工程測量技術(shù)溫測量

1、（優(yōu)選）工程測量技術(shù)溫度測量第一頁，共三十九頁。1溫度測量的分類接觸式測溫 利用熱平衡原理，測溫敏感元件接觸被測物體，使兩者處于同一熱平衡狀態(tài)，具有同一溫度。特點(diǎn)：測溫方法簡單、可靠，測溫精度高，但因與被測體表面接觸并吸收其一部分溫度，故會(huì)破壞被測物體表面溫度場，且響應(yīng)速度較慢。利用熱輻射原理，敏感元件不必與被測物體接觸。 特點(diǎn)：不會(huì)破壞被測體表面溫度場，且響應(yīng)速度較快，但測溫誤差較大。非接觸式測溫 第二頁，共三十九頁。2測溫傳感器分類膨脹式溫度計(jì)非接觸式測溫傳感器全輻射高溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)比色高溫計(jì)液體溫度計(jì)固體溫度計(jì)壓力溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)接觸式測溫傳感器第三頁，共三十九頁。36.1

2、 熱電偶溫度計(jì)在常用的溫度儀表中，熱電偶溫度計(jì)是目前科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的一種，常用來測量-1001700之間的溫度。在特殊情況下，還可測2800的高溫或2K的低溫。它具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高、熱慣性小、使用方便，適于信號傳輸、自動(dòng)記錄和控制等優(yōu)點(diǎn)。6.1.1 熱電偶測溫原理熱電效應(yīng)（導(dǎo)體A與B回路有電動(dòng)勢，由以下兩種電勢組成） 接觸電勢（導(dǎo)體A與導(dǎo)體B的電子密度不同，擴(kuò)散速率不同） 溫差電勢 （同一導(dǎo)體兩端溫度不同產(chǎn)生的熱電勢）第四頁，共三十九頁。46.1 熱電偶溫度計(jì)對于一定的熱電偶（材料固定），當(dāng)參考端溫度t0恒定時(shí)，接點(diǎn)t0的分熱電勢eAB(t0)為常數(shù)C。則熱電偶回路的總熱電勢E

3、AB(t,t0) 僅是測量端溫度的單值函數(shù) 可見，當(dāng)t0恒定時(shí)，熱電偶的熱電勢僅隨測量端溫度而變。 為此，只要事先測出熱電偶在t0=0 時(shí)的熱電勢與測量端溫度的對應(yīng)關(guān)系，并整理成分度表或繪成熱電特性曲線或整理成數(shù)學(xué)公式，便可根據(jù)所測得的熱電勢來推算被測溫度。為方便和實(shí)用，國內(nèi)外已頒布各種熱電偶分度表均規(guī)定參考端溫度為0 。各種不同的熱電偶材料有各自對應(yīng)的分度表。 第五頁，共三十九頁。56.1 熱電偶溫度計(jì)6.1.2 熱電偶回路的性質(zhì)一、均勻?qū)w定律由一種均勻?qū)w組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的截面和各處溫度分布如何，都不會(huì)產(chǎn)生熱電勢。該定律說明：熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的材料構(gòu)成;由一種材料組成的閉

4、合回路存在溫差，如果回路產(chǎn)生熱電勢，說明該材料是非均質(zhì)的。據(jù)此，可檢查熱電極材料的均勻性。 第六頁，共三十九頁。66.1 熱電偶溫度計(jì)二、中間導(dǎo)體定律在熱電偶回路中插入第三種（或多種）均質(zhì)導(dǎo)體，只要插入導(dǎo)體兩端溫度相同，則對熱電偶的總熱電勢沒有影響。如圖是插入中間導(dǎo)體的兩種形式，現(xiàn)將左圖證明如下：回路總熱電勢為如果回路內(nèi)各接點(diǎn)溫度為t0，則有由此得 第七頁，共三十九頁。76.1 熱電偶溫度計(jì)中間導(dǎo)體定律表明，熱電偶回路可接入測量儀器，只要保證儀表與熱電偶兩接點(diǎn)處溫度相同，則接入儀表不會(huì)影響原熱電偶回路的熱電勢。第八頁，共三十九頁。86.1 熱電偶溫度計(jì)三、中間溫度定律熱電偶A、B在接點(diǎn)溫度為t

