溫度計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)

1、2022-6-161溫度計(jì)量基礎(chǔ)溫度計(jì)量的基礎(chǔ)知識(shí)溫度計(jì)量的基礎(chǔ)知識(shí)膨脹式溫度計(jì)電阻式溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)溫度計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置 目 錄2022-6-162溫度計(jì)量基礎(chǔ)溫度計(jì)量的基礎(chǔ)知識(shí)溫度計(jì)量的基礎(chǔ)知識(shí) 一、一、基本概念基本概念 溫度標(biāo)志著物質(zhì)溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)部大量分子無(wú)規(guī)則內(nèi)部大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫度越高，表示物體內(nèi)度越高，表示物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。部分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。 2022-6-163模擬圖：模擬圖：在一個(gè)密閉的空間里，氣體分子在在一個(gè)密閉的空間里，氣體分子在高溫時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度比低溫時(shí)快！高溫時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度比低溫時(shí)快！低溫低溫高溫高溫溫度計(jì)量基礎(chǔ)二、溫標(biāo)二、溫

2、標(biāo) 1 1、溫度的數(shù)值表示方法稱為溫標(biāo)溫度的數(shù)值表示方法稱為溫標(biāo)。 它規(guī)定了溫度的讀數(shù)的起點(diǎn)（即零點(diǎn)）以及它規(guī)定了溫度的讀數(shù)的起點(diǎn)（即零點(diǎn)）以及 溫度的單位。各類溫度計(jì)的刻度均由溫標(biāo)確定。溫度的單位。各類溫度計(jì)的刻度均由溫標(biāo)確定。 2 2、國(guó)際上規(guī)定的溫標(biāo)有：攝氏溫標(biāo)、華氏國(guó)際上規(guī)定的溫標(biāo)有：攝氏溫標(biāo)、華氏 溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)、國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)等。溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)、國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)等。 2022-6-164溫度計(jì)量基礎(chǔ)經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)華氏溫標(biāo)華氏溫標(biāo) 1714年德國(guó)人法勒海特年德國(guó)人法勒海特(Fahrenheit)以水銀為測(cè)溫介質(zhì)，制成玻璃水銀溫度以水銀為測(cè)溫介質(zhì)，制成玻璃水銀溫度計(jì)。計(jì)。選取氯化銨和冰

3、水的混合物的冰點(diǎn)溫度為溫度計(jì)的零度，人體溫度為溫度計(jì)的100度。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為32 ，水的沸點(diǎn)為212 ，中間有180等分，每等分為華氏1度，記作“1 ”。2022-6-165溫度計(jì)量基礎(chǔ)經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)攝氏溫標(biāo) 1740年瑞典人攝氏年瑞典人攝氏(Celsius)提出在標(biāo)提出在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把水的冰點(diǎn)規(guī)定為準(zhǔn)大氣壓下，把水的冰點(diǎn)規(guī)定為0度，水度，水的沸點(diǎn)規(guī)定為的沸點(diǎn)規(guī)定為100度。度。 2022-6-166溫度計(jì)量基礎(chǔ)熱力學(xué)溫標(biāo)（熱力學(xué)溫標(biāo)（K K） 熱力學(xué)溫標(biāo)是建立在熱力學(xué)第二定律基礎(chǔ)上的科學(xué)的溫標(biāo)，是由開(kāi)爾文（Kelvin）根據(jù)熱力學(xué)定律提出來(lái)的，因此又稱開(kāi)氏溫標(biāo)。是國(guó)

4、際單位制七個(gè)基本物理量之一，單位為開(kāi)爾文，簡(jiǎn)稱開(kāi)（符號(hào)為K），其描述的是客觀世界真實(shí)的溫度，同時(shí)也是制定國(guó)際協(xié)議溫標(biāo)的基礎(chǔ)，是一種標(biāo)定、量化溫度的方法。熱力學(xué)溫度又被稱為絕對(duì)溫度，是熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理中的重要參數(shù)之一。一般所說(shuō)的絕對(duì)零度指的便是0K，對(duì)應(yīng)零下273.15。2022-6-167威廉威廉湯姆遜湯姆遜開(kāi)爾文勛爵像開(kāi)爾文勛爵像溫度計(jì)量基礎(chǔ)幾種溫標(biāo)的對(duì)比幾種溫標(biāo)的對(duì)比 2022-6-168正常體溫正常體溫為為37 C C ，相當(dāng)于華相當(dāng)于華氏溫度多氏溫度多少度？少度？溫度計(jì)量基礎(chǔ)1990國(guó)際溫標(biāo)國(guó)際溫標(biāo)( (ITS-90) ) 從從1990年年1月月1日開(kāi)始在全世界范日開(kāi)始在全世界范圍內(nèi)采

5、用圍內(nèi)采用1990年國(guó)際溫標(biāo)，簡(jiǎn)稱年國(guó)際溫標(biāo)，簡(jiǎn)稱ITS-90。它定義了一系列溫度的固定點(diǎn)，。它定義了一系列溫度的固定點(diǎn)，測(cè)量和重現(xiàn)這些固定點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)儀器以測(cè)量和重現(xiàn)這些固定點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)儀器以及計(jì)算公式，例如水的三相點(diǎn)為及計(jì)算公式，例如水的三相點(diǎn)為273.16K（0.01 C）等。）等。 2022-6-169溫度計(jì)量基礎(chǔ)國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)指導(dǎo)思想指導(dǎo)思想：盡可能地接近熱力學(xué)溫標(biāo)，復(fù)：盡可能地接近熱力學(xué)溫標(biāo)，復(fù)現(xiàn)精度要高，制作較容易，性能穩(wěn)定，使現(xiàn)精度要高，制作較容易，性能穩(wěn)定，使用方便；用方便；1989年年7月第月第77屆國(guó)際計(jì)量委員會(huì)批準(zhǔn)建屆國(guó)際計(jì)量委員會(huì)批準(zhǔn)建立了新的國(guó)際溫標(biāo)，簡(jiǎn)稱立了新的

6、國(guó)際溫標(biāo)，簡(jiǎn)稱ITS一一90。2022-6-1610溫度計(jì)量基礎(chǔ)ITS一一90基本內(nèi)容為：基本內(nèi)容為： 重申國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)單位仍為重申國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)單位仍為K； 國(guó)際攝氏溫度國(guó)際攝氏溫度和和國(guó)際實(shí)用溫度國(guó)際實(shí)用溫度關(guān)系為：關(guān)系為： 把整個(gè)把整個(gè)溫標(biāo)溫標(biāo)分成分成4個(gè)溫區(qū)，其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)儀器個(gè)溫區(qū)，其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)儀器 如下：如下： 0.655.0K，用，用3He和和4He蒸汽溫度計(jì)；蒸汽溫度計(jì)； 3.024.5561K，用，用3He和和4He定容氣體溫度計(jì)；定容氣體溫度計(jì)； 13.803K961.78，用鉑電阻溫度計(jì)；，用鉑電阻溫度計(jì)； 961.78以上，用光學(xué)或光電高溫計(jì)；以上，用光學(xué)或光電高溫計(jì)； 新

