船用儀表儀器

1、第十四章第十四章 船用儀器儀表船用儀器儀表 第一節(jié)第一節(jié) 溫度計溫度計一、溫度與溫標(biāo)一、溫度與溫標(biāo)（一）溫度（一）溫度u溫度是表征物體冷熱程度的物理量溫度是表征物體冷熱程度的物理量u溫度是描述系統(tǒng)不同自由度能量分布狀況的物溫度是描述系統(tǒng)不同自由度能量分布狀況的物理量理量u溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量u溫度的溫度的宏觀概念宏觀概念是建立在熱平衡基礎(chǔ)上的。是建立在熱平衡基礎(chǔ)上的。任意兩個冷熱程度不同的物體相互接觸，任意兩個冷熱程度不同的物體相互接觸，它們之間必然會發(fā)生熱交換現(xiàn)象，熱量要它們之間必然會發(fā)生熱交換現(xiàn)象，熱量要從溫度高的物體傳向溫度低的物體，直

2、到從溫度高的物體傳向溫度低的物體，直到兩物體之間的溫度完全一致時，這種熱傳兩物體之間的溫度完全一致時，這種熱傳遞現(xiàn)象才能停止。系統(tǒng)溫度相等是建立熱遞現(xiàn)象才能停止。系統(tǒng)溫度相等是建立熱平衡的充要條件。平衡的充要條件。u溫度的溫度的微觀概念微觀概念表明：物體溫度的高低標(biāo)志表明：物體溫度的高低標(biāo)志著組成物體的大量分子無規(guī)則運動的劇烈程著組成物體的大量分子無規(guī)則運動的劇烈程度，即對其分子平均動能大小的一種量度。度，即對其分子平均動能大小的一種量度。顯然物體的物理化學(xué)特性與溫度密切相關(guān)。顯然物體的物理化學(xué)特性與溫度密切相關(guān)。 u溫度的測量溫度的測量 當(dāng)兩個物體同處于一個系統(tǒng)中而達到熱平當(dāng)兩個物體同處于一

3、個系統(tǒng)中而達到熱平衡時，則它們就具有相同的溫度。因此可以從衡時，則它們就具有相同的溫度。因此可以從一個物體的溫度得知另一個物體的溫度，這就一個物體的溫度得知另一個物體的溫度，這就是是測溫的依據(jù)測溫的依據(jù)。如果事先已經(jīng)知道一個物體的。如果事先已經(jīng)知道一個物體的某些性質(zhì)或狀態(tài)隨溫度變化的確定關(guān)系，就可某些性質(zhì)或狀態(tài)隨溫度變化的確定關(guān)系，就可以以溫度來量度其性質(zhì)或狀態(tài)的變化情況，這以以溫度來量度其性質(zhì)或狀態(tài)的變化情況，這就是設(shè)計與制作溫度計的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)。就是設(shè)計與制作溫度計的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)。 （三）溫標(biāo)（三）溫標(biāo) 溫標(biāo)是溫度數(shù)值化的標(biāo)尺。它規(guī)定了溫溫標(biāo)是溫度數(shù)值化的標(biāo)尺。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點和測量

4、溫度的基本單位。各種度的讀數(shù)起點和測量溫度的基本單位。各種溫度計的刻度數(shù)值均由溫標(biāo)確定。溫度計的刻度數(shù)值均由溫標(biāo)確定。 攝氏溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)u攝氏溫標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰融點攝氏溫標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰融點為為0度，水沸點為度，水沸點為100度，中間等分為度，中間等分為100格，格，每格為攝氏每格為攝氏1度，符號為度，符號為。華氏溫標(biāo)華氏溫標(biāo)u 華氏溫標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰融點為華氏溫標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰融點為32度，水沸點為度，水沸點為212度，中間等分度，中間等分180格，每格為格，每格為華氏華氏1度，符號為度，符號為 。 它與攝氏溫標(biāo)的關(guān)系為：它與攝氏溫標(biāo)的關(guān)系為： 5CF