5、,t0時(shí)的熱電勢EAB(t,t0)等于接點(diǎn)溫度為t,tn時(shí)的熱電勢EAB(t,tn)和EAB(tn,t0)代數(shù)和，即證明如下：結(jié)論：如果已有參考端溫度為0時(shí)的熱電勢溫度關(guān)系，則對于參考端溫度不為0時(shí)的熱電勢，均可按上式求得。第九頁，共三十九頁。96.1 熱電偶溫度計(jì)6.1.3 熱電偶的材料熱電極材料應(yīng)滿足如下要求：1、測溫范圍寬，熱電特性穩(wěn)定，線性好;2、電導(dǎo)率要高，電阻溫度系數(shù)和比熱要小;3、有較高的熱電勢率;4、易于復(fù)制，工藝性及互換性好，便于有統(tǒng)一的分度表;5、資源豐富，價(jià)廉。 目前國際上公認(rèn)比較好的熱電極材料只有幾種，它們適用于各自的溫度范圍。一、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶是指工藝成熟、

6、應(yīng)用廣泛、性能優(yōu)良而穩(wěn)定，并已列入工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化文件中，有統(tǒng)一分度表的那些熱電偶。第十頁，共三十九頁。106.1 熱電偶溫度計(jì)鉑銠10鉑熱電偶，分度號為S。熱電性能穩(wěn)定，適用于氧化性、中性氣氛中。工業(yè)上一般用它測量1000以上溫度。它的長期使用溫度為1300，短期使用溫度為1600。缺點(diǎn)是價(jià)格較貴，機(jī)械強(qiáng)度稍差，熱電勢小，在還原性氣氛及含硫、硅、碳、碳化合物介質(zhì)中使用時(shí)易被沾污變質(zhì)，需加保護(hù)管。鉑銠30鉑銠6熱電偶，分度號為B。與S型熱電偶相比，它的測溫上限更高，長期使用溫度為1600，短期使用溫度為1800。熱電勢更小，尤其在室溫下熱電勢極小，故一般不需要參考端溫度補(bǔ)正。價(jià)格比S型更貴。鎳鉻-鎳

7、硅（鎳鉻-鎳鋁）熱電偶，分度號為K。優(yōu)點(diǎn)是熱電勢率大（比S型大45倍），價(jià)廉，熱電特性呈近似線性關(guān)系。500以下可在還原性、中性和氧化性氣氛中可靠地工作，500以上只能在氧化性和中性氣氛中工作。長期使用溫度為1000，短期使用為1300。鎳鉻-鎳硅和鎳鉻-鎳鋁兩種熱電偶的熱電特性幾乎完全一致，但鎳硅合金抗氧化性能優(yōu)于鎳鋁合金。目前我國已用鎳鉻-鎳硅熱電偶取代鎳鉻-鎳鋁熱電偶。第十一頁，共三十九頁。116.1 熱電偶溫度計(jì)銅康銅熱電偶，分度號為T。因?yàn)殂~熱電極易氧化，故在氧化性氣氛中使用時(shí)不宜超過300。優(yōu)點(diǎn)是熱電勢率大、特電特性較好，易復(fù)制、價(jià)廉，可用來測-200的低溫。在0100范圍內(nèi)可作為

8、二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。二、非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶目前非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的應(yīng)用遠(yuǎn)不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶普遍，但在高溫、低溫、超低溫或有輻射等特殊環(huán)境中有某些良好的性能。第十二頁，共三十九頁。126.1 熱電偶溫度計(jì)鎢錸系熱電偶，有鎢錸5-鎢錸20、鎢錸3-鎢錸25、鎢錸5-鎢錸26等。目前是一類較好的超高溫?zé)犭姌O材料。其最高使用溫度受絕緣材料限制目前可達(dá)2500，而熱電極本身使用溫度可達(dá)2800，熱電勢與溫度幾乎呈線性，但不宜在氧化性氣氛中使用。銥銠系熱電偶，這是當(dāng)前在真空中和中性氣氛中，特別是氧化性氣氛中唯一可長期測量2000的高溫?zé)犭娕肌Ｋ歉邷卦囼?yàn)及火箭技術(shù)、航空和宇航技術(shù)中的一種極其重要的測量工具。國產(chǎn)系列有銥