7、確認(rèn)和規(guī)定新確認(rèn)和規(guī)定17個(gè)固定點(diǎn)溫度值個(gè)固定點(diǎn)溫度值以及借助依據(jù)這些固以及借助依據(jù)這些固定點(diǎn)和規(guī)定的內(nèi)插公式分度的標(biāo)準(zhǔn)儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)定點(diǎn)和規(guī)定的內(nèi)插公式分度的標(biāo)準(zhǔn)儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)熱熱力學(xué)溫標(biāo)力學(xué)溫標(biāo)。如下表所示：。如下表所示：9090273.15tT2022-6-1611溫度計(jì)量基礎(chǔ)2022-6-1612溫度計(jì)量基礎(chǔ)三、溫度測(cè)量及傳感器分類三、溫度測(cè)量及傳感器分類 溫度傳感器按照用途可分為溫度傳感器按照用途可分為基準(zhǔn)溫度基準(zhǔn)溫度計(jì)和工業(yè)溫度計(jì)計(jì)和工業(yè)溫度計(jì)；按照測(cè)量方法又可分為；按照測(cè)量方法又可分為接觸式接觸式和和非接觸式非接觸式；按工作原理又可分為；按工作原理又可分為膨脹式、電阻式、熱電式、

8、輻射式膨脹式、電阻式、熱電式、輻射式等等；等等；按輸出方式分，有按輸出方式分，有自發(fā)電型、非電測(cè)型自發(fā)電型、非電測(cè)型等。等。 2022-6-1613溫度計(jì)量基礎(chǔ)各類溫度檢測(cè)方法構(gòu)成的測(cè)溫儀表的大體測(cè)溫范圍各類溫度檢測(cè)方法構(gòu)成的測(cè)溫儀表的大體測(cè)溫范圍2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)14測(cè)溫方法 按照所用方法之不同，溫度測(cè)量分為接觸式和非接按照所用方法之不同，溫度測(cè)量分為接觸式和非接觸式兩大類。觸式兩大類。 1. 接觸式測(cè)溫接觸式測(cè)溫 接觸式的特點(diǎn)是測(cè)溫元件直接與被測(cè)對(duì)象相接觸，接觸式的特點(diǎn)是測(cè)溫元件直接與被測(cè)對(duì)象相接觸，兩者之間進(jìn)行充分的熱交換，最后達(dá)到熱平衡，兩者之間進(jìn)行充分的熱交換，最后達(dá)到熱

9、平衡，這是感溫元件的某一物理參效的量值就代表了被這是感溫元件的某一物理參效的量值就代表了被測(cè)對(duì)象的溫度值。測(cè)對(duì)象的溫度值。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：直觀可靠。：直觀可靠。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：是感溫元件影響被測(cè)溫度場(chǎng)的分布，接觸不：是感溫元件影響被測(cè)溫度場(chǎng)的分布，接觸不良等都會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差，另外溫度太高和腐蝕性良等都會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差，另外溫度太高和腐蝕性介質(zhì)對(duì)感溫元件的性能和壽命會(huì)產(chǎn)生不利影響。介質(zhì)對(duì)感溫元件的性能和壽命會(huì)產(chǎn)生不利影響。2022-6-1615溫度計(jì)量基礎(chǔ)熱電偶熱電偶2022-6-1616溫度計(jì)量基礎(chǔ)2、非接觸式測(cè)溫 非接觸測(cè)溫的特點(diǎn)是感溫元件不與被測(cè)非接觸測(cè)溫的特點(diǎn)是感溫元件不與被測(cè)對(duì)象相接觸，而是通過(guò)輻射

10、進(jìn)行熱交換，對(duì)象相接觸，而是通過(guò)輻射進(jìn)行熱交換，故可避免接觸測(cè)溫法的缺點(diǎn)，具有故可避免接觸測(cè)溫法的缺點(diǎn)，具有較高較高的測(cè)溫上限的測(cè)溫上限。此外，非接觸測(cè)溫法。此外，非接觸測(cè)溫法熱慣熱慣性小性小，可達(dá)千分之一秒，故，可達(dá)千分之一秒，故便于測(cè)量運(yùn)便于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的溫度和快速度變化的溫度。動(dòng)物體的溫度和快速度變化的溫度。2022-6-1617溫度計(jì)量基礎(chǔ)紅外溫度計(jì)紅外溫度計(jì)2022-6-1618溫度計(jì)量基礎(chǔ)接觸式與非接觸式測(cè)溫特點(diǎn)比較接觸式與非接觸式測(cè)溫特點(diǎn)比較2022-6-1619方方 式式 接接 觸觸 式式 非非 接接 觸觸 式式 測(cè)量測(cè)量 條件條件 感溫元件要與被測(cè)對(duì)象良好接觸；感溫元件感溫元

11、件要與被測(cè)對(duì)象良好接觸；感溫元件的加入幾乎不改變對(duì)象的溫度；被測(cè)溫度不的加入幾乎不改變對(duì)象的溫度；被測(cè)溫度不超過(guò)感溫元件能承受的上限溫度超過(guò)感溫元件能承受的上限溫度;被測(cè)對(duì)象不被測(cè)對(duì)象不對(duì)感溫元件產(chǎn)生腐蝕對(duì)感溫元件產(chǎn)生腐蝕 需準(zhǔn)確知道被測(cè)對(duì)象表面發(fā)射率；被測(cè)對(duì)需準(zhǔn)確知道被測(cè)對(duì)象表面發(fā)射率；被測(cè)對(duì)象的輻射能充分照射到檢測(cè)元件上象的輻射能充分照射到檢測(cè)元件上 測(cè)量測(cè)量 范圍范圍 特別適合特別適合1200以下、熱容大、無(wú)腐蝕性以下、熱容大、無(wú)腐蝕性 對(duì)象的連續(xù)在線測(cè)溫，對(duì)高于對(duì)象的連續(xù)在線測(cè)溫，對(duì)高于l 300以上以上 的溫度測(cè)量較困難的溫度測(cè)量較困難 原理上測(cè)量范圍可以從超低溫到極高溫，原理上測(cè)量

12、范圍可以從超低溫到極高溫，但但1000以下，測(cè)量誤差大，能測(cè)運(yùn)動(dòng)物以下，測(cè)量誤差大，能測(cè)運(yùn)動(dòng)物 體和熱容小的物體溫度體和熱容小的物體溫度 精精 度度 工業(yè)用表通常為工業(yè)用表通常為1.0、0.5、0.2及及0.1級(jí)，級(jí)，實(shí)驗(yàn)室用表可達(dá)實(shí)驗(yàn)室用表可達(dá)0.01級(jí)級(jí) 通常為通常為1.0、1.5、2.5級(jí)級(jí) 響應(yīng)響應(yīng) 速度速度慢，通常為幾十秒到幾分鐘慢，通常為幾十秒到幾分鐘 快，通常為快，通常為23秒鐘秒鐘 其它其它 特點(diǎn)特點(diǎn) 整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、可靠、維整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、可靠、維 護(hù)方便、價(jià)格低廉，儀表讀數(shù)直接反映被護(hù)方便、價(jià)格低廉，儀表讀數(shù)直接反映被 測(cè)物體實(shí)際溫度；可方便地組

