化工測(cè)量?jī)x表(溫度)課件

第一章概述第二章膨脹式溫度計(jì)

第三章熱電偶溫度計(jì)第四章熱電阻溫度計(jì)第五章

接觸式溫度計(jì)的安裝

本篇小結(jié)8/23/20231第一章概述常用:

玻璃溫度計(jì)、壓力溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)等。返回下一頁(yè)一、溫度測(cè)量方法1.接觸式測(cè)溫

任意兩個(gè)冷熱程度不同的物體相接觸，必然要發(fā)生熱交換現(xiàn)象，熱量將由溫度高的物體傳向溫度低的物體，直到兩物體完全達(dá)到熱平衡狀態(tài)為止。要求:

測(cè)溫物體的物理性質(zhì)必須是連續(xù)、單值地隨溫度變化，并且復(fù)現(xiàn)性好。需滿足條件：感溫部件與被測(cè)介質(zhì)充分接觸；保證熱交換時(shí)間。8/23/202322.非接觸式測(cè)溫返回測(cè)溫元件的任何部位均不與被測(cè)物體相接觸。目前多以輻射式為主，通過(guò)被測(cè)物體與感溫元件之間的熱輻射作用實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。特點(diǎn)：不會(huì)破壞被測(cè)對(duì)象的溫度場(chǎng)，可測(cè)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)物體的溫度，可通過(guò)掃描的方法測(cè)得物體表面的溫度。反映速度較快，測(cè)溫范圍很廣，原理上不受溫度上限的限制。受物體發(fā)射率、對(duì)象與儀表間距、煙塵和蒸汽等介質(zhì)的影響，準(zhǔn)確性不高，通常用來(lái)測(cè)量1000℃以上的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)或反應(yīng)迅速的高溫物體溫度。下一頁(yè)上一頁(yè)8/23/20233按測(cè)量方式：接觸式和非接觸兩類。返回二、溫標(biāo)1.

攝氏溫標(biāo)（用t表示，單位記為℃。）2.國(guó)際溫標(biāo)熱力學(xué)溫度是基本溫度，用T表示，單位開(kāi)爾文，記為Ｋ。三、溫度測(cè)量?jī)x表的分類按工作原理：膨脹式、熱電阻、熱電偶及輻射式等。規(guī)定:

水的三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度為273.16Ｋ；定義1K=1／273.16。0℃=273.15Kt＝T-273.15各常用測(cè)溫儀表的測(cè)溫原理、基本特性見(jiàn)表4-1-1。上一頁(yè)8/23/20234第二章膨脹式溫度計(jì)返回第一節(jié)玻璃管液體溫度計(jì)第二節(jié)壓力式溫度計(jì)第三節(jié)

雙金屬溫度計(jì)8/23/20235第一節(jié)玻璃管液體溫度計(jì)測(cè)溫原理結(jié)構(gòu)與分類

返回8/23/20236一、測(cè)溫原理液體受熱后體積膨脹和溫度的關(guān)系可用下式表示：Vt—液體在t℃時(shí)的體積;Vt0

—液體在t0℃時(shí)的體積;α—液體的體積膨脹系數(shù);α′—盛液容器的體積膨脹系數(shù)。返回Vt＝Vt0(α－α′)(t－t0)α

與α′差別越大，靈敏度越高。(4－2-1)

8/23/20237二、結(jié)構(gòu)與分類1.按結(jié)構(gòu)分為棒狀溫度計(jì)內(nèi)標(biāo)尺式溫度計(jì)外標(biāo)尺式溫度計(jì)：毛細(xì)管固定在標(biāo)尺板上，多用來(lái)測(cè)室溫。2.按用途分為標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)：有棒狀、內(nèi)標(biāo)尺式的，分一等和二等，分度值為0.05～0.1℃。工業(yè)用溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)室用溫度計(jì)：形式與標(biāo)準(zhǔn)的相仿，精度較高。返回一般為內(nèi)標(biāo)尺式。8/23/20238返回8/23/20239第二節(jié)壓力式溫度計(jì)結(jié)構(gòu)