5、329熱力學(xué)溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo) 熱力學(xué)溫標(biāo)又稱開氏溫標(biāo)（熱力學(xué)溫標(biāo)又稱開氏溫標(biāo)（K）或絕對溫標(biāo)，它規(guī)）或絕對溫標(biāo)，它規(guī)定分子運動停止時的溫度為絕對零度。它建于熱力學(xué)定分子運動停止時的溫度為絕對零度。它建于熱力學(xué)基礎(chǔ)，體現(xiàn)出溫度僅與熱量有關(guān)而與測溫物質(zhì)的任何基礎(chǔ)，體現(xiàn)出溫度僅與熱量有關(guān)而與測溫物質(zhì)的任何物理性質(zhì)無關(guān)的理想溫標(biāo)，已由國際權(quán)度大會采納作物理性質(zhì)無關(guān)的理想溫標(biāo)，已由國際權(quán)度大會采納作為國際統(tǒng)一的基本溫標(biāo)。為國際統(tǒng)一的基本溫標(biāo)。熱力學(xué)溫標(biāo)規(guī)定水在標(biāo)準(zhǔn)大熱力學(xué)溫標(biāo)規(guī)定水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的三相點為氣壓下的三相點為273.16K273.16K，沸點與三相點之間分為，沸點與三相點之間分為100100等

6、分，每等分等分，每等分1K1K，將水的三相點以下，將水的三相點以下273.16K273.16K定為定為絕對零度（絕對零度（0K0K）。）。 3 3國際溫標(biāo)國際溫標(biāo)u為了使用方便，國際上經(jīng)協(xié)商，決定建立一為了使用方便，國際上經(jīng)協(xié)商，決定建立一種既使用方便，又具有一定科學(xué)技術(shù)水平的種既使用方便，又具有一定科學(xué)技術(shù)水平的溫標(biāo)，這就是國際溫標(biāo)的由來。溫標(biāo)，這就是國際溫標(biāo)的由來。u具備的條件：具備的條件：u盡可能接近熱力學(xué)溫標(biāo)盡可能接近熱力學(xué)溫標(biāo)u復(fù)現(xiàn)精度高，各國均能以很高的準(zhǔn)確度復(fù)現(xiàn)復(fù)現(xiàn)精度高，各國均能以很高的準(zhǔn)確度復(fù)現(xiàn)同樣的溫標(biāo)，確保溫度量值的統(tǒng)一同樣的溫標(biāo)，確保溫度量值的統(tǒng)一u用于復(fù)現(xiàn)溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)溫

7、度計，使用方便，性用于復(fù)現(xiàn)溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)溫度計，使用方便，性能穩(wěn)定能穩(wěn)定 二、溫度測量方法及測量儀表的分類二、溫度測量方法及測量儀表的分類u溫度不能直接測量，而是借助于物質(zhì)的某些物溫度不能直接測量，而是借助于物質(zhì)的某些物理特性是溫度的函數(shù)，通過對某些物理特性變理特性是溫度的函數(shù)，通過對某些物理特性變化量的測量間接地獲得溫度值?；康臏y量間接地獲得溫度值。u根據(jù)溫度測量儀表地使用方式，通?？煞诸悶楦鶕?jù)溫度測量儀表地使用方式，通?？煞诸悶榻佑|法接觸法與與非接觸法非接觸法兩大類。兩大類。 1. 接觸法接觸法u當(dāng)兩個物體接觸后，經(jīng)過足夠長的時間達到當(dāng)兩個物體接觸后，經(jīng)過足夠長的時間達到熱平衡后，則它們的溫

8、度必然相等。如果其熱平衡后，則它們的溫度必然相等。如果其中之一為溫度計，就可以用它對另一個物體中之一為溫度計，就可以用它對另一個物體實現(xiàn)溫度測量，實現(xiàn)溫度測量，這種測溫方式稱為接觸法這種測溫方式稱為接觸法。u特點：特點：溫度計要與被測物體有良好地?zé)峤佑|，溫度計要與被測物體有良好地?zé)峤佑|，使兩者達到熱平衡。使兩者達到熱平衡。2.非接觸法非接觸法u利用物體的熱輻射能隨溫度變化的原理測定利用物體的熱輻射能隨溫度變化的原理測定物體溫度，物體溫度，這種測溫方式稱為非接觸法這種測溫方式稱為非接觸法。u特點：特點：不與被測物體接觸，也不改變被測物不與被測物體接觸，也不改變被測物體的溫度分布，熱慣性小。體的溫

