t0)E(t3, t0)E(t2, t0)E(t1,并联E2022-6-8检测仪表1.补偿导线与热电偶的热电特性不完全相同带来补偿导线与热电偶的

39、热电特性不完全相同带来的误差的误差2.冷端温度变化引起的误差冷端温度变化引起的误差3.热电极变质产生的误差热电极变质产生的误差4.绝缘不良引起的误差绝缘不良引起的误差5.二次仪表的基本误差二次仪表的基本误差十一、热电偶测量误差十一、热电偶测量误差2022-6-8检测仪表五、热电阻温度计五、热电阻温度计 一、热电阻温度计组成一、热电阻温度计组成1、热电阻、热电阻2、显示仪表、显示仪表3、连接导线、连接导线2022-6-8检测仪表 二、热电阻温度计特点二、热电阻温度计特点 输出信号大，测量精确；能够进行信号远传、输出信号大，测量精确；能够进行信号远传、自动记录和实现多点测量。适用于中低温测量。自动

40、记录和实现多点测量。适用于中低温测量。2022-6-8检测仪表TRt铂电阻热敏电阻对于一个给定对于一个给定电阻，其电阻电阻，其电阻值是温度的单值是温度的单值函数，因而值函数，因而可以通过测量可以通过测量电阻值来推算电阻值来推算温度。温度。 二、热电阻温度计测量原理二、热电阻温度计测量原理2022-6-8检测仪表金属导体的电阻值随温度变化金属导体的电阻值随温度变化 T R热电阻0)01(tRRtt温度t时的电阻值 电阻温度系数 00tRRt RRt 温度0时的电阻值 电阻值与温度的关系为电阻值与温度的关系为2022-6-8检测仪表1 320CtBtAtRRt 在在0630.74范围内，金属铂的电

41、阻值与温度范围内，金属铂的电阻值与温度 的关系为的关系为 在在-50180范围内，金属铜的电阻值与温度范围内，金属铜的电阻值与温度的关系为的关系为)1 (0tRRt温度t时的电阻值 温度0时的电阻值 2022-6-8检测仪表电阻温度系数：电阻温度系数：在某一温度间隔内，温度变化在某一温度间隔内，温度变化1时时的电阻相对变化量，单位为的电阻相对变化量，单位为1/ 。 平均电阻温度系数平均电阻温度系数dtdRRt01tRRt0金属导体电阻温度系数一般为正值金属导体电阻温度系数一般为正值 纯金属一般为纯金属一般为0.380.68%，金属纯度越高，其，金属纯度越高，其电阻温度系数越大电阻温度系数越大2

42、022-6-8检测仪表1、电阻温度系数、电阻温度系数应大应大2、复现性要好、复现性要好3、电阻率大、电阻率大4、物理、化学性质要稳定、物理、化学性质要稳定5、电阻值随温度的变化最好成线性、电阻值随温度的变化最好成线性6、价格便宜，工艺性好、价格便宜，工艺性好 四、热电阻的材质要求四、热电阻的材质要求2022-6-8检测仪表1、铂热电阻、铂热电阻2、 铜热电阻铜热电阻3、镍热电阻、镍热电阻 热电阻的类型热电阻的类型2022-6-8检测仪表1 铂热电阻铂热电阻特点特点：准确度高，稳定性好、性能可靠、有较高：准确度高，稳定性好、性能可靠、有较高电阻率，广泛应用于基准、标准化仪器中，是目电阻率，广泛应

43、用于基准、标准化仪器中，是目前测温复现性最好的一种。前测温复现性最好的一种。使用范围使用范围：-200850，在，在9090年国际温标中规定年国际温标中规定平衡氢三相点平衡氢三相点13.8k13.8k到凝固点到凝固点961.78961.78标准仪器标准仪器应用铂电阻。应用铂电阻。规格型号规格型号：Pt100Pt100、Pt10Pt10。2022-6-8检测仪表 在在0630.74范围内，金属铂的电阻值与温度范围内，金属铂的电阻值与温度 的关系为的关系为1320CtBtAtRRt 工业上用的铂电阻有两种，一种是工业上用的铂电阻有两种，一种是R0=10，对，对应的分度号位应的分度号位Pt10。另一

44、种是。另一种是R0=100，对应的分，对应的分度号为度号为Pt100。2022-6-8检测仪表结构结构(1(1）电阻丝）电阻丝(2)(2)绝缘管绝缘管(3)(3)保护套管保护套管(4)(4)接线盒接线盒2022-6-8检测仪表铂电阻铂电阻2022-6-8检测仪表 普通型铂热电阻普通型铂热电阻薄膜型铂热电阻薄膜型铂热电阻小型铂小型铂热电阻热电阻防爆型铂热电阻防爆型铂热电阻2022-6-8检测仪表2 铜热电阻铜热电阻特点特点：线性度高、电阻温度系数高、价：线性度高、电阻温度系数高、价格便宜、电阻率低、易氧化。格便宜、电阻率低、易氧化。使用范围使用范围：-50180。)1 (0tRRt电阻值与温度关