13、成多路集中測(cè)物體實(shí)際溫度；可方便地組成多路集中 測(cè)量與控制系統(tǒng)測(cè)量與控制系統(tǒng) 整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、調(diào)整麻整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、調(diào)整麻煩、價(jià)格昂貴；儀表讀數(shù)通常只反映被測(cè)煩、價(jià)格昂貴；儀表讀數(shù)通常只反映被測(cè)物體表現(xiàn)溫度物體表現(xiàn)溫度(需進(jìn)一步轉(zhuǎn)換需進(jìn)一步轉(zhuǎn)換)；不易組成；不易組成測(cè)溫、控溫一體化的溫度控制裝置測(cè)溫、控溫一體化的溫度控制裝置 溫度計(jì)量基礎(chǔ)溫度測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)膨脹式溫度計(jì)膨脹式溫度計(jì)電阻式溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)溫度計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置 目 錄2022-6-1620溫度計(jì)量基礎(chǔ)2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)21膨脹式溫度計(jì)膨脹式溫度計(jì)1. 液體膨脹式溫度計(jì)液體膨脹式溫度計(jì) 這是應(yīng)

14、用最早而且當(dāng)前使用最廣泛的一這是應(yīng)用最早而且當(dāng)前使用最廣泛的一種溫度計(jì)，典型結(jié)構(gòu)如圖所示。它由液種溫度計(jì)，典型結(jié)構(gòu)如圖所示。它由液體儲(chǔ)存器、毛細(xì)管和標(biāo)尺組成。體儲(chǔ)存器、毛細(xì)管和標(biāo)尺組成。 液體玻璃溫度計(jì)的測(cè)溫上限取決于所用液體玻璃溫度計(jì)的測(cè)溫上限取決于所用液體汽化點(diǎn)的溫度，下限受液體凝點(diǎn)溫液體汽化點(diǎn)的溫度，下限受液體凝點(diǎn)溫度的限制。為了防止毛細(xì)管中液注出現(xiàn)度的限制。為了防止毛細(xì)管中液注出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象，并提高測(cè)溫液體的沸點(diǎn)溫度，斷續(xù)現(xiàn)象，并提高測(cè)溫液體的沸點(diǎn)溫度，常在毛細(xì)管中液體上部充以一定壓力的常在毛細(xì)管中液體上部充以一定壓力的氣體。氣體。2022-6-1622溫度計(jì)量基礎(chǔ)2022-6-1623

15、溫度計(jì)量基礎(chǔ)2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)24 玻璃液體溫度計(jì)分為全浸式和部分浸玻璃液體溫度計(jì)分為全浸式和部分浸入式兩種。全浸是指測(cè)溫時(shí)把液柱部分全入式兩種。全浸是指測(cè)溫時(shí)把液柱部分全部浸入被測(cè)介質(zhì)中。部分浸入是把溫度計(jì)部浸入被測(cè)介質(zhì)中。部分浸入是把溫度計(jì)浸入標(biāo)志以下的部分插入被測(cè)介質(zhì)中。浸入標(biāo)志以下的部分插入被測(cè)介質(zhì)中。 全浸式和部分浸入式相比較，全浸式測(cè)全浸式和部分浸入式相比較，全浸式測(cè)量精度較高，故多用于實(shí)驗(yàn)室和標(biāo)準(zhǔn)溫度量精度較高，故多用于實(shí)驗(yàn)室和標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)，部分浸入式用于一般工業(yè)測(cè)溫。計(jì)，部分浸入式用于一般工業(yè)測(cè)溫。 壓力溫度計(jì)壓力溫度計(jì)原理：原理：壓力式溫度計(jì)的原理是基于密閉測(cè)溫系統(tǒng)

16、內(nèi)蒸發(fā)液體的飽和蒸氣壓力和溫度之間的變化關(guān)系，而進(jìn)行溫度測(cè)量的。當(dāng)溫包感受到溫度變化時(shí)，密閉系統(tǒng)內(nèi)飽和蒸氣產(chǎn)生相應(yīng)的壓力，引起彈性元件曲率的變化，使其自由端產(chǎn)生位移，再由齒輪放大機(jī)構(gòu)把位移變?yōu)橹甘局怠＿@種溫度計(jì)具有溫包體積小，反應(yīng)速度快、靈敏度高、讀數(shù)直觀等特點(diǎn)，幾乎集合了玻璃棒溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)、氣體壓力溫度計(jì)的所有優(yōu)點(diǎn)，它可以制造成防震、防腐型，并且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳觸點(diǎn)信號(hào)、熱電阻信號(hào)、0-10mA或4-20mA信號(hào)。是目前使用范圍最廣、性能最全面的一種機(jī)械式測(cè)溫儀表。2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)251、溫包：它是直接與被測(cè)介質(zhì)相接觸來(lái)感受溫度變化的元件，因此要求它具有高的強(qiáng)度，小的膨脹系

17、數(shù)，高的熱導(dǎo)率以及抗腐蝕等性能。根據(jù)所充工作物質(zhì)和被測(cè)介質(zhì)的不同，溫包可用銅合金、鋼或者不銹鋼來(lái)制造。2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)26壓力式溫度計(jì)主要構(gòu)造壓力式溫度計(jì)主要構(gòu)造2、毛細(xì)管：它是用銅或鋼等材料冷拉成的無(wú)縫圓管，用來(lái)傳遞壓力的變化。其外徑為（1.55）mm,內(nèi)徑為（0.150.5）mm。如果它的直徑越細(xì)，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，則傳遞壓力的滯后現(xiàn)象就越嚴(yán)重。也就是說(shuō)，溫度計(jì)對(duì)被測(cè)溫度的反應(yīng)就越遲鈍。然而，在同樣的長(zhǎng)度下，毛細(xì)管越細(xì)，儀表的精度就越高。毛細(xì)管容易被破壞，折斷，因此，必須加以保護(hù)。對(duì)不經(jīng)常彎曲的毛細(xì)管可用金屬軟管做保護(hù)套管。2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)27壓力式溫度計(jì)主要構(gòu)造壓力式

18、溫度計(jì)主要構(gòu)造3、彈簧管：它是一般壓力表用的彈性元件。壓力溫度計(jì)和玻璃溫度壓力溫度計(jì)和玻璃溫度計(jì)相比，具有強(qiáng)度大、計(jì)相比，具有強(qiáng)度大、不易破損、讀數(shù)方便，不易破損、讀數(shù)方便，但準(zhǔn)確度較低、耐腐蝕但準(zhǔn)確度較低、耐腐蝕性較差等特點(diǎn)。性較差等特點(diǎn)。2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)28壓力式溫度計(jì)主要構(gòu)造壓力式溫度計(jì)主要構(gòu)造2022-6-16292、固體膨脹式溫度計(jì)、固體膨脹式溫度計(jì) 這種溫度計(jì)是利用兩種不同膨脹系這種溫度計(jì)是利用兩種不同膨脹系數(shù)的材料制成，分為桿式和雙金屬式數(shù)的材料制成，分為桿式和雙金屬式兩大類。兩大類。 圖所示為桿式溫度計(jì)的原理圖。由圖所示為桿式溫度計(jì)的原理圖。由于芯桿材料的膨脹系數(shù)