9、度分布，熱慣性小。u通常用來測定通常用來測定10001000以上的移動、旋轉(zhuǎn)或反以上的移動、旋轉(zhuǎn)或反應(yīng)迅速的高溫物體的溫度。應(yīng)迅速的高溫物體的溫度。u按工作原理來劃分，也根據(jù)溫度范圍按工作原理來劃分，也根據(jù)溫度范圍（高溫、中溫、低溫等）或儀表精度（高溫、中溫、低溫等）或儀表精度（基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)等）來劃分。（基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)等）來劃分。3.測量儀表的分類測量儀表的分類u接觸式測溫法是使感溫元件直接與被測物接觸式測溫法是使感溫元件直接與被測物體或直接與被測介質(zhì)接觸，感受被測物體體或直接與被測介質(zhì)接觸，感受被測物體或被測介質(zhì)的溫度變化?；虮粶y介質(zhì)的溫度變化。u膨脹式、壓力式、熱電阻與熱電偶溫度計膨脹式、壓力式

10、、熱電阻與熱電偶溫度計u非接觸式測溫儀表是采用感溫元件與被測物體不非接觸式測溫儀表是采用感溫元件與被測物體不直接接觸的方法來測量溫度。直接接觸的方法來測量溫度。u在高溫范圍內(nèi)，用直接接觸測溫法非常困難，可在高溫范圍內(nèi)，用直接接觸測溫法非常困難，可采用非接觸式測溫法，利用物體的熱輻射特性對采用非接觸式測溫法，利用物體的熱輻射特性對物體的溫度進行非接觸式測量。物體的溫度進行非接觸式測量。u光學(xué)高溫計光學(xué)高溫計、光電高溫計、光譜高溫計、比色高、光電高溫計、光譜高溫計、比色高溫計、紅外高溫計溫計、紅外高溫計二、 膨脹式溫度計 膨脹式溫度計是利用物體受熱膨脹膨脹式溫度計是利用物體受熱膨脹的原理制成的溫度

11、計，主要有的原理制成的溫度計，主要有液體膨脹液體膨脹式溫度計、固體膨脹式溫度計和壓力式式溫度計、固體膨脹式溫度計和壓力式溫度計溫度計三種。三種。一、液體膨脹式溫度計一、液體膨脹式溫度計1. 水銀溫度計水銀溫度計結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、讀數(shù)直觀、測量范圍寬讀數(shù)直觀、測量范圍寬（-30700）熱慣性）熱慣性大，易破損。大，易破損。2、雙金屬片溫度計n由兩種不同線膨脹系數(shù)的金屬片焊接而成。在溫度的作用下，雙金屬片將向熱膨脹系數(shù)較小的一側(cè)彎曲，指向不同的溫度值。n主要應(yīng)用于自動記錄儀壓力溫度計n它是利用密閉容積內(nèi)工作它是利用密閉容積內(nèi)工作介質(zhì)隨溫度升高而壓力升介質(zhì)隨溫度升高而壓力升高的

12、性質(zhì)，通過對工作介高的性質(zhì)，通過對工作介質(zhì)的壓力測量來判斷溫度質(zhì)的壓力測量來判斷溫度值的一種機械式儀表值的一種機械式儀表n應(yīng)用于遠距離傳送，常用測油溫、水溫和冷庫溫度。動動態(tài)性能差，示值的滯后較態(tài)性能差，示值的滯后較大，不能測量迅速變化的大，不能測量迅速變化的溫度（溫度（-80550 ）。第三節(jié)第三節(jié) 熱電偶溫度計熱電偶溫度計 u熱電偶是目前世界上科研和生產(chǎn)中應(yīng)用熱電偶是目前世界上科研和生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍、最廣泛的溫度測量元件。最普遍、最廣泛的溫度測量元件。u它將溫度信號轉(zhuǎn)換成電勢（它將溫度信號轉(zhuǎn)換成電勢（mVmV）信號，）信號，配以測量毫伏的儀表或變送器可以實現(xiàn)配以測量毫伏的儀表或變送器可以實

13、現(xiàn)溫度的測量或溫度信號的轉(zhuǎn)換。溫度的測量或溫度信號的轉(zhuǎn)換。u具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、測量范圍寬、具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、測量范圍寬、準(zhǔn)確度高、性能穩(wěn)定、復(fù)現(xiàn)性好、體積準(zhǔn)確度高、性能穩(wěn)定、復(fù)現(xiàn)性好、體積小、響應(yīng)時間短等各種優(yōu)點。小、響應(yīng)時間短等各種優(yōu)點。u它既可以用于流體溫度測量，也可以用它既可以用于流體溫度測量，也可以用于固體溫度測量。既可以測量靜態(tài)溫度，于固體溫度測量。既可以測量靜態(tài)溫度，也能測量動態(tài)溫度。也能測量動態(tài)溫度。u并且直接輸出直流電壓信號，便于測量、并且直接輸出直流電壓信號，便于測量、信號傳輸、自動記錄和控制等。信號傳輸、自動記錄和控制等。鎧裝熱電偶圖型鎧裝熱電偶圖型 WRTK2