測(cè)溫原理

返回8/23/202310一、結(jié)構(gòu)溫包內(nèi)充填的感溫介質(zhì)有氣體、液體及蒸發(fā)液體等。

毛細(xì)管容積<<溫包容積，通常為銅或不銹鋼冷拉無(wú)縫管，內(nèi)徑0.4mm左右，長(zhǎng)度<50m。返回8/23/202311二、測(cè)溫原理返回液體壓力溫度計(jì)若忽略溫包、毛細(xì)管和彈性元件組成的密封系統(tǒng)容積變化，對(duì)一定質(zhì)量的液體，壓力與溫度的關(guān)系可表示為：Pt—工作液在t時(shí)的壓力;

Pt0—工作液在t0時(shí)的壓力;α—工作液的體積膨脹系數(shù);

β—工作液的可壓縮系數(shù)。多以有機(jī)液（甲苯、酒精、戊烷等）或水銀作感溫介質(zhì)。即：下一頁(yè)8/23/202312第三節(jié)雙金屬溫度計(jì)測(cè)溫原理雙金屬溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)

返回8/23/202313一、測(cè)溫原理

x—雙金屬片自由端的位移；

l—雙金屬片的長(zhǎng)度；

d—雙金屬片的厚度；Δt—雙金屬片的溫度變化量；

G—彎曲率返回兩種膨脹系數(shù)不同的金屬組成固體膨脹式溫度計(jì)。測(cè)量范圍-80～600℃，精度1、1.5、2.5級(jí)。8/23/202314二、雙金屬溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)返回下一頁(yè)8/23/202315返回上一頁(yè)8/23/202316第三章熱電偶溫度計(jì)返回第一節(jié)測(cè)溫原理

第二節(jié)熱電偶材料與結(jié)構(gòu)第三節(jié)熱電偶冷端溫度的處理方法第四節(jié)

熱電偶測(cè)溫線路及誤差分析8/23/202317第一節(jié)測(cè)溫原理概述溫差電勢(shì)接觸電勢(shì)熱電偶的基本定律

返回8/23/202318概述返回

兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，若兩個(gè)接點(diǎn)的溫度不同，在該回路內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，此現(xiàn)象稱熱電效應(yīng)。8/23/202319一、溫差電勢(shì)同一導(dǎo)體中，因其兩端溫度不同而產(chǎn)生的熱電勢(shì)。

返回（4-3-1）σA—導(dǎo)體的湯姆遜系數(shù)。表示溫差1℃(或1K)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，與材料性質(zhì)及兩端溫度有關(guān)。

溫差電勢(shì)只與導(dǎo)體材料性質(zhì)和兩端溫度有關(guān)，與導(dǎo)體長(zhǎng)度、截面及沿導(dǎo)體長(zhǎng)度上的溫度分布無(wú)關(guān)。8/23/202320二、接觸電勢(shì)兩種電子密度不同的導(dǎo)體接觸時(shí)產(chǎn)生的熱電勢(shì)。

k—波爾茲曼常數(shù)；

e—單位電荷；

NA、NB—溫度為t時(shí)，A、B導(dǎo)體的電子密度；

t—接觸點(diǎn)的溫度。返回下一頁(yè)（4-3-2）只與兩種導(dǎo)體的性質(zhì)和接觸點(diǎn)溫度有關(guān)。

若兩導(dǎo)體材料一定，僅與其接點(diǎn)溫度有關(guān)。t↑→eAB(t)↑

8/23/202321熱電偶回路總電勢(shì)EAB(t,t0)＝eAB(t)+eB(t,t0)-eAB(t0)-eA(t,t0)

eAB(t)＝-eBA(t)EAB(t,t0)＝-EBA(t,t0)＝-EAB(t0,t)

溫差電勢(shì)<<接觸電勢(shì)，則回路總電勢(shì)EAB(t,t0)的方向取決于eAB(t)的方向。腳標(biāo)AB的順序表示熱電勢(shì)的方向，若順序改變，則熱電勢(shì)符號(hào)也隨之改變。即：返回(4-3-3)A、B導(dǎo)體材料確定，t0不變，總電勢(shì)為t的單值函數(shù)。