45、系电阻值与温度关系标准化热电阻标准化热电阻Cu50, Cu1002022-6-8检测仪表铜热电阻铜热电阻2022-6-8检测仪表 (1)、普通型热电阻、普通型热电阻 (2)、铠装热电阻、铠装热电阻（3）薄膜热电阻）薄膜热电阻 五、热电阻的结构五、热电阻的结构2022-6-8检测仪表分类：分类： 平衡电桥平衡电桥 二线制二线制 不平衡电桥不平衡电桥 三线制三线制 六、热电阻测量电路六、热电阻测量电路2022-6-8检测仪表平衡电桥二线法平衡电桥二线法电源电压和稳定性一般不影电源电压和稳定性一般不影响测量结果响测量结果如果不计如果不计RW随温度的变化，随温度的变化，Rt与与RH 触点位置成线性关系

46、触点位置成线性关系连接导线的电阻随温度变化连接导线的电阻随温度变化引起测量误差引起测量误差1 平衡电桥平衡电桥GR1R2R3RW2RW1RtabcdR0RH1RH2222122113121132113212()/ / - tWWHHtWWHHtHWWHRRRRRRRRRRRRRRR RRRRR RRRR（）（）（）222122113121132113212()/ / - tWWHHtWWHHtHWWHRRRRRRRRRRRRRRR RRRRR RRRR（）（）（）222122113121132113212()/ / - tWWHHtWWHHtHWWHRRRRRRRRRRRRRRR RRRRR

47、RRRR（）（）（）2022-6-8检测仪表平衡电桥三线法平衡电桥三线法电源电压和稳定性一般不电源电压和稳定性一般不影响测量结果影响测量结果连接导线的电阻随温度变连接导线的电阻随温度变化引起测量误差被削弱化引起测量误差被削弱 / )(212223112231121HWWHtWHHWtRRRRRRRRRRRRRRRRR）（）（）（RW2RW1RtdGR1R2R3abcR0RH1RH22022-6-8检测仪表不平衡电桥法不平衡电桥法I)(IfRt连续自动显示，结构简单，连续自动显示，结构简单，价格便宜价格便宜Rt与与I成非线性关系成非线性关系电源电压的稳定性对测量电源电压的稳定性对测量结果有影响，

48、应该使用稳压结果有影响，应该使用稳压电源电源连接导线电阻随温度变化连接导线电阻随温度变化会引起测量误差，三线接法会引起测量误差，三线接法可以削弱可以削弱RW2RW1RtdIR1R2R3abc二线制二线制2022-6-8检测仪表三线制三线制2022-6-8检测仪表1、插入深度要求、插入深度要求2、插入方向要求、插入方向要求测量端应有足够的插入深度，应使保护套管的测量端超过管测量端应有足够的插入深度，应使保护套管的测量端超过管道中心线道中心线510mm。保证测温元件与流体充分接触，最好是迎着被测介质流向插入，保证测温元件与流体充分接触，最好是迎着被测介质流向插入，正交正交90也可，但切勿与被测介质

49、形成顺流。也可，但切勿与被测介质形成顺流。流体流动方向2022-6-8检测仪表3、测量元件的感温点应处在管道中流速最测量元件的感温点应处在管道中流速最大处。大处。4、若工艺管道过小，安装测温元件处应接若工艺管道过小，安装测温元件处应接装扩大管。装扩大管。5、热电偶、热电阻的接线盒面盖应向上。热电偶、热电阻的接线盒面盖应向上。6、测量元件应插在有保温层的管道或设备测量元件应插在有保温层的管道或设备处。处。7、测量元件安装在负压管道中时，密封性测量元件安装在负压管道中时，密封性要好。要好。2022-6-8检测仪表1、按照规定的型号配用热电偶的补偿导线，注意两者、按照规定的型号配用热电偶的补偿导线，

50、注意两者极性不能接反。极性不能接反。2、热电阻的线路电阻一定要符合所配二次仪表的要求。、热电阻的线路电阻一定要符合所配二次仪表的要求。3、为了保护连接导线与补偿导线不受损伤，应把他们、为了保护连接导线与补偿导线不受损伤，应把他们穿入钢管内或走槽板穿入钢管内或走槽板4、导线应避免有接头。、导线应避免有接头。5、导线应尽量避开交流动力电线。、导线应尽量避开交流动力电线。6、补偿导线不应有中间接头，否则应加装接线盒。、补偿导线不应有中间接头，否则应加装接线盒。2022-6-8检测仪表1、试述双金属温度计原理，如何利用双金属温度计构成温度、试述双金属温度计原理，如何利用双金属温度计构成温度控制器？控制