14、-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爆熱電偶 WRNK-332/4*1000mm Gh2520 鎧裝可動卡套螺紋熱電偶鎧裝可動卡套螺紋熱電偶一、熱電偶的測溫原理一、熱電偶的測溫原理 兩種不同的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）兩種不同的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A A和和B B組成組成閉合回路，如下圖所示。當(dāng)閉合回路，如下圖所示。當(dāng)A A和和B B相接的兩個相接的兩個接點溫度接點溫度T T和和T T0 0不同時，則在回路中就會產(chǎn)生不同時，則在回路中就會產(chǎn)生一個電勢，這種現(xiàn)象叫做一個電勢，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)

15、。由此效。由此效應(yīng)所產(chǎn)生的電勢，通常稱為應(yīng)所產(chǎn)生的電勢，通常稱為熱電勢熱電勢，用符號，用符號EAB（T，T0）表示。表示。BATT0參考端冷端工作端熱端 圖中的閉合回路稱為圖中的閉合回路稱為熱電偶熱電偶，導(dǎo)體，導(dǎo)體A和和B稱為熱電偶的稱為熱電偶的熱電極熱電極。熱電偶的兩個接點中，。熱電偶的兩個接點中，置于被測介質(zhì)（溫度為置于被測介質(zhì)（溫度為T）中的接點稱為）中的接點稱為工作工作端或熱端端或熱端，溫度為參考溫度，溫度為參考溫度T0的一端稱為的一端稱為參參考端或冷端考端或冷端。電勢用電勢用EAB(T)表示，其數(shù)值可用下式表示表示，其數(shù)值可用下式表示 式中式中 e 單位電荷，單位電荷，4.802X1

16、0-10靜電單位；靜電單位； K波爾茲曼常數(shù)，波爾茲曼常數(shù)，K=1.3810-23J/K； NA(T)、NB(T)材料材料A、B在溫度為在溫度為T時時的自由電子密度；的自由電子密度； TA、B接觸點的溫度，接觸點的溫度，K。AABBN (T)KTE(T)lneN (T)u從理論上可以證明該接觸電勢的大小和從理論上可以證明該接觸電勢的大小和方向主要取決于方向主要取決于兩種材料的性質(zhì)（電子兩種材料的性質(zhì)（電子密度）和接觸面溫度的高低密度）和接觸面溫度的高低。u溫度越高，接觸電勢越大；兩種導(dǎo)體電溫度越高，接觸電勢越大；兩種導(dǎo)體電子密度比值越大，接觸電勢也越大。子密度比值越大，接觸電勢也越大。兩個兩個

17、熱電極熱電極熱電熱電偶接偶接點點從以上式子可以得到如下結(jié)論：從以上式子可以得到如下結(jié)論：u熱電偶回路熱電勢的大小只與組成熱電偶的材熱電偶回路熱電勢的大小只與組成熱電偶的材料和材料兩端連接點所處的溫度有關(guān)，與熱電料和材料兩端連接點所處的溫度有關(guān)，與熱電偶絲的直徑、長度及沿程溫度分布無關(guān)。偶絲的直徑、長度及沿程溫度分布無關(guān)。u只有用兩種不同性質(zhì)的材料才能組成熱電偶，只有用兩種不同性質(zhì)的材料才能組成熱電偶，相同材料組成的閉合回路不會產(chǎn)生熱電勢。相同材料組成的閉合回路不會產(chǎn)生熱電勢。u熱電偶的兩個熱電極材料確定之后，熱電勢的熱電偶的兩個熱電極材料確定之后，熱電勢的大小只與熱電偶兩端接點的溫度有關(guān)。如果

18、大小只與熱電偶兩端接點的溫度有關(guān)。如果T0已知且恒定，則已知且恒定，則f（T0）為常數(shù)，回路總熱電勢）為常數(shù)，回路總熱電勢EAB（T，T0）只是溫度）只是溫度T的單值函數(shù)。的單值函數(shù)。 2. 熱電偶結(jié)構(gòu)熱電偶結(jié)構(gòu)（1）接線盒）接線盒（2）絕緣套管）絕緣套管（3）保護套管）保護套管（4）熱電極）熱電極2. 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶（1）廉金屬熱電偶）廉金屬熱電偶 1）T型（銅康銅）熱電偶型（銅康銅）熱電偶 2） E型（鎳鉻康銅）熱電偶型（鎳鉻康銅）熱電偶 3） J型（鐵康銅）熱電偶型（鐵康銅）熱電偶 4） K型（鎳鉻鎳鋁或鎳硅）熱電偶型（鎳鉻鎳鋁或鎳硅）熱電偶（2）貴金屬熱電偶）貴金屬熱電偶 1