9、銠40銥、銥銠50銥和銥銠60銥等。此外，還有熱解石墨熱電偶，二硅化鎢二硅化鋁、石墨碳化鈦和石墨碳化鈮等非金屬熱電偶。它們在某些特殊環(huán)境，如高溫氧化性氣氛和含碳?xì)夥罩惺褂脮r(shí)具有特殊的優(yōu)點(diǎn)。 第十三頁，共三十九頁。136.1 熱電偶溫度計(jì)三、熱電偶的結(jié)構(gòu)1、普通型熱電偶，結(jié)構(gòu)外形如圖4-7熱電極，其直徑由材料價(jià)格、機(jī)械強(qiáng)度、電導(dǎo)率及測溫范圍等決定。熱電偶的工作端常采用焊接方式連接。焊點(diǎn)有點(diǎn)焊、對焊和絞狀焊等形式。絕緣管，用于防止兩熱電極短路。其材料選用由所測溫度范圍而定。結(jié)構(gòu)形式有單孔、雙孔、四孔瓷管或氧化鋁管等。 第十四頁，共三十九頁。146.1 熱電偶溫度計(jì)保護(hù)管，為使熱電偶免受化學(xué)和機(jī)械損

10、傷，有時(shí)需將熱電極（包括絕緣管）裝入保護(hù)管。接線盒，其作用是供連接熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線之用，它一般由鋁合金制成。2、套管熱電偶它是由熱電偶絲、絕緣材料、金屬套管三者組合加工，由粗坯逐步拉制而成。其結(jié)構(gòu)形式有如圖4-10所示的四種。目前生產(chǎn)的套管熱電偶有S、B、K型和銥銠40銥等。直徑為0.2512mm,長度可達(dá)100m以上。其特點(diǎn)是測量端熱容小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，機(jī)械強(qiáng)度高，能耐高壓、耐強(qiáng)震動(dòng)、耐沖擊，撓性好。缺點(diǎn)是絕緣材料易吸潮，斷口處要立即用環(huán)氧樹脂封口，使用前要烘烤，并檢查絕緣性能。 第十五頁，共三十九頁。156.1 熱電偶溫度計(jì)6.1.4 熱電偶的參考端溫度處理在熱電偶材料選定后，熱電勢E只與兩

11、接點(diǎn)溫度t和t0有關(guān)。所以，只有當(dāng)t0穩(wěn)定且為已知時(shí)，E和被測溫度t才有單值函數(shù)關(guān)系。此外，實(shí)用的熱電偶分度表均以t0為0分度的，但實(shí)際測溫中t0往往既不穩(wěn)定，也不一定是0，為此須對熱電偶的參考端溫度進(jìn)行處理。1、冰點(diǎn)法這是一種實(shí)驗(yàn)室常用，使t0穩(wěn)定在0 的處理方法。具體方法是將純水和碎冰混合物置于保溫瓶中，把裝有適量油類或水銀的細(xì)玻璃試管插入冰水混合物中，熱電偶的參考端就插到試管底部便實(shí)現(xiàn)了t0=0的要求。 第十六頁，共三十九頁。166.1 熱電偶溫度計(jì)2、參考端溫度tn0但為定值時(shí)的處理方法熱電勢修正法 參考端溫度為tn時(shí)的熱電勢為 可見，當(dāng)參考端溫度tn0時(shí)熱電偶的熱電勢將不等于EAB(

12、t,0)，當(dāng)tn恒定不變時(shí)，差值EAB(tn,0)是一個(gè)常數(shù)。為此，只需將測得的熱電勢EAB(t,tn)加上EAB(tn,0)就可得到所需EAB(t,0)，因此可在相應(yīng)分度表上查得被測溫度t。調(diào)整儀表起始點(diǎn)法 直讀式儀表在tn已知時(shí)可先斷開測量線路后把儀表起始點(diǎn)調(diào)至tn處，這相當(dāng)給儀表先輸入一個(gè)熱電勢EAB(tn,0)。然后閉合測量線路，這時(shí)儀表指示被測溫度t，這叫調(diào)儀表起始點(diǎn)法，適用于參考端溫度較穩(wěn)定及精度要求不高的場合。第十七頁，共三十九頁。176.1 熱電偶溫度計(jì)3、參考端溫度tn波動(dòng)時(shí)的修正方法補(bǔ)償導(dǎo)線法實(shí)用的熱電偶，尤其是貴金屬熱電偶往往是長度一定、結(jié)構(gòu)固定的。而測溫現(xiàn)場又往往須要把