不同熱電極制成的熱電偶，在相同溫度下產(chǎn)生的熱電勢(shì)不同，見(jiàn)各熱電偶分度表。上一頁(yè)8/23/202322三、熱電偶的基本定律eC(t1,t1)＝0

eBC(t1)＝-eCB(t1)eBA(t0)＝-eAB(t0)eA(t0,t)＝-eA(t,t0)eB(t,t1)+eB(t1,t0)＝eB(t,t0)上一頁(yè)下一頁(yè)返回（一）中間導(dǎo)體定律EABC(t,t1,t0)＝eAB(t)+eB(t,t1)+eBC(t1)+eC(t1,t1)+eCB(t1)+eB(t1,t0)+eBA(t0)+eA(t0,t)

據(jù)溫差和接觸電勢(shì)定義，可得則上式可整理為

EABC(t,t1,t0)＝eAB(t)+eB(t,t0)-eAB(t0)-eA(t,t0)

＝EAB(t,t0)8/23/202323上一頁(yè)下一頁(yè)返回同理：可證圖(b)，回路中2、3接點(diǎn)溫度均為t0

，回路中總熱電勢(shì)仍為EAB(t,t0)。中間導(dǎo)體定律：回路中引入第三種導(dǎo)體C時(shí)，只要保持導(dǎo)體C兩端溫度相同，則對(duì)總電勢(shì)無(wú)影響。8/23/202324由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，無(wú)論導(dǎo)體截面、長(zhǎng)度以及各處溫度分布如何，均不產(chǎn)生熱電勢(shì)。(二)均質(zhì)導(dǎo)體定律上一頁(yè)下一頁(yè)返回定律說(shuō)明：若兩熱電極分別由兩種均質(zhì)導(dǎo)體組成，則熱電勢(shì)僅與兩接點(diǎn)溫度有關(guān)，與沿?zé)犭姌O的溫度分布無(wú)關(guān)。用于衡量熱電極材料的均勻性。8/23/202325EABBˊAˊ(t,tn,t0)=EAB(t,tn)+EAˊBˊ(tn,t0)

EAB(t,t0)=EAC(t,t0)-EBC(t,t0)=EAC(t,t0)+ECB(t,t0)

（三）中間溫度定律返回（四）

標(biāo)準(zhǔn)電極定律若連接點(diǎn)溫度為tn，連接導(dǎo)體Aˊ或Bˊ的熱電特性與A、B相同，則總熱電勢(shì)等于熱電偶與連接導(dǎo)體的熱電勢(shì)的代數(shù)和。即

導(dǎo)體A、B分別與導(dǎo)體C組成熱電偶，測(cè)量端溫度均為t，參考端均為t0

，則8/23/202326第二節(jié)熱電偶材料與結(jié)構(gòu)返回?zé)犭娕疾牧霞疤匦詿犭娕嫉慕Y(jié)構(gòu)8/23/202327下一頁(yè)（一）標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶一、熱電偶材料及特性1．鉑銠10—鉑熱電偶（分度號(hào)：S）2．鉑銠13—鉑熱電偶（分度號(hào)：R）3．鉑銠30—鉑銠6熱電偶（分度號(hào)：B）貴金屬，用于精密溫度測(cè)量及作為基準(zhǔn)熱電偶。0～1400℃，短期1600℃。誤差可為±1℃。熱電勢(shì)比S熱電偶大15%左右，其它性能幾乎相同。測(cè)溫范圍：同S，誤差±(1±0.25%t）℃。高溫?zé)犭娕?。熱電?shì)小，冷端溫度在40℃以下使用時(shí)，一般不需進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。價(jià)格高。0～1600℃，短期1800℃。誤差±0.25%t℃～±4℃。返回8/23/2023284．鎳鉻—鎳硅熱電偶（分度號(hào)：K）5．鎳鉻—康銅熱電偶（分度號(hào)：E）6．銅—康銅熱電偶（分度號(hào)：T）返回下一頁(yè)上一頁(yè)熱電特性近似線性，熱電勢(shì)比S熱電偶高3～4倍，復(fù)制性好，價(jià)格便宜。-200～1000℃，短期1300℃。誤差±1.5～2.5℃。靈敏度最高。價(jià)廉，濕度較大時(shí)較其它熱偶耐腐蝕。-200～750℃，短期870℃。誤差±1.5～2.5℃。在廉價(jià)金屬熱電偶中精確度最高，穩(wěn)定性好，低溫測(cè)量靈敏度高。-200～300℃，短期350℃。誤差±0.5～1℃。8/23/202329下一頁(yè)返回上一頁(yè)