19、比與基座相連于芯桿材料的膨脹系數(shù)比與基座相連的外套大，故當(dāng)溫度變化時(shí)芯桿對(duì)基的外套大，故當(dāng)溫度變化時(shí)芯桿對(duì)基座產(chǎn)生相對(duì)位移，經(jīng)簡(jiǎn)單的機(jī)械放大座產(chǎn)生相對(duì)位移，經(jīng)簡(jiǎn)單的機(jī)械放大后，就可直接指示溫度值。后，就可直接指示溫度值。 t = t0t t0溫度計(jì)量基礎(chǔ)雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)固體長(zhǎng)度隨溫度變化的情況可用下式表示：固體長(zhǎng)度隨溫度變化的情況可用下式表示：基于固體基于固體受熱膨脹原理受熱膨脹原理，測(cè)量溫度通常是把，測(cè)量溫度通常是把兩片線膨脹系數(shù)差異相對(duì)很大的金屬片疊焊兩片線膨脹系數(shù)差異相對(duì)很大的金屬片疊焊在一起，構(gòu)成雙金屬片感溫元件，當(dāng)溫度變?cè)谝黄?，?gòu)成雙金屬片感溫元件，當(dāng)溫度變化時(shí)，因雙金屬片的

20、兩種不同材料線膨脹系化時(shí)，因雙金屬片的兩種不同材料線膨脹系數(shù)差異相對(duì)很大而產(chǎn)生不同的膨脹和收縮，數(shù)差異相對(duì)很大而產(chǎn)生不同的膨脹和收縮，導(dǎo)致雙金屬片產(chǎn)生彎曲變形。下圖是雙金屬導(dǎo)致雙金屬片產(chǎn)生彎曲變形。下圖是雙金屬溫度計(jì)原理圖：溫度計(jì)原理圖：10101LLk tt2022-6-1630溫度計(jì)量基礎(chǔ)雙金屬溫度計(jì)原理圖2022-6-1631溫度計(jì)量基礎(chǔ)雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)的感溫的感溫雙金屬元件的形狀有雙金屬元件的形狀有平面螺旋型和直線螺平面螺旋型和直線螺旋型旋型兩大類，其測(cè)溫兩大類，其測(cè)溫范圍大致為范圍大致為-80600，精度等級(jí)通，精度等級(jí)通常為常為1.5級(jí)左右。級(jí)左右。雙金屬溫度計(jì)抗振性雙金屬

21、溫度計(jì)抗振性好，讀數(shù)方便，但精好，讀數(shù)方便，但精度不太高，只能用做度不太高，只能用做一般的工業(yè)用儀表。一般的工業(yè)用儀表。2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)32溫度測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)膨脹式溫度計(jì)電阻式溫度計(jì)電阻式溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)溫度計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置 目 錄2022-6-1633溫度計(jì)量基礎(chǔ)定義：根據(jù)導(dǎo)體電阻隨溫度而變化的規(guī)律來(lái)測(cè)量溫度的溫度計(jì)。最常用的電阻溫度計(jì)都采用金屬絲繞制成感溫元件，主要有鉑電阻溫度計(jì)和銅電阻溫度計(jì)，在低溫下還有碳、鍺和銠鐵電阻溫度計(jì)。2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)34電阻溫度計(jì)電阻溫度計(jì)電阻溫度計(jì)電阻溫度計(jì)2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)38 工業(yè)上廣泛應(yīng)用電阻溫度計(jì)來(lái)測(cè)量-20

22、0 500 之間的溫度。電阻溫度計(jì)的特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高；在中低溫下（ 500以下）測(cè)溫, 它的輸出信號(hào)比熱電偶的要大得多,故靈敏度高；電阻溫度計(jì)的輸出是電信號(hào)，因此便于信號(hào)的遠(yuǎn)傳和實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)切換測(cè)量。 電阻溫度計(jì)由熱電阻、顯示儀表和連接導(dǎo)線組成，熱電阻由電阻體、絕緣管和保護(hù)套管等主要部件組成。特點(diǎn)：1、工業(yè)使用廣泛，200 C 500 C的測(cè)量范圍 特殊情況下可以測(cè)量3.4K甚至1K的低溫，高溫可到1000 C。2、精度高，適合測(cè)量低溫，常使用電橋電路作為測(cè)量電路3、為消除導(dǎo)線隨環(huán)境溫度變化而引起的誤差，常使用三線法和四線法。2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)39電阻溫度計(jì)電阻溫度計(jì)dtdRRdtRdR

23、12022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)40電阻溫度系數(shù)的定義是：溫度變化1時(shí)電阻值的相對(duì)變化量，用來(lái)表示，單位是-1，根據(jù)定義，用下式表示一般材料的溫度系數(shù)并非常數(shù)，在不同的溫度下具有不同的數(shù)值。因此常用（R100R0）（ R0 100）代表0 100之間的平均溫度系數(shù)，其中R100表示100時(shí)的電阻值，R0 表示0時(shí)的電阻值。電阻溫度系數(shù)越大，熱電阻的靈敏度越高，測(cè)量溫度時(shí)就越容易得到準(zhǔn)確的結(jié)果。電阻溫度計(jì)電阻溫度計(jì)2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)41測(cè)溫?zé)犭娮璨牧媳仨殱M足：1）電阻溫度系數(shù)大 材料的純度越高，溫度系數(shù)越大，靈敏度越高（純金屬比合金高） 。熱電阻絲有內(nèi)應(yīng)力時(shí)，引起的改變，電阻絲在制成

24、熱電阻前，須進(jìn)行退火、老化處理消除應(yīng)力。電阻溫度計(jì)電阻溫度計(jì)2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)42測(cè)溫?zé)犭娮璨牧媳仨殱M足：2）在測(cè)溫范圍內(nèi)物理及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。3）有較大的電阻率。因?yàn)殡娮杪蚀?，熱電阻的體積可做 小，熱容量和慣性小，對(duì)溫度變化響應(yīng)快。4）電阻值與溫度的關(guān)系近似為線性，便于分度和讀數(shù)。5）復(fù)現(xiàn)性好，復(fù)制性強(qiáng)、容易得到純凈物質(zhì)。6）價(jià)格低廉。電阻溫度計(jì)電阻溫度計(jì)鉑電阻溫度計(jì)鉑電阻溫度計(jì)鉑是一種貴金屬。它的特點(diǎn)是精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠，尤其是耐氧化性能很強(qiáng)。 鉑在很寬的溫度范圍內(nèi)約1200C以下都能保證上述特性。鉑很容易提純，復(fù)現(xiàn)性好，有良好的工藝性，可制成很細(xì)的鉑絲(0.02mm或更

25、細(xì))或極薄的鉑箔。與其它材料相比，鉑有較高的電阻率，因此普遍認(rèn)為是一種較好的熱電阻材料。缺點(diǎn)：鉑電阻的電阻溫度系數(shù)比較??；價(jià)格貴。2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)43 在0C 以上，其電阻與溫度的關(guān)系接近于直線，其電阻溫度系數(shù)A為3.910-3/C 。 我國(guó)已采用IEC標(biāo)準(zhǔn)制作工業(yè)鉑電阻。按IEC標(biāo)淮，使用溫度已擴(kuò)大到（ -200850 ）C ，初始電阻有100 和 10 兩種。2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)44鉑電阻鉑電阻 0(1)tRRAt2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)45鉑電阻鉑電阻 特點(diǎn)是穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、性能可靠。 但是鉑電阻在還原性氣氛中，特別是在高溫下很容易被還 原性氣體污染，鉑