19、）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3熱電偶的類型（1）S型（鉑銠鉑銠10鉑）熱電偶鉑）熱電偶 這是一種貴金屬熱電偶，它的特點是精度高，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，測溫上限高，適于在氧化或中性氣氛介質(zhì)中使用。另外，它的熱電勢較小，靈敏度較低，價格昂貴。它不僅可用于工業(yè)和實驗室測溫，更為重要的是它可以保存為基準(zhǔn)熱電偶和傳遞為各級標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。 （2）B型（鉑銠鉑銠30鉑銠鉑銠6）熱電偶）熱電偶 這是一種貴金屬熱電偶，它的特點是測溫上限短時可達1800，測量精度高，適于在氧化或中性氣氛介質(zhì)中使用。但不

20、宜在還原氣氛中使用，靈敏度較低，價格昂貴。 （3）K型（鎳鉻鎳鉻鎳硅）熱電偶鎳硅）熱電偶 這是一種賤金屬熱電偶，它的特點是價格低廉，靈敏度高，復(fù)現(xiàn)性較好，高溫下抗氧化能力強，是工業(yè)和實驗室中大量采用的一種熱電偶。但在還原性介質(zhì)或含硫化物氣氛中易被侵蝕。 （4）T型（銅銅康銅）熱電偶康銅）熱電偶 這是一種賤金屬熱電偶，測量精度高，穩(wěn)定性好，低溫時靈敏度高，價格低廉。 （5）E型（鎳鉻鎳鉻康銅）熱電偶康銅）熱電偶 這是一種賤金屬熱電偶，在以上幾種熱電偶中它的靈敏度最高，但抗氧化及抗硫化物介質(zhì)的能力較差，適于在中性或還原性氣氛中使用。 電阻溫度計電阻溫度計 WZP2-240/A級級3線線300/15

21、0mmE(0-300)隔爆熱電阻隔爆熱電阻 WZC-111/12*1000mm Cu50銅熱電阻銅熱電阻 WZPK2-103/B級級6*515mm(0-300)鉑熱電阻鉑熱電阻 導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻率與溫度有關(guān)，利導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻率與溫度有關(guān)，利用此特性制成電阻溫度感溫件，它與測量電用此特性制成電阻溫度感溫件，它與測量電阻阻值的儀表配套組成電阻溫度計。阻阻值的儀表配套組成電阻溫度計。 優(yōu)點：測溫準(zhǔn)確度高，信號便于傳送。優(yōu)點：測溫準(zhǔn)確度高，信號便于傳送。 缺點：不能測太高的溫度，需外部電源缺點：不能測太高的溫度，需外部電源供電，連接導(dǎo)線的電阻易受環(huán)境溫度影響而供電，連接導(dǎo)線的電阻易受環(huán)境溫度影響

22、而產(chǎn)生測量誤差。產(chǎn)生測量誤差。一、熱電阻的特性一、熱電阻的特性u熱電阻是用金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料制成的感溫?zé)犭娮枋怯媒饘賹?dǎo)體或半導(dǎo)體材料制成的感溫元件。元件。u鉑熱電阻和銅熱電阻屬國際電工委員會推薦的，鉑熱電阻和銅熱電阻屬國際電工委員會推薦的，也是我國國標(biāo)化的熱電阻。也是我國國標(biāo)化的熱電阻。 電阻溫度系數(shù)：在某一溫度間隔內(nèi)，溫電阻溫度系數(shù)：在某一溫度間隔內(nèi)，溫度變化度變化1 1 時的電阻相對變化量，單位為時的電阻相對變化量，單位為1/1/。0000()ttttRRRRttRt 大多數(shù)金屬熱電阻隨其溫度升高而增加，當(dāng)大多數(shù)金屬熱電阻隨其溫度升高而增加，當(dāng)溫度升高溫度升高1時，其阻值約增加時，其阻值