13、其參考端移至遠(yuǎn)離被測對象且溫度較穩(wěn)定的場合。這可以采用在一定溫度范圍內(nèi)其熱電特性與所配的熱電偶基本一致而價(jià)格便宜的補(bǔ)償導(dǎo)線來作為熱電偶絲的延伸部分。補(bǔ)償導(dǎo)線的色別及熱電特性如表所示。第十八頁，共三十九頁。186.1 熱電偶溫度計(jì)冷端補(bǔ)償器法它是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢來補(bǔ)償熱電偶因參考端溫度變化而引起的熱電勢變化，它常用于參考端溫度難于長期維持恒定的場合。 冷端補(bǔ)償電橋的線路如圖所示。橋臂 電阻R與熱電偶參考端處于相同的環(huán) 境溫度。一般選擇R cu在20時(shí)使電 橋處于平衡狀態(tài)，即電橋無補(bǔ)償作用。 當(dāng)參考端溫度變化時(shí)，熱電勢E(t,tn) 及Rcu均會(huì)隨之變化，適當(dāng)選取限流 電阻Rs的值，可使電

14、橋產(chǎn)生的不平衡 橋壓Uab剛好補(bǔ)償由于參考端溫度變化 而引起的熱電勢變化。即Uab=E(tn,0)， 這時(shí)儀表就能正確指示測量端溫度。 第十九頁，共三十九頁。196.1 熱電偶溫度計(jì)6.1.5 測量熱電勢的顯示儀表熱電勢的顯示儀表有動(dòng)圈式儀表、直流電位差計(jì)、電子電位差計(jì)及數(shù)字電壓表等。由于高精度的數(shù)字電壓表的問世，因其精度高、快速顯示及能與微型計(jì)算機(jī)連用而廣受歡迎，有的甚至可替代高精度的直流電位差計(jì)。一、動(dòng)圈式儀表動(dòng)圈式儀表是一種磁電式儀表，輸入信號是熱電偶的熱電勢，輸出信號是指針相對于標(biāo)尺的位移。國產(chǎn)的XCZ-101動(dòng)圈式儀表的工作原理如圖。第二十頁，共三十九頁。206.1 熱電偶溫度計(jì)由張

15、絲支承的動(dòng)圈處于均勻恒定磁場中。當(dāng)有熱電勢輸入后，動(dòng)圈內(nèi)有電流并受磁場力作用而偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)力矩大小與電流成正比。同時(shí)張絲產(chǎn)生反抗力矩。當(dāng)上述兩個(gè)力矩平衡時(shí)，動(dòng)圈停于某一位置。如果測量系統(tǒng) 電阻值恒定，則與 動(dòng)圈相連的指針便 指示被測溫度或熱 電勢值。第二十一頁，共三十九頁。216.1 熱電偶溫度計(jì)二、直流電位差計(jì)直流電位差計(jì)是采用把被測量與已知標(biāo)準(zhǔn)量比較后的差值調(diào)至零差的測量方法。由于其平衡時(shí)熱電偶回路內(nèi)無電流，因而其測量精度高，且對測量回路電阻無嚴(yán)格要求，它常用于實(shí)驗(yàn)室等測量精度要求較高的場合作穩(wěn)態(tài)值測量。如圖，有三個(gè)回路，即工作電流回路、校正回路和測量回路。測量時(shí)先把K鍵撥向“校正”位置。調(diào)

16、整電阻Rs以改變回路電流強(qiáng)度I使檢流計(jì)G指零為止。此時(shí)回路中標(biāo)準(zhǔn)電池的電勢EN與標(biāo)準(zhǔn)電阻RN上的電壓降平衡。I=EN/RN=常數(shù)。然后把K撥向“測量”位置，調(diào)電阻盤RAB使檢流計(jì)G再次指零。這時(shí)回路中電阻盤RAB兩端的分壓Ex與熱電勢EAB平衡。由于(EN/RN)為定值，故電阻盤上可用毫伏進(jìn)行刻度而直接讀出熱電勢值。 第二十二頁，共三十九頁。226.1 熱電偶溫度計(jì)三、自動(dòng)電子電位差計(jì)此電位差計(jì)的特點(diǎn)是能連續(xù)自動(dòng)記錄和對被測參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制等多種功能，所以工業(yè)中被廣泛采用。如圖，它的工作電流回路與直流電位差計(jì)類似，不同之處是它用電子放大器代替檢流計(jì)。放大后的不平衡信號電壓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，并帶動(dòng)滑