26、絲將變脆，并改變電阻與溫度間的關(guān)系； 鉑的純度常以R100/R0來(lái)表示。對(duì)于工業(yè)用鉑電阻，規(guī)定其R100/R0為1.385；分度號(hào)：Pt10和Pt 100； 2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)46鉑電阻鉑電阻 鉑電阻的溫度特性可用下列二式表示：在-200 0之間 Rt=R0 1 + At + Bt2 + Ct3(t-100) 在 0 850之間 Rt=R0 (1 + At + Bt2) 以上兩式中 Rtt時(shí)的電阻值； R00時(shí)的電阻值； A， B， C常數(shù)，對(duì)于工業(yè)用鉑電阻， A 3.9080210-3 -1， B 5.80210-7 -2 , C= -4.2735010-12 -4 鉑電阻的結(jié)構(gòu)

27、鉑電阻的結(jié)構(gòu) 2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)47（1）組成組成：感溫元件，：感溫元件，引線，保護(hù)管，接線盒引線，保護(hù)管，接線盒 感溫元件：感溫元件： 熱電阻絲、絕緣骨架熱電阻絲、絕緣骨架 引出線引出線圖1（a）為云母片做骨架，把云母片兩邊做成鋸齒狀，將鉑絲繞在云母骨架上，然后用兩片無(wú)鋸齒云母夾住，再用銀帶扎緊。鉑絲采用雙線法繞制，以消除電感 。87645321(a )(b )圖1 鉑電阻體的結(jié)構(gòu)1-引出銀線；2-鉑絲；3-鋸齒形云母骨架；4-保護(hù)用云母片；5-銀綁帶；6-鉑電阻橫截面；7-保護(hù)套管；8-石英骨架圖1（b）采用石英玻璃，具有良好的絕緣和耐高溫特性，把鉑絲雙繞在直徑為3mm的石英玻

28、璃上，為使鉑絲絕緣和不受化學(xué)腐蝕、機(jī)械損傷，在石英管外再套一個(gè)外徑為5mm的石英管。鉑電阻體用銀絲作為引出線。 鉑電阻骨架的常用材料: 云母,玻璃,石英,陶瓷,塑料材料要求：1)在使用的溫度范圍內(nèi)，電絕緣性較好，比熱容小，熱導(dǎo)率要大2) 溫度膨脹系數(shù)要接近電阻絲的溫度膨脹系數(shù)；3）物理及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不產(chǎn)生有害物質(zhì)污染電阻絲4）有足夠的機(jī)械強(qiáng)度及良好的工藝性能。2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)49鉑電阻結(jié)構(gòu)鉑電阻結(jié)構(gòu)感溫元件感溫元件2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)50由熱電阻體至接線端子的連接導(dǎo)線稱為引出線由熱電阻體至接線端子的連接導(dǎo)線稱為引出線。內(nèi)引出線要選用純度高，與電阻絲、接線端子之間產(chǎn)生的

29、熱電勢(shì)小，而且在最高使用溫度下不揮發(fā)、抗氧化、不變質(zhì)的材料。工業(yè)用鉑電阻用銀絲作引出線，高溫下用鎳絲作引出線。銅和鎳電阻可用銅絲和鎳絲作引出線。引出線的直徑比電阻絲的直徑大得多，這樣可減少引出線電阻。 （l）兩線制 （2）三線制 （3）四線制 鉑電阻結(jié)構(gòu)鉑電阻結(jié)構(gòu)引出線引出線（1）兩線制兩線制 存在引出線電阻隨溫度變化產(chǎn)生的附加誤差；存在引出線電阻隨溫度變化產(chǎn)生的附加誤差；（2）三線制三線制 可以消除引出線電阻的影響；工業(yè)上多采用?？梢韵鼍€電阻的影響；工業(yè)上多采用。（3）四線制四線制 不僅可消除引出線電阻的影響，還可消除連接不僅可消除引出線電阻的影響，還可消除連接導(dǎo)線間接觸電阻及其阻值變

30、化的影響。多用于導(dǎo)線間接觸電阻及其阻值變化的影響。多用于標(biāo)準(zhǔn)鉑熱電阻的引出線上。標(biāo)準(zhǔn)鉑熱電阻的引出線上。在一般測(cè)量精度要求不高、溫度較低的場(chǎng)合，普遍地使用銅電阻。它可用來(lái)測(cè)量50 C 150 C 的溫度，在這溫度范圍內(nèi)，銅電阻和溫度呈線性關(guān)系：2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)53銅電阻銅電阻 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：R-tR-t關(guān)系近似線性；關(guān)系近似線性；較大；材料易提較大；材料易提純；價(jià)格便宜。純；價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：所以制成相同阻值的電阻時(shí)，銅電阻絲要所以制成相同阻值的電阻時(shí)，銅電阻絲要細(xì)，這樣機(jī)械強(qiáng)度就不高，或者就要長(zhǎng)，細(xì)，這樣機(jī)械強(qiáng)度就不高，或者就要長(zhǎng)，使體積增大。此外銅很容易氧化，所以它使體積增

31、大。此外銅很容易氧化，所以它的工作上限為的工作上限為150 150 C C 。但銅電阻價(jià)格便。但銅電阻價(jià)格便宜，因此仍被廣泛采用。宜，因此仍被廣泛采用。881.7 109.81 10CuPtmm銅電阻銅電阻 銅電阻體結(jié)構(gòu)如圖2所示。它采用直徑約0.1mm的絕緣銅線（它包括錳銅或鎳銅部分）采用雙線繞法分層繞在圓柱形塑料支架上。用直徑1mm的銅絲或鍍銀銅絲做引出線。4321L 圖542 銅電阻體的結(jié)構(gòu)1線圈骨架；2銅熱電阻絲；3補(bǔ)償組； 4銅引出線圖2 銅電阻體的結(jié)構(gòu)1-線圈骨架；2-銅熱電阻絲；3-補(bǔ)償組；4-銅引出線；為改善熱傳導(dǎo)，在電阻體與保護(hù)管之間常置有金屬夾持件或內(nèi)套管。銅電阻銅電阻 2

32、022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)56銅電阻銅電阻 純度純度：我國(guó)規(guī)定工業(yè)用銅電阻的：我國(guó)規(guī)定工業(yè)用銅電阻的R100/R01.428。 分度號(hào)分度號(hào)：銅電阻的分度號(hào)是：銅電阻的分度號(hào)是Cu50和和Cu100，表示其，表示其R0分別為分別為50及及100。 分度關(guān)系分度關(guān)系：銅電阻在其測(cè)量范圍內(nèi)的溫度特性可用下式表示：銅電阻在其測(cè)量范圍內(nèi)的溫度特性可用下式表示： Rt=R0 (1 + At + Bt2 +Ct3) 式中式中 Rtt時(shí)的電阻值；時(shí)的電阻值； R00時(shí)的電阻值時(shí)的電阻值 A， B， C常數(shù)，對(duì)于工業(yè)用銅電阻，常數(shù)，對(duì)于工業(yè)用銅電阻，A 4.2889910-3 -1 , B 2. 13310