23、約增加0.4%0.6%，稱，稱具有正的電阻溫度系數(shù)。電阻值具有正的電阻溫度系數(shù)。電阻值Rt與溫度與溫度t（）的關(guān)系可表示為的關(guān)系可表示為Rt = R0（1 + At + Bt2 + Ct3） 式中式中 Rt 溫度為溫度為t時金屬導(dǎo)體的電阻；時金屬導(dǎo)體的電阻； R0 溫度為溫度為0時金屬導(dǎo)體的電阻；時金屬導(dǎo)體的電阻； A、B、C 與金屬材料有關(guān)的常數(shù)。與金屬材料有關(guān)的常數(shù)。 大多數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度升高而大多數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減 小 ， 當(dāng) 溫 度 升 高減 小 ， 當(dāng) 溫 度 升 高 1 時 ， 其 阻 值 約 減 小時 ， 其 阻 值 約 減 小3%6%，稱具有負(fù)的電

24、阻溫度系數(shù)。電阻值，稱具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)。電阻值RT與熱力學(xué)溫度與熱力學(xué)溫度T（K）的關(guān)系可表示為）的關(guān)系可表示為RT = RT0exp B (1/T)B (1/T0) 式中，式中，RT0 熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度T0（K）時的電阻值；）時的電阻值； B 與半導(dǎo)體材料有關(guān)的常數(shù)。與半導(dǎo)體材料有關(guān)的常數(shù)。 雖然大多數(shù)金屬和半導(dǎo)體的電阻與溫度之雖然大多數(shù)金屬和半導(dǎo)體的電阻與溫度之間都存在著一定的關(guān)系，但并不是所有的金屬間都存在著一定的關(guān)系，但并不是所有的金屬或半導(dǎo)體都能做成電阻溫度計。用于測溫的熱或半導(dǎo)體都能做成電阻溫度計。用于測溫的熱電阻（或熱敏電阻）應(yīng)滿足以下要求：電阻（或熱敏電阻）應(yīng)滿足以下要

25、求： （1 1）電阻溫度系數(shù)要大，以得到高敏感度；）電阻溫度系數(shù)要大，以得到高敏感度； （2 2）在測溫范圍內(nèi)化學(xué)與物理性能要穩(wěn)定；）在測溫范圍內(nèi)化學(xué)與物理性能要穩(wěn)定； （3 3）復(fù)現(xiàn)性要好；）復(fù)現(xiàn)性要好；（4 4）電阻率要大，以得到小體積的元件，進而）電阻率要大，以得到小體積的元件，進而保證熱容量和熱慣性小，使得對溫度變化的響保證熱容量和熱慣性小，使得對溫度變化的響應(yīng)比較快；應(yīng)比較快；（5 5）電阻溫度特性盡可能接近線性，以便于分）電阻溫度特性盡可能接近線性，以便于分度和讀數(shù)；度和讀數(shù)； （6 6）價格相對低廉。）價格相對低廉。 目前已被采用的電阻溫度計具有如下特點：目前已被采用的電阻溫度計

26、具有如下特點：（1）在中低溫范圍內(nèi)其精確度高于熱電偶溫度計；）在中低溫范圍內(nèi)其精確度高于熱電偶溫度計；（2）靈敏度高，當(dāng)溫度升高）靈敏度高，當(dāng)溫度升高1時，大多數(shù)熱電阻時，大多數(shù)熱電阻的阻值增加的阻值增加0.4%0.6%，半導(dǎo)體材料的阻值降低，半導(dǎo)體材料的阻值降低3%6%； （3）熱電阻感溫部分體積比熱電偶的熱接點大得）熱電阻感溫部分體積比熱電偶的熱接點大得多，因此不宜測量點溫度與動態(tài)溫度，半導(dǎo)體熱多，因此不宜測量點溫度與動態(tài)溫度，半導(dǎo)體熱敏電阻雖然體積較小，但其穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性卻較敏電阻雖然體積較小，但其穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性卻較差。差。 二、常用熱電阻元件二、常用熱電阻元件 1鉑熱電阻鉑熱電阻u特點

27、：特點：精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。在氧化精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。在氧化性的氣氛中，甚至在高溫下的物理化學(xué)性質(zhì)都性的氣氛中，甚至在高溫下的物理化學(xué)性質(zhì)都非常穩(wěn)定。它易于提純，復(fù)現(xiàn)性好，有良好的非常穩(wěn)定。它易于提純，復(fù)現(xiàn)性好，有良好的工藝性，可以制成極細(xì)的鉑絲或極薄的鉑箔。工藝性，可以制成極細(xì)的鉑絲或極薄的鉑箔。與其他熱電阻材料相比，有較高的電阻率。與其他熱電阻材料相比，有較高的電阻率。u缺點：缺點：電阻溫度系數(shù)較小，在還原性氣氛中，電阻溫度系數(shù)較小，在還原性氣氛中，特別是在高溫下易被沾污變脆，價格較貴。特別是在高溫下易被沾污變脆，價格較貴。 2銅熱電阻銅熱電阻u特點：特點：它的電阻值與溫度