8．鎳鉻硅—鎳硅熱電偶（分度號(hào)：N）

1300℃以下，高溫抗氧化能力強(qiáng)，穩(wěn)定性及復(fù)現(xiàn)性好，耐核輻射及耐低溫性能好。有取代廉價(jià)金屬熱電偶與部分替代S熱電偶的趨勢(shì)。-200～1200℃，短期1300℃。誤差±1.5～2.5℃。9．鎢錸系列熱電偶鎢錸5—鎢錸26熱電偶分度號(hào)：WRe5-WRe26。鎢錸3—鎢錸25熱電偶分度號(hào)：WRe3-WRe25。用于1600℃以上高溫。上限達(dá)2800℃，最好2000℃以下使用。誤差±1%t℃。熱電特性曲線7．鐵—康銅熱電偶（分度號(hào)：J）700℃以下線性非常好，具有較高的靈敏度。-40～700℃，短期750℃，誤差±1.5～2.5℃。8/23/202330(二)非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶

上一頁(yè)返回1．鎳鉻—金鐵熱電偶用于0～273K低溫，誤差±0.5℃,是較理想的低溫測(cè)量熱電偶。2．非金屬熱電偶熱電勢(shì)遠(yuǎn)大于金屬熱電偶；熔點(diǎn)高,復(fù)現(xiàn)性差，機(jī)械強(qiáng)度較低。(1)石墨—碳化鈦熱電偶（C—TiC)

含碳?xì)夥铡⒅行詺夥罩锌蓽y(cè)2000℃高溫。(2)WSi2—MoSi2熱電偶

含碳?xì)夥?、中性和還原性氣氛中,可達(dá)2500℃。(3)碳化硼—石墨熱電偶（B4C—C）

600～2000℃范圍內(nèi)線性好，熱電勢(shì)大，為鎢錸熱電偶的19倍，最適宜作控制信號(hào)。8/23/202331返回標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的熱電特性曲線8/23/202332二、熱電偶的結(jié)構(gòu)下一頁(yè)返回1.普通型熱電偶熱電極:

貴金屬D=0.3～0.65mm，普通金屬D=0.5～3.2mm。長(zhǎng)度由安裝條件及插入深度而定，一般350～2000mm。絕緣子:

材料有聚四氟乙烯、石英、陶瓷管等，結(jié)構(gòu)有單孔、雙孔和四孔之分。保護(hù)套管：有金屬、非金屬和金屬陶瓷三類。接線盒：用于導(dǎo)線與熱電極連接。常用連接方式：螺紋或法蘭連接8/23/202333返回上一頁(yè)下一頁(yè)固定螺紋錐形保護(hù)管連接

高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)，用于P<30MPa、流速<80m/s的測(cè)量。

螺紋連接或法蘭連接用于P<10MPa的測(cè)量。

8/23/202334上一頁(yè)2.鎧裝熱電偶將熱電極與絕緣材料及金屬套管經(jīng)整體復(fù)合拉伸工藝加工而成的可彎曲堅(jiān)實(shí)組合體。

標(biāo)準(zhǔn)鎧裝型:

外徑0.5～8mm，熱電極直徑0.1～1.3mm，套管壁厚為0.075～1mm，長(zhǎng)度≤500m。

動(dòng)態(tài)特性好，鎧裝型τ≤10s，普通型τ=10～240s，適用于溫度變化頻繁及熱容量較小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的對(duì)象。使用溫度低、壽命短。返回下一頁(yè)非標(biāo)準(zhǔn)化極細(xì)型：鎧裝熱電偶的外徑0.25～0.34mm。鎧裝熱電偶8/23/202335返回上一頁(yè)下一頁(yè)8/23/2023363．高性能實(shí)體熱電偶保護(hù)管壁厚是普通熱電偶的1.1～1.3倍；即相當(dāng)于厚壁粗偶絲的大鎧裝熱電偶。特點(diǎn)：耐高溫、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快。兼有鎧裝熱電偶與普通熱電偶的優(yōu)點(diǎn)。新型熱電偶（Solidpak）返回上一頁(yè)下一頁(yè)高溫下熱電極不易氧化，且導(dǎo)熱性能大大提高，響應(yīng)速度比普通型快6～10倍。

8/23/2023374．其它類型熱電偶（1）薄膜熱電偶

τ≤0.01S，用于-200～300℃快速變化的物體表面溫度測(cè)量。（2）熱套式熱電偶（圖4-3-15）（3）高溫耐磨熱電偶

返回上一頁(yè)由兩種金屬薄膜在絕緣基板上連接而成的一種特殊結(jié)構(gòu)的熱電偶。用于高速流體測(cè)量，防止沖刷折斷彎曲。采用耐磨合金電焊、等離子噴涂或熱噴涂合金法制備保護(hù)管。提高保護(hù)管耐熱沖擊及耐磨損性能。

8/23/202338第三節(jié)熱電偶冷端溫度

處理方法補(bǔ)償導(dǎo)線延伸法冰點(diǎn)法計(jì)算修正法儀表零點(diǎn)校正法

補(bǔ)償電橋法

返回8/23/202339一、補(bǔ)償導(dǎo)線延伸法返回補(bǔ)償導(dǎo)線：兩種不同導(dǎo)體材料制成，在一定溫度(100℃以下)范圍與所連接的熱電偶熱電特牲相同或十分相近，材料廉價(jià)。注意：與熱電偶分度號(hào)相匹配，且極性不能接錯(cuò)。補(bǔ)償型(C)：A≠Aˊ,B≠Bˊ，用于貴金屬熱電偶；延伸型(X)：A=Aˊ,B=Bˊ，用于廉價(jià)金屬熱電偶。補(bǔ)償型必須保持熱電偶與導(dǎo)線連接處的溫度<100℃。

注意：補(bǔ)償導(dǎo)線本身并無(wú)冷端溫度補(bǔ)償作用，僅起到了冷端延伸作用。8/23/202340二、冰點(diǎn)法返回E(t,t0)=E(t,0)-E(t0,0)=

E(t,0)保持t0=0

℃一般在實(shí)驗(yàn)室精密測(cè)量中使用。則E(t0,0)=E(0

,0)=0由中間溫度定律：即參考端（冷端）溫度為0

℃，測(cè)量端溫度為t℃的熱電偶回路電勢(shì)。

查相應(yīng)熱電偶分度表，則可得被測(cè)溫度。8/23/202341三、計(jì)算修正法返回當(dāng)t0≠0℃，測(cè)得的回路熱電勢(shì)為E(t,t0)，則E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)E(t,0)—冷端為0℃，測(cè)量端t℃時(shí)的熱電勢(shì);

E(t,t0)—冷端為t0℃，測(cè)量端t℃時(shí)的熱電勢(shì);E(t0,0)—冷端為0℃，測(cè)量端t0℃時(shí)的熱電勢(shì)，即冷端溫度校正值（由分度表查得）。適用于實(shí)驗(yàn)室或臨時(shí)性測(cè)溫。8/23/202342四、儀表零點(diǎn)校正法若冷端溫度t0

恒定，所配用的顯示儀表無(wú)冷端溫度補(bǔ)償功能