33、-7 -2 ，C1.23310-9 -3 。 熱電阻在使用中的注意事項(xiàng)：熱電阻在使用中的注意事項(xiàng)：熱電阻測(cè)溫儀表常用來(lái)測(cè)量熱電阻測(cè)溫儀表常用來(lái)測(cè)量-200+600之間的溫度。之間的溫度。動(dòng)態(tài)誤差。由于電阻體體積較大，熱容量大，其動(dòng)態(tài)誤動(dòng)態(tài)誤差。由于電阻體體積較大，熱容量大，其動(dòng)態(tài)誤差比熱電偶大，這也制約了熱電阻在快速測(cè)溫中的應(yīng)用差比熱電偶大，這也制約了熱電阻在快速測(cè)溫中的應(yīng)用。連線電阻變化與熱電阻阻值變化產(chǎn)生疊加，引起測(cè)量誤連線電阻變化與熱電阻阻值變化產(chǎn)生疊加，引起測(cè)量誤差。應(yīng)采用三線制接法予以消除。差。應(yīng)采用三線制接法予以消除。熱電阻引入顯示儀表的線路電阻必須符合規(guī)定值，否則熱電阻引入顯示儀

34、表的線路電阻必須符合規(guī)定值，否則將產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。將產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。熱電阻工作電流應(yīng)小于規(guī)定值，否則因過(guò)大電流造成自熱電阻工作電流應(yīng)小于規(guī)定值，否則因過(guò)大電流造成自熱效應(yīng)，產(chǎn)生附加誤差。熱效應(yīng)，產(chǎn)生附加誤差。熱電阻分度號(hào)必須與顯示儀表調(diào)校時(shí)分度號(hào)相同。熱電阻分度號(hào)必須與顯示儀表調(diào)校時(shí)分度號(hào)相同。溫度測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)膨脹式溫度計(jì)電阻式溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)溫度計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置 目 錄2022-6-1658溫度計(jì)量基礎(chǔ)鎧裝熱電偶外型鎧裝熱電偶外型WRTK2-434/8*1000mm 鎧裝固定卡套法蘭熱電偶鎧裝固定卡套法蘭熱電偶WRSK-143/6*1000mm Gh3030 鎧裝防爆熱電偶鎧裝防

35、爆熱電偶WRNK-332/4*1000mm Gh2520 鎧裝可動(dòng)卡套螺紋熱電偶鎧裝可動(dòng)卡套螺紋熱電偶2022-6-1659溫度計(jì)量基礎(chǔ)2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)60普通裝配型普通裝配型熱熱電偶的電偶的結(jié)構(gòu)放大圖結(jié)構(gòu)放大圖 接線盒接線盒引出線套管引出線套管 固定螺紋固定螺紋 （出廠時(shí)用塑料包裹）（出廠時(shí)用塑料包裹）熱電偶工作端（熱端）熱電偶工作端（熱端） 不銹鋼不銹鋼保護(hù)管保護(hù)管 2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)61鎧裝型熱電偶外形鎧裝型熱電偶外形法蘭法蘭鎧裝型熱電偶可鎧裝型熱電偶可 長(zhǎng)達(dá)上百米長(zhǎng)達(dá)上百米薄壁金屬薄壁金屬 保護(hù)套管保護(hù)套管（鎧體）（鎧體） BA絕緣絕緣 材料材料鎧裝型熱電偶鎧

36、裝型熱電偶橫截面橫截面2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)62其他其他熱電偶外形熱電偶外形小形小形K K型熱電偶型熱電偶2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)63熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)64先看一個(gè)實(shí)驗(yàn)先看一個(gè)實(shí)驗(yàn)熱電偶工作原理演示熱電偶工作原理演示 結(jié)論：當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不相同時(shí)，回路中將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。結(jié)論：當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不相同時(shí)，回路中將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。 熱電極熱電極A A右端稱為：右端稱為：自由端自由端（參考（參考端、冷端、冷端）端） 左端稱為：左端稱為：測(cè)量端測(cè)量端（工作（工作端、熱端、熱端）端） 熱電極熱電極B B熱電勢(shì)熱電勢(shì)AB2022-6-16

37、溫度計(jì)量基礎(chǔ)65從實(shí)驗(yàn)到理論：從實(shí)驗(yàn)到理論：熱電效應(yīng)熱電效應(yīng) 1821年，德國(guó)物理學(xué)家年，德國(guó)物理學(xué)家賽貝克賽貝克用兩種不用兩種不同金屬組成同金屬組成閉合回路閉合回路，并用酒精燈加熱其中，并用酒精燈加熱其中一個(gè)接觸點(diǎn)（稱為結(jié)點(diǎn)），發(fā)現(xiàn)放在回路中一個(gè)接觸點(diǎn)（稱為結(jié)點(diǎn)），發(fā)現(xiàn)放在回路中的的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)（說(shuō)明什么？）（說(shuō)明什么？），如果用兩，如果用兩盞酒精燈對(duì)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)盞酒精燈對(duì)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)同時(shí)加熱，指針的偏轉(zhuǎn)同時(shí)加熱，指針的偏轉(zhuǎn)角反而減小角反而減小（又說(shuō)明什么？）（又說(shuō)明什么？） 。 顯然，指針的偏轉(zhuǎn)說(shuō)明回路中有電動(dòng)勢(shì)顯然，指針的偏轉(zhuǎn)說(shuō)明回路中有電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生并有電流在回路中流動(dòng)，電流的強(qiáng)弱與產(chǎn)

38、生并有電流在回路中流動(dòng)，電流的強(qiáng)弱與兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫差有關(guān)。兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫差有關(guān)。 2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)66熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)67熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理 2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)68熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)69熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理BAABNNekTTeln)(2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)70熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì) 2.4.1 熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)71熱電偶溫度計(jì)

39、熱電偶溫度計(jì)熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)72熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)73熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理 2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)74熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理如果使冷端溫度如果使冷端溫度t t0 0保持不變，則熱電動(dòng)勢(shì)便成為熱端保持不變，則熱電動(dòng)勢(shì)便成為熱端溫度溫度t t的單一函數(shù)的單一函數(shù)。 2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)75熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理 2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)76熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶基本定律熱

40、電偶基本定律2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)77熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶基本定律熱電偶基本定律000( ,)( ,)( ,)ABACBCET TET TET T2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)78熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶基本定律熱電偶基本定律 2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)79熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶基本定律熱電偶基本定律2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)80熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶基本定律熱電偶基本定律：2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)81熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶基本定律熱電偶基本定律 2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)82熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶的冷端溫度處理熱電偶的

41、冷端溫度處理2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)83熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶的冷端溫度處理熱電偶的冷端溫度處理2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)84熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶的冷端溫度處理熱電偶的冷端溫度處理2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)85熱電偶冷端的延長(zhǎng)熱電偶冷端的延長(zhǎng) 采用相對(duì)采用相對(duì)廉價(jià)廉價(jià)的補(bǔ)償導(dǎo)線，可的補(bǔ)償導(dǎo)線，可延長(zhǎng)熱電偶的延長(zhǎng)熱電偶的冷端冷端，使，使之遠(yuǎn)離高溫區(qū)；可節(jié)約大量貴金屬；易彎曲，便于敷設(shè)。之遠(yuǎn)離高溫區(qū)；可節(jié)約大量貴金屬；易彎曲，便于敷設(shè)。 型號(hào)型號(hào)配用熱電偶配用熱電偶正正- -負(fù)負(fù)導(dǎo)線外皮顏色導(dǎo)線外皮顏色 正正- -負(fù)負(fù)SCSC鉑銠鉑銠1010- -鉑鉑紅紅- -綠綠