28、的關(guān)系是線性的，電它的電阻值與溫度的關(guān)系是線性的，電阻溫度系數(shù)也比較大，而且材料易提純，價格阻溫度系數(shù)也比較大，而且材料易提純，價格比較便宜，但它的電阻率低，易于氧化。比較便宜，但它的電阻率低，易于氧化。u在在50 150范圍內(nèi)，銅的電阻溫度關(guān)系范圍內(nèi)，銅的電阻溫度關(guān)系為為Rt = R0 ( 1 + t )式中，式中， 銅的電阻溫度系數(shù)。銅的電阻溫度系數(shù)。 3. 鎳熱電阻鎳熱電阻u特點：特點：電阻溫度系數(shù)較鉑大，約為鉑的電阻溫度系數(shù)較鉑大，約為鉑的1.5倍。倍。u在在50150內(nèi)，其電阻與溫度關(guān)系為內(nèi)，其電阻與溫度關(guān)系為 Rt=100+0.5485t+0.66510-3t2+2.80510-9

29、t4 4半導(dǎo)體熱敏電阻半導(dǎo)體熱敏電阻 大多數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻具有負(fù)的溫度系數(shù)，大多數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻具有負(fù)的溫度系數(shù)，其電阻值與溫度的關(guān)系為其電阻值與溫度的關(guān)系為RT = AeB/T 半導(dǎo)體熱敏電阻通常用鐵、鎳、錳、鈷、半導(dǎo)體熱敏電阻通常用鐵、鎳、錳、鈷、鉬、鈦、鎂、銅等復(fù)合氧化物高溫?zé)Y(jié)而成。鉬、鈦、鎂、銅等復(fù)合氧化物高溫?zé)Y(jié)而成。 紅外線溫度計第二節(jié) 壓力表壓力檢測方法及儀表壓力檢測方法及儀表壓力的基本概念壓力的基本概念垂直而均勻地作用在單位面積上的力垂直而均勻地作用在單位面積上的力式中式中壓力（壓力（PaPa）均勻垂直作用力（均勻垂直作用力（N N）受力面積（受力面積（m2m2）SF1Pa

30、= 1*10-3KPa = 1*10-6MPa單位單位: : 牛頓牛頓/ /米米2 2（N/m2N/m2），簡稱），簡稱“帕帕”，用符號，用符號“PaPa”壓力檢測方法及儀表壓力檢測方法及儀表壓力的幾種表示形式壓力的幾種表示形式被測壓力通?？杀硎緸榻^對壓力、表壓、負(fù)壓（或真空度）表壓（正壓）絕對壓力的零線大氣壓力線絕對壓力絕對壓力真空度ppgpa（負(fù)壓）pvp壓力檢測方法及儀表壓力檢測方法及儀表液柱測壓法液柱測壓法根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進行測量hh12211p1p2h2P0h1h211p200常用的壓力表有U形管壓力表、單管壓力表、斜管壓力表和活塞式壓力表等。測量原理應(yīng)用

31、于柴油機的掃氣壓力、鍋爐鼓風(fēng)機的風(fēng)壓。一、一、彈性變形法彈性變形法壓力檢測方法及儀表壓力檢測方法及儀表將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移測量原理P彈簧管式彈性元件P膜片式彈性元件二、二、彈簧管壓力表彈簧管壓力表壓力檢測方法及儀表壓力檢測方法及儀表彈簧管拉桿指針中心齒輪扇形齒輪接頭游絲刻度盤調(diào)整螺釘彈簧管式壓力表的使用注意點n1、測量穩(wěn)定壓力時，實測值應(yīng)在量程的2/3左右，測波動壓力時，實測范圍應(yīng)在全量程的1/2左右，最低壓力不低于量程的1/3n2、介質(zhì)的波動壓力變化每秒不超過量程的1/10。若抖動過大應(yīng)適當(dāng)關(guān)小開關(guān)開度。n3、儀表選用時應(yīng)在其相應(yīng)的使用溫度和相對濕度許用范圍內(nèi)，介質(zhì)不應(yīng)對壓力表

