PPT《温度检测方法及仪表》

温度检测方法及仪表 温度检测方法及仪表 温度检测方法 应用热膨胀测温应用工作物质的压力随温度变化的原理测温应用热电效应测温应用热电阻原理测温应用热辐射原理测温 温度检测仪表 热电偶温度计热电阻温度计温度变送器 本节主要内容 温度检测方法及仪表 温度检测的基本知识 温度:反映了物体冷热的程度,与自然界中的各种物理和化学过 程相联系.

温度概念的建立及测量:以热平衡为基础的,温度最本质的性质:当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生 导热换热,换热结束后两物体处于热平衡状态,则它们具 有相同的温度.测量方法:接触式测温和非接触式测温 温度检测方法及仪表 接触式测温 温度敏感元件与被测对象接触,经过换热后两者温度相等.1) 膨胀式温度计 (2) 热电阻温度计 (3)热电偶温度计 (4)其他原理的温度计 直观、可靠,测量仪表也比较简单 特点 非接触测温 温度敏感元件不与被测对象接触,而是通过辐射能量进行热交换,由辐射能的大小来推算被测物体的温度.1) 辐射式温度计 (2) 光纤式温度计: 特点 不与被测物体接触,不破坏原有的温度场.精度一般不高. 温度检测方法及仪表 温标摄氏温标 是把标准大气压下纯水的冰融点定为0度,纯水的沸点定为100度的一种温标.在0度和100度之间分成100等分,每一分为一摄氏度,符号为℃.华氏温标 规定在大气压下,纯水的冰融点为32度,纯水的沸点为212度,中间划分为180等分,每一分为一华氏度,符号为H. 热力学温标 又称开尔文温标,单位为开尔文(K). 国际实用温标 是一种符合热力学温标又使用简单的温标. 最新温标是1990年国际温标 (ITS-90) 温度检测方法及仪表 应用热膨胀原理测温 测量原理 物体受热时产生膨胀 液体膨胀式温度计 固体膨胀式温度计 玻璃管温度计 双金属温度计 温度检测方法及仪表 应用热电效应测温 测量原理 两种不同的金属A和B构成闭合回路当两个接触端 T T0时,回路中会产生热电势 热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定 热电极 温度检测方法及仪表 闭和回路总电势 A B 温度检测方法及仪表 分度表如果能使冷端温度t0 固定,则总电势就只与温度t成单值函数关系 分度表-----热电势与热端温度之间 关系列成表格 注:热电势与热端温度之间 关系是非线性 温度检测方法及仪表 补偿导线 问题引出 解决方法 热电偶冷端暴露于空间,受环境温度影响 热电极长度有限,冷端受到被测温度变化的影响 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 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 补偿导线 其一实现了冷端迁移;

其二是降低了成本. 功能温度检测方法及仪表 不同型号的热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(0~100℃),否则会给测量带来误差. 使用补偿导线注意问题 温度检测方法及仪表 问题引出 冷端温度补偿 热电偶的分度表所表征的是冷端温度为0℃时的热电势-温度关系,与热电偶配套使用的显示仪表就是根据这一关系进行刻度的. 解决方法 0℃恒温法 冷端温度修正法 仪表机械零点调整法 补偿电桥法 温度检测方法及仪表 0℃恒温法 适用于实验室中的精确测量和检定热电偶时使用 温度检测方法及仪表 冷端温度修正法 设:冷端温度恒为t0(t0≠0)被测温度为 t 修正公式 冷端 t0的热电势 测量得出的热电势 被测温度 t 的热电势 仪表机械零点调整法 将显示仪表的机械零点调至t0处,相当于在输入热电偶热电势之前就给显示仪表输入了电势E(t0, 0) 温度检测方法及仪表 由分度表查得 E (20,0 ) = 0.113 mv 则E(t, 0) = E (t, t0)+E (t0, 0)7.32 + 0.113 = 7.434 mv 再查分度表得其对应的被测温度t = 808℃ 例用S型热电偶测温,热电偶的冷端温度t0=20℃,测得热电势为7.32 mv,求被测对象的实际温度t . 解 温度检测方法及仪表 使用补偿电桥注意问题 根据各类热电偶的型号选择配套的补偿电桥 注意补偿温度的起点 在20℃平衡,须把显示仪表的机械零点预先调整到20℃ 在0℃平衡,须把显示仪表的机械零点预先调整到0℃ 补偿是相对的,以此有一定误差 温度检测方法及仪表 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管也是必不可少的.1. 普通型装配式结构2. 柔性安装型铠装结构 热电偶结构 温度检测方法及仪表 应用热电阻原理测温 导体或半导体的电阻值随温度变化 测量原理 在0~630.74℃范围内,金属铂的电阻值与温度的关系为 T R 热电阻 在-50~180℃范围内,金属铜的电阻值与温度的关系为 温度0℃时的电阻值 温度t℃时的电阻值 温度检测方法及仪表 热电阻温度计 应用于-200~600℃范围内的温度测量 热电阻=电阻体(最主要部分)+绝缘套管+接线盒 热电阻的材料要求:电阻温度系数要大;

电阻率尽可能大,热容量要小,在测量范围内,应具有稳定的物理和化学性能;

电阻与温度的关系最好接近于线性;

应有良好的可加工性,且价格便宜. 温度检测方法及仪表 常用热电阻 铂电阻 电阻率较大,电阻-温度关系呈非线性,但测温范围广,精度高,且材料易提纯,复现性好 工业用铂电阻分度号为Pt100和Pt10 铜电阻 电阻值与温度的关系几乎呈线性,电阻温度系数也较大,而且其材料易提纯,价格比较便宜,但缺点是在100℃以上易被氧化 工业用铜热电阻的分度号为Cu50和Cu100 热敏电阻 (负温度系数热敏电阻 NTC )电阻温度系数约为铂电阻的4~9倍,且本身电阻值较高.半导体热敏电阻的电阻-温度特性呈非线性,并且稳定性和互换性差. 温度检测方法及仪表 热电阻结构

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6 温度检测方法及仪表 测温元件安装注意事项 插入深度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道中心线5~10mm. 流体流动方向 插入方向要求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90°也可,但切勿与被测介质形成顺流. ........