42、KCKC鎳鉻鎳鉻 - - 鎳硅鎳硅紅紅- -藍(lán)藍(lán)WCWC5/265/26鎢錸鎢錸5 5- -鎢錸鎢錸2626 紅紅- -橙橙補(bǔ)償導(dǎo)線在（補(bǔ)償導(dǎo)線在（0 0100100） C C范圍內(nèi)的熱電勢(shì)與配套的熱電偶的范圍內(nèi)的熱電勢(shì)與配套的熱電偶的熱電勢(shì)熱電勢(shì)相等相等，所以，所以不影響不影響測(cè)量精度。測(cè)量精度。補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)（續(xù)）補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)（續(xù)）型號(hào)型號(hào)配用熱電偶配用熱電偶正正-負(fù)負(fù)型號(hào)型號(hào)導(dǎo)線外皮導(dǎo)線外皮顏色顏色 正正-負(fù)負(fù)100 C時(shí)的時(shí)的熱電勢(shì)熱電勢(shì)/ mVRC R （鉑銠（鉑銠1313鉑）鉑）RC紅紅-綠綠 0.647NC N（鎳鉻硅鎳鉻硅鎳硅鎳硅）NC 紅紅-黃黃2.744EX E （鎳鉻鎳鉻銅

43、銅鎳鎳）EX紅紅-棕棕6.319JXJ（鐵鐵銅鎳銅鎳）JX紅紅-紫紫5.264TX T （銅銅銅鎳銅鎳 ） TX紅紅-白白4.2792022-6-1686溫度計(jì)量基礎(chǔ)2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)87補(bǔ)償導(dǎo)線外形補(bǔ)償導(dǎo)線外形 AB屏蔽層屏蔽層保護(hù)層保護(hù)層2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)88注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)型號(hào)匹配型號(hào)匹配兩個(gè)接點(diǎn)溫度相同兩個(gè)接點(diǎn)溫度相同在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用正、負(fù)極之分正、負(fù)極之分直徑要求直徑要求2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)89熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償 必要性必要性： 1、用熱電偶的分度表查毫伏數(shù)、用熱電偶的分度表查毫伏數(shù)-溫度時(shí)，溫度時(shí)，

44、必須滿足必須滿足t0=0 C的條件的條件。在實(shí)際測(cè)溫中，冷端。在實(shí)際測(cè)溫中，冷端溫度常隨環(huán)境溫度而變化，這樣溫度常隨環(huán)境溫度而變化，這樣t0不但不但不是不是0 C，而且也不恒定，而且也不恒定， 因此因此將產(chǎn)生誤差將產(chǎn)生誤差。 2、 一般情況下，冷端溫度均高于一般情況下，冷端溫度均高于0 C，熱熱電勢(shì)總是偏小電勢(shì)總是偏小。應(yīng)想辦法。應(yīng)想辦法消除或補(bǔ)償消除或補(bǔ)償熱電偶的熱電偶的冷端損失冷端損失 。公式修正法（校正法）恒溫箱法（冰浴法）冷端集中補(bǔ)償方法補(bǔ)償導(dǎo)線法電橋補(bǔ)償法熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒犭娕祭涠藴囟妊a(bǔ)償?shù)姆椒?.公式修正法公式修正法 當(dāng)用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端延長(zhǎng)當(dāng)用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端

45、延長(zhǎng)到某一溫度到某一溫度T0處（通常是環(huán)境溫度），處（通常是環(huán)境溫度），然后再對(duì)冷端溫度進(jìn)行修正。然后再對(duì)冷端溫度進(jìn)行修正。 三個(gè)步驟：測(cè)溫，查表，計(jì)算查表三個(gè)步驟：測(cè)溫，查表，計(jì)算查表EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0)2.恒溫箱法（冰浴法）恒溫箱法（冰浴法） 把冷端引至冰點(diǎn)槽內(nèi)，維持冷端始終把冷端引至冰點(diǎn)槽內(nèi)，維持冷端始終為為0，但使用起來(lái)不大方便。，但使用起來(lái)不大方便。mVBBTC儀表銅導(dǎo)線試管補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶冰點(diǎn)槽冰水溶液T0冰點(diǎn)槽法是準(zhǔn)確度很高的冷端處理方法，冰點(diǎn)槽法是準(zhǔn)確度很高的冷端處理方法，然而使用比較麻煩，需要保持冰、水兩相然而使用比較麻煩，需要保持冰、水

46、兩相共存，一般限于實(shí)驗(yàn)室精確測(cè)溫或熱電偶共存，一般限于實(shí)驗(yàn)室精確測(cè)溫或熱電偶檢定時(shí)使用。檢定時(shí)使用。3.冷端集中補(bǔ)償方法冷端集中補(bǔ)償方法 冷端連接到數(shù)據(jù)采集設(shè)備上，利用計(jì)算冷端連接到數(shù)據(jù)采集設(shè)備上，利用計(jì)算機(jī)查表計(jì)算。機(jī)查表計(jì)算。 一般計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集時(shí)一個(gè)設(shè)備上連一般計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集時(shí)一個(gè)設(shè)備上連接的熱電偶是同型號(hào)的。接的熱電偶是同型號(hào)的。 回路電勢(shì)冷端補(bǔ)償溫度數(shù)據(jù)溫度數(shù)據(jù)回路電勢(shì)冷端補(bǔ)償溫度數(shù)據(jù)回路電勢(shì)冷端補(bǔ)償數(shù)據(jù)采集柜中溫度測(cè)量元件TTnTTnTTn計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)熱電偶冷端集中補(bǔ)償方法u原理：原理：在一定溫度范圍內(nèi)，與配用熱電偶的熱電在一定溫度范圍內(nèi)，與配用熱電偶的熱電特性相同的一對(duì)帶有

47、絕緣層的廉金屬導(dǎo)線為補(bǔ)償特性相同的一對(duì)帶有絕緣層的廉金屬導(dǎo)線為補(bǔ)償導(dǎo)線。導(dǎo)線。補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償導(dǎo)線4.補(bǔ)償導(dǎo)線法補(bǔ)償導(dǎo)線法u按照補(bǔ)償原理分為按照補(bǔ)償原理分為補(bǔ)償型補(bǔ)償型及及延伸型延伸型兩種兩種補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償導(dǎo)線u按使用溫度可分為按使用溫度可分為一般用一般用（0100）和和耐熱用耐熱用（0200）補(bǔ)償導(dǎo)線使用須注意事項(xiàng)如下：各種補(bǔ)償導(dǎo)線只能與相應(yīng)型號(hào)的熱電偶匹配使用；補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接點(diǎn)的溫度，不得超過(guò)規(guī)定的使用溫度范圍；補(bǔ)償導(dǎo)線的正負(fù)要和熱電偶正負(fù)對(duì)應(yīng)相連；由于補(bǔ)償導(dǎo)線與電極材料通常并不完全相同，因此兩連接點(diǎn)溫度必須相同；在需高精度測(cè)溫場(chǎng)合，處理測(cè)量結(jié)果時(shí)應(yīng)加上補(bǔ)償導(dǎo)線的修正值，以

