《温度测量》word版

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1、第二章温度测量第一节概述一、测温基础知识1、温度温度是表征物体冷热程度的物理量。是工业生产和科学实验中最普遍、最重要的热工参数之一。温度不能直接加以测量，只能借助于冷热不同的物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性，来进行间接测量。温度测量范围很广，种类很多。按工作原理分，有膨胀式、热电阻、热电偶、及辐射式等，按测量方式分，有接触式和非接触式两种。测量方式仪表名称测温原理精度范围特点测量范围/℃接触式双金属温度计金属热膨胀变形随温度变化1～2.5结构简单，精度清楚，读数方便，精度较低，不能远传-100～600一般-80～6

2、00压力式温度计气（汽）体，液体在定容条件下，压力随温度变化1～2.5结构简单可靠，可较远距离传送（<50m），精度较低，受环境温度影响大0～600一般0～300玻璃管液体温度计液体热膨胀体积量随温度变化0.1～2.5结构简单，精度高，读数不便，不能远传-200～600一般-100～600热电阻温度计金属或半导体电阻随温度变化0.5～3.0精度高，便于远传；需外加电源-258～1200一般-200～650热电偶温度计热电效应0.5～1.0测温范围大，精度高，便于远传，低温精度差-269～2800一般-200～1800非接触式光学高温计物体单色辐射强

3、度及亮度随温度变化1.0～1.5结构简单，携带方便，不破坏对象温度场；易产生目测误差，外界反射辐射会引起测量误差200～3200一般600～2400辐射高温计物体会辐射随温度变化1.5结构简单，稳定性好，光路上环境介质吸收辐射，易产生测量误差100～3200一般700～20002、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换11，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

4、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。二、热电偶1、热电偶测温基本原理  将两种不同成分的导体组合成一个闭合回路，当闭合回路的两个接点分别置于不同的温度场中时，回路中将产生一个电动势。该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”。两种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势称为“热

5、电动势”。热电偶的两个接点，一个称为热端，一个称为自由端或冷端。热电动势包括：接触电动势和温差电动势。2、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，而且不受大小和开口的限制，外有保护套管，用起来非常方便。3、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

6、热电偶和非标准热电偶两大类。所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

7、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。4、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，使热电偶的冷端延长11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

8、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℃。三、热