17、線電阻觸點(diǎn)B及指針移動(dòng)，直至Et=UAB為止。此時(shí)UAB即為被測熱電勢值，也可在標(biāo)尺上以某分度號熱電偶的溫度刻線。第二十三頁，共三十九頁。236.2 熱電阻溫度計(jì)電阻溫度計(jì)廣泛用于測量-200+500之間的溫度，特殊情況下可測溫低達(dá)1K，高達(dá)1000以上的溫度。電阻溫度計(jì)是根據(jù)導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)的電阻隨溫度變化而改變的性質(zhì)，通過測量其電阻值從而推算出被測物體的溫度。電阻溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是精度高，無參考端處理問題，信號便于遠(yuǎn)傳，缺點(diǎn)是受導(dǎo)線電阻的影響。能滿足物理化學(xué)性能穩(wěn)定、便于復(fù)制、價(jià)廉、電阻溫度系數(shù)大且最好是常數(shù)等要求的熱電阻材料僅有鉑、銅及鎳等少數(shù)幾種。 第二十四頁，共三十九頁。246.2 熱電

18、阻溫度計(jì)6.2.1 工業(yè)用鉑電阻工業(yè)用鉑電阻適用于-200850全部或部分范圍內(nèi)測溫，其主要特性是測量精度高、穩(wěn)定性好。6.2.2 工業(yè)用銅電阻工業(yè)用銅電阻適用于-50150范圍內(nèi)測溫，其主要特點(diǎn)為測溫精度高、穩(wěn)定性好、價(jià)廉，但因其電阻率小，所以體積較大。6.2.3 熱電阻的結(jié)構(gòu)熱電阻的結(jié)構(gòu)形式很多。圖示出鉑和銅熱電阻的兩種形式，它們都是將純金屬絲固定在絕緣支架上。一般在其外部還要加保護(hù)套管，使之起保護(hù)和改善熱傳導(dǎo)作用。第二十五頁，共三十九頁。256.2 熱電阻溫度計(jì)6.2.4 熱敏電阻半導(dǎo)體熱敏電阻一般由各種金屬氧化物（如氧化銅、氧化鐵等）按比例混合燒結(jié)而成。其優(yōu)點(diǎn)是電阻率大，體積小，靈敏度

19、高，熱慣性小，結(jié)構(gòu)簡單。缺點(diǎn)是線性及互換性差，測量范圍一般僅為-50300等。熱敏電阻的形狀有珠狀、圓柱狀、片狀等多種形式。圖為珠狀熱敏電阻。 第二十六頁，共三十九頁。266.2 熱電阻溫度計(jì)6.2.5 測量熱電阻的顯示儀表及線路測量熱電阻值的儀表和方法有平衡電橋、動(dòng)圈式儀表、電位差計(jì)及恒流源法等。一、平衡電橋圖4-18(a)是平衡電橋中的測量線路，R1=R2為比例臂，R3是可變橋臂，Rt為熱敏電阻，設(shè)Rx=Rt+ra+rb，ra、rb為導(dǎo)線電阻值，則當(dāng)電橋平衡時(shí)有由于ra和rb受環(huán)境溫度影響，因而無法精確測出Rt，帶來測量誤差。圖4-18(b)的熱電阻接有三根相同的連接導(dǎo)線，即ra=rb=r

20、c。電橋平衡時(shí)有這就有效地消除連接導(dǎo)線電阻的影響。第二十七頁，共三十九頁。276.2 熱電阻溫度計(jì)二、動(dòng)圈式儀表圖4-19是測量熱電阻值的動(dòng)圈式儀表原理圖。熱電阻Rt的值隨被測溫度變化時(shí)，電橋平衡破壞，A、B兩端產(chǎn)生的不平衡橋壓會(huì)在動(dòng)圈中形成電流，使動(dòng)圈在磁場中受力偏轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)指針在標(biāo)尺上指示相應(yīng)被測溫度。為消除連接導(dǎo)線的影響，也常用三線制。第二十八頁，共三十九頁。286.2 熱電阻溫度計(jì)三、用電位差計(jì)測熱電阻熱電阻Rt可與標(biāo)準(zhǔn)電阻RN、可變電阻Rs一起串連成圖4-20線路。首先可用電位差計(jì)測得標(biāo)準(zhǔn)電阻RN兩端壓降UN，從而得到回路內(nèi)電流強(qiáng)度I為然后再用電位差計(jì)測熱電阻Rt兩端壓降Ut，則用