48、保證測(cè)量精度。2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)99五、電橋補(bǔ)償法五、電橋補(bǔ)償法 XT-WBC熱電偶熱電偶 冷端補(bǔ)償器冷端補(bǔ)償器 電橋補(bǔ)償法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的不平衡電壓來(lái)自動(dòng)補(bǔ)電橋補(bǔ)償法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的不平衡電壓來(lái)自動(dòng)補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化值，可購(gòu)買與被償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化值，可購(gòu)買與被補(bǔ)償熱電偶對(duì)應(yīng)型號(hào)的補(bǔ)償電橋。補(bǔ)償熱電偶對(duì)應(yīng)型號(hào)的補(bǔ)償電橋。 熱電偶的分類熱電偶的分類（1）廉價(jià)金屬熱電偶）廉價(jià)金屬熱電偶 1）T型（銅康銅）熱電偶，測(cè)溫范圍型（銅康銅）熱電偶，測(cè)溫范圍-200 -350 2）K型（鎳鉻鎳硅）熱電偶，范圍型（鎳鉻鎳硅）熱電偶，范圍-

49、200 -1100 3）E型（鎳鉻康銅）熱電偶，上限型（鎳鉻康銅）熱電偶，上限1000 4）J型（鐵康銅）熱電偶型（鐵康銅）熱電偶（2）貴金屬熱電偶）貴金屬熱電偶 1）S型（鉑銠型（鉑銠10鉑）熱電偶鉑）熱電偶 2）R型（鉑銠型（鉑銠13鉑）熱電偶鉑）熱電偶 3）B型（鉑銠型（鉑銠30鉑銠鉑銠6）熱電偶）熱電偶 4）銥銠熱電偶）銥銠熱電偶幾種常用熱電偶的測(cè)溫范圍及熱電勢(shì)幾種常用熱電偶的測(cè)溫范圍及熱電勢(shì) 分度號(hào)分度號(hào) 名稱名稱 測(cè)量溫度范圍測(cè)量溫度范圍 1000 C熱電勢(shì)熱電勢(shì)/ mVB鉑銠鉑銠3030鉑銠鉑銠6 6501820 C C4.8344.834R鉑銠鉑銠1313鉑鉑-501768 C

50、 C10.50610.506S鉑銠鉑銠1010鉑鉑-501768 C C9.5879.587K鎳鉻鎳硅鎳鉻鎳硅-2701370 C C41.27641.276E鎳鉻銅鎳鎳鉻銅鎳270800 C C76.37376.3735種熱電偶的測(cè)溫范圍與熱電勢(shì)各有什么特點(diǎn)？種熱電偶的測(cè)溫范圍與熱電勢(shì)各有什么特點(diǎn)？2022-6-16102溫度計(jì)量基礎(chǔ)2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)103幾種常用熱電偶的熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系曲線幾種常用熱電偶的熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系曲線分析分析 哪幾種熱哪幾種熱電偶的測(cè)溫上電偶的測(cè)溫上限較高？限較高？ 結(jié)論：結(jié)論： 哪幾種熱電哪幾種熱電偶的線性較差？偶的線性較差？ 哪一種熱電哪一種熱

51、電偶的靈敏度較高？偶的靈敏度較高？ 哪一種熱電哪一種熱電偶的靈敏度較低？偶的靈敏度較低？為什么所有的曲線均過(guò)原點(diǎn)（零度點(diǎn)）？為什么所有的曲線均過(guò)原點(diǎn)（零度點(diǎn)）？熱電偶的分度表熱電偶的分度表 熱電偶的線性較差，多數(shù)情況下采用查表法熱電偶的線性較差，多數(shù)情況下采用查表法 我國(guó)從我國(guó)從1991年開(kāi)始采用國(guó)際計(jì)量委員會(huì)規(guī)年開(kāi)始采用國(guó)際計(jì)量委員會(huì)規(guī)定的定的“1990年國(guó)際溫標(biāo)年國(guó)際溫標(biāo)”（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱ITS-90）的新）的新標(biāo)準(zhǔn)。按此標(biāo)準(zhǔn)，制定了相應(yīng)的分度表，并且標(biāo)準(zhǔn)。按此標(biāo)準(zhǔn)，制定了相應(yīng)的分度表，并且有相應(yīng)的線性化集成電路與之對(duì)應(yīng)。有相應(yīng)的線性化集成電路與之對(duì)應(yīng)。 直接從熱電偶的分度表查溫度與熱電勢(shì)的直

52、接從熱電偶的分度表查溫度與熱電勢(shì)的關(guān)系時(shí)的約束條件是：關(guān)系時(shí)的約束條件是：自由端（冷端）溫度必自由端（冷端）溫度必須為須為0 0 C C。 2022-6-16104溫度計(jì)量基礎(chǔ)K熱電偶的熱電偶的分度表分度表 比較比較查出的查出的3 3個(gè)個(gè)熱電勢(shì)，熱電勢(shì)，可以看出可以看出熱電勢(shì)是熱電勢(shì)是否否線性？線性？2022-6-16105溫度計(jì)量基礎(chǔ)2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)106鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電偶 鎧裝熱電偶的制造工藝：鎧裝熱電偶的制造工藝：把熱電極材料與高溫絕把熱電極材料與高溫絕緣材料預(yù)置在金屬保護(hù)管中、運(yùn)用同比例壓縮延伸工緣材料預(yù)置在金屬保護(hù)管中、運(yùn)用同比例壓縮延伸工藝、將這三者合為一體，制

53、成各種直徑、規(guī)格的鎧裝藝、將這三者合為一體，制成各種直徑、規(guī)格的鎧裝偶體，再截取適當(dāng)長(zhǎng)度、將工作端焊接密封、配置接偶體，再截取適當(dāng)長(zhǎng)度、將工作端焊接密封、配置接線盒即成為柔軟、細(xì)長(zhǎng)的鎧裝熱電偶。線盒即成為柔軟、細(xì)長(zhǎng)的鎧裝熱電偶。 鎧裝熱電偶特點(diǎn)：鎧裝熱電偶特點(diǎn)：內(nèi)部的熱電偶絲與外界空氣隔內(nèi)部的熱電偶絲與外界空氣隔絕，有著良好的抗高溫氧化、抗低溫水蒸氣冷凝、抗絕，有著良好的抗高溫氧化、抗低溫水蒸氣冷凝、抗機(jī)械外力沖擊的特性。鎧裝熱電偶可以制作得很細(xì)，機(jī)械外力沖擊的特性。鎧裝熱電偶可以制作得很細(xì)，能解決能解決微小、狹窄場(chǎng)合微小、狹窄場(chǎng)合的測(cè)溫問(wèn)題，且具有抗震、的測(cè)溫問(wèn)題，且具有抗震、可彎曲、超長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)?？蓮澢⒊L(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。 2022-6-16溫度計(jì)量基礎(chǔ)107熱電偶實(shí)際測(cè)溫電路熱電偶實(shí)際測(cè)溫電路 熱電偶測(cè)溫的基本線路熱電偶測(cè)溫的基本線路熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線恒溫器或補(bǔ)償電橋銅導(dǎo)線顯示儀表2022-6-16