《温度检测上》PPT课件

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1、第2章温度检测温标及测温方法膨胀式温度计电阻式温度传感器热电偶传感器辐射式温度传感器光纤传感器薄膜热传感器集成温度传感器第2章温度检测温度是表征物体或系统的冷热程度的物理量。温度单位是国际单位制中七个基本单位之一。本章在简单介绍温标及测温方法的基础上，重点介绍膨胀式温度测量、电阻式温度传感与测试、热电偶温度计、辐射式温度计、光导纤维温度计、集成温度传感技术等测温原理及方法。温度变送器2.1温标及测温方法2.1.1温标经验温标:①摄氏温标，②华氏温标，③列氏温标。换算关系为C=(5/9)×(F-32)=(5/4)R热力学温标:又称为开尔文温标，用符号K表示。换算关系为K=273

2、.15+C国际实用温标2.1温标及测温方法2.1.2温度检测的主要方法及分类温度检测方法一般可以分为两大类，即接触测量法和非接触测量法。常用的测温方法、类型及特点如表2.1.1所示。2.2膨胀式温度计膨胀式温度计分为液体膨胀式温度计和固体膨胀式温度计两大类。2.2.1双金属温度计双金属温度计的特点:抗震性能好，结构简单，牢固可靠，读数方便，但它的精度不高，测量范围也不大。2.2膨胀式温度计Bimetallicthermometer2.2膨胀式温度计Realizationsofbimetallicthermometers2.2膨胀式温度计电烤箱和电火锅上的温度调节与控制：2.2

3、膨胀式温度计2.2.2压力式温度计一、压力式温度计的结构与原理二、充气体的压力温度计:气体状态方程式pV=mRT表明，在密封容器内充以气体，就构成充气体的压力温度计。三、充蒸汽的压力温度计:充蒸汽的压力温度计是根据低沸点液体的饱和蒸气压只和气液分界面的温度有关这一原理制成。2.3电阻式温度传感器2.3.1热电阻传感器测温基础：多数金属的电阻率随温度升高而增大，具有正的温度系数。特点:精度高，适宜于测低温。对金属材料要求：电阻温度系数大，电阻率大，热容量小；在测温范围内有稳定的物理和化学性质；电阻与温度的关系最好近似于线性，或为平滑的曲线；容易加工，复制性好，价格便宜。热电阻温

4、度传感器是利用导体或半导体的电阻率随温度的变化而变化的原理制成的，可将温度的变化转化为电阻的变化。由金属（铂、铜、镍等）材料制成的称为热电阻；由半导体材料制成的称为热敏电阻。一、铂电阻精度高，稳定性好，性能可靠。主要用作标准电阻温度计，也常用于工业测量。铂电阻的优缺点？0~850℃：-200~0℃：工业标准：50/100/1000Ω；Pt50/Pt100/Pt1000分度表及其应用铂电阻分度表：注：手册上温度步长为1℃。必要时可插值。后同！二、铜电阻铂是贵金属，价格昂贵，因此在测温范围比较小(-50～+150℃)的情况下，可采用铜制成的测温电阻，称铜电阻。铜电阻的优缺点？工业

5、标准：50/100Ω；Cu50/Cu100分度表及其应用铜电阻分度表：分度号：Cu50，温度/℃0102030405060708090电阻/Ω－050.0047.8545.7043.5541.4039.24050.0052.1445.2856.4258.5660.7062.8464.9867.1269.2610071.4073.5475.6877.8379.9882.13铂电阻传感器实物铂电阻传感器实物（续）耐磨、防腐热电阻传感器实物：装配式热电阻传感器实物：软导线式热电阻传感器实物：三线制（热电阻的一端引出一根线，另一端引出两根线）。见后！三、铁电阻和镍电阻这两种金属的电阻

6、温度系数较高、电阻率较大，故可做成体积小，灵敏度高的电阻温度计，其缺点是容易氧化，化学稳定性差，不易提纯，复制性差，且电阻值与温度的关系线性差。四种金属电阻温度特性比较比较线性和灵敏度（电阻的相对变化率）！t/℃测低温和超低温的热电阻:国际制冷学会:T>120K为冷冻温区;120K>T>0.3K为低温区;T<0.3K为超低温区。常压下，液氦沸点4.2K，液氮沸点77.3K。H.K.Onnes，1911，Hg，略低于4.2K，电阻突然消失。后来发现很多其他材料也有类似现象。一些材料在某一低温下电阻消失的现象称为超导（superconducting）现象，相应的温度称为该超导材料

7、的临界温度Tc。超导材料有重要而广泛的用途，研究热点。Tc<30K，液氦条件下工作（昂贵、复杂），称为低温超导材料。重点研究高温超导材料（1986年到液氮温区）。测低温和超低温的热电阻:超导材料进展2004年12月，中国科学院电工研究所与甘肃长通电缆公司等合作研制成功75m、10.5KV／1500A交流高温超导电缆，并接入到甘肃长通电缆公司6KV配电网中向车间供电运行。测低温和超低温的热电阻:铂电阻和铜电阻不适合测低温和超低温。铟电阻：300~4.2K，4.2~15K灵敏度比铂电阻高10倍。材料软，复制