32、的材料有腐蝕作用。n4、測量腐蝕、高粘度、有結(jié)晶等介質(zhì)時, 應(yīng)加裝充有中性介質(zhì)的隔離罐, 如右圖所示。 隔離罐內(nèi)的隔離液應(yīng)選擇沸點高、凝固點低、化學(xué)與物理性能穩(wěn)定的液體, 如甘油、乙醇等。 三、電觸式壓力表n電觸式壓力表是在彈簧管壓力表上加裝高低觸點（限定器），當(dāng)指針上接觸器與限定器接觸時，接通控制電路，通過指示燈或蜂鳴器報警。四、其他壓力表n平均壓力計 內(nèi)燃?xì)獾拿}動氣體通過測壓器3的氣室擴散均勻，再經(jīng)過毛細(xì)管阻尼，經(jīng)蛇形管10進入壓力表。最高壓力計n通過止回裝置使表內(nèi)保持最高壓力。第三節(jié) 轉(zhuǎn)速表 轉(zhuǎn)速一般用每分鐘轉(zhuǎn)動的周數(shù)表示，即r/min。測量旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動速度用的器具稱轉(zhuǎn)速表，常用的轉(zhuǎn)速表有

33、以下幾種:(1)機械式離心式轉(zhuǎn)速表(2)電氣式(分發(fā)電機式、電容式和電渦流式)轉(zhuǎn)速表(3)機械計數(shù)式轉(zhuǎn)速表(4)光電計數(shù)式轉(zhuǎn)速表一、機械離心式轉(zhuǎn)速表 其工作原理基于與回轉(zhuǎn)軸偏置的重錘在回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力Q與回轉(zhuǎn)軸的角速度的平方成正比，即 式中，m為重錘的質(zhì)量；r為重錘至被測軸的垂直距離。離心式轉(zhuǎn)速表原理圖n當(dāng)轉(zhuǎn)動軸以的角速度轉(zhuǎn)動時，重錘產(chǎn)生離心力Q，轉(zhuǎn)速越大離心力越大，壓迫彈簧使它縮短，因而彈簧被壓縮的位移與轉(zhuǎn)速成正比。測出彈簧位移就得知轉(zhuǎn)速。離心式轉(zhuǎn)速表是機械式的，慣性較大，測量精度受到一定限制，但體積小且攜帶方便，不需要能源，因此應(yīng)用比較廣泛1、用手持離心式轉(zhuǎn)速表測量轉(zhuǎn)速時，應(yīng)注意：n 1

34、)先從高轉(zhuǎn)速擋開始試測，以確定合適的量程，使用中不得更換量程；不能用低速擋測量高轉(zhuǎn)速。n 2)轉(zhuǎn)速表軸與被測旋轉(zhuǎn)軸接觸時，應(yīng)使兩軸心對準(zhǔn)，動作要緩慢，同時應(yīng)使兩軸保持在一條直線上。n 3)測量時，轉(zhuǎn)速表軸與被測旋轉(zhuǎn)軸不要頂?shù)眠^緊，以兩軸接觸時不產(chǎn)生相對滑動為原則。n 4)指針偏轉(zhuǎn)方向與被測軸旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。n 5)轉(zhuǎn)速表在使用前應(yīng)加潤滑油(鐘表油)，可以從外殼和調(diào)速盤上的油孔注入。 2固定離心式轉(zhuǎn)速表使用注意事項1)注意表盤上的轉(zhuǎn)速表系數(shù)，它是機器實際轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速表所示轉(zhuǎn)速之比。若該值為1：1，這時轉(zhuǎn)速表的示值即為被測軸的轉(zhuǎn)速；若為1：2，則被測軸實際轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速表指針指示值的12，例如指針示值為200rmin，則被測軸實際轉(zhuǎn)速(表軸)為100r/min。 2)使用時，轉(zhuǎn)速表正常工作范圍應(yīng)選在測量上限值的80左右為宜，例如100600 rmin的表，最高工作轉(zhuǎn)速應(yīng)選為480rmin，這樣可以保證儀表指示準(zhǔn)確和延長壽命。 3)無論被測軸轉(zhuǎn)向如何，指針均按同一方向偏轉(zhuǎn)指示。二、定時式轉(zhuǎn)速表 定時式轉(zhuǎn)速表是按照在一定時間間隔內(nèi)測量旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)數(shù)的方法確定轉(zhuǎn)速的平均值，并由指針在表盤上直接指示被測轉(zhuǎn)