21、電位差計(jì)法測熱電阻不受連接導(dǎo)線電阻影響，因而有較高測量精度。 第二十九頁，共三十九頁。296.2 熱電阻溫度計(jì)四、恒流源法測熱電阻數(shù)字式儀表內(nèi)備有測量電阻值的恒流源，為此被測電阻可接成圖示的四線制。A、B兩端與儀表的恒流源插孔相接，流過熱電阻Rt的是恒定電流強(qiáng)度I，而在C、D兩端產(chǎn)生電勢Ut。由于流過Rt的I為數(shù)值很小的恒定值，故儀表的顯示部分可直接顯示Rt的電阻值。此法的優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)楹懔髟磧?nèi)阻很高，導(dǎo)線電阻可不計(jì)。另外，輸入儀表的C、D兩端是電勢（無電流流入儀表輸入端），因此，導(dǎo)線電阻等對它也無影響。此法與微型計(jì)算機(jī)連用，還可實(shí)施快速、多點(diǎn)測量和打印。 第三十頁，共三十九頁。306.3 溫度探

22、針前兩節(jié)已介紹了測量溫度的熱電偶和熱電阻溫度計(jì)。本節(jié)要介紹的內(nèi)容是當(dāng)這些溫度計(jì)的傳感器（溫度探針）被用來測量在航空發(fā)動(dòng)機(jī)及其部件試驗(yàn)中常常遇到的高速、高溫及動(dòng)態(tài)氣流溫度時(shí)，即使這些溫度探針本身的精度很高，它們?nèi)匀粫?huì)產(chǎn)生較大的甚至嚴(yán)重的測溫誤差。這些誤差有速度誤差、傳熱誤差和動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差。6.3.1 高速氣流的溫度測量當(dāng)被測氣流速度較高（如馬赫數(shù)M0.2或0.3）時(shí)，一般要考慮因速度不能完全滯止對測量溫度的影響。第三十一頁，共三十九頁。316.3 溫度探針氣流中的溫度：總溫T*，靜溫T，動(dòng)溫Tv=T*-T=v2/2Cp，則能量方程為當(dāng)溫度探針置于高速氣流中時(shí)，它感受的溫度由于氣流部分滯止而高于靜

23、溫，但又不能完全滯止而低于總溫，稱它為有效溫度Tg。速度誤差Tv=T*-Tg。當(dāng)不計(jì)探針對外散熱時(shí)， Tg-T表示氣流的動(dòng)能恢復(fù)為熱能的部分，而T*-T表示氣流動(dòng)能全部恢復(fù)為熱能應(yīng)有的能量，兩者之比稱為溫度探針的復(fù)溫系數(shù)r它表示氣流絕能滯止時(shí)動(dòng)能恢復(fù)為熱能的程度。第三十二頁，共三十九頁。326.3 溫度探針由于可得Tv與r和M之間的關(guān)系為從上式可以看到，用熱電偶等溫度探針來測量氣流溫度時(shí)，復(fù)溫系數(shù)越小，M越高，速度誤差Tv則越大。為了減小高速氣流測溫中的速度誤差，在選用或設(shè)計(jì)溫度探針時(shí)要使其受感部有較高的復(fù)溫系數(shù)，或?qū)γ恐结樳M(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定后加以修正。第三十三頁，共三十九頁。336.3 溫度探針

24、圖4-22是幾種滯止罩式熱電偶，目的是使氣流盡可能滯止下來。其中（c）的滯止罩上還可以開有小孔，其作用是加強(qiáng)氣流與熱電偶的對流換熱，以減少熱電偶的導(dǎo)熱與輻射損失。圖4-23表明復(fù)溫 系數(shù)的大小不 僅與熱電偶的 結(jié)構(gòu)形式有關(guān)， 還與氣流方向 和熱電偶的相 對位置有關(guān)。第三十四頁，共三十九頁。346.3 溫度探針6.3.2 高溫氣流的溫度測量用溫度探針測量高溫燃?xì)鉁囟葧r(shí)，除存在速度誤差外還存在傳熱誤差。對于低速(M0.2)的高溫氣流，傳熱誤差是主要的。下面我們以圖4-24所示的裸絲熱電偶為例說明熱電偶測量端的熱交換關(guān)系。通過對流，測量端從高溫氣流得到熱量Q測量端與周圍環(huán)境的輻射換熱Qr測量端的導(dǎo)熱Q測量端的儲(chǔ)熱Qs第三十五頁，共三十九頁。356.3 溫度探針如果忽略氣體對測量端的導(dǎo)熱以及認(rèn)為它是非輻射性的，則測量端的熱平衡方程為當(dāng)測量端達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)Qs=0，以及如果測量端本身導(dǎo)熱也可以不計(jì)時(shí)有可見，減小測量誤差T的辦法首先可增大。增加流過測量端的流速、增強(qiáng)氣流紊流度及減小熱電偶直徑等都使增大。另一辦法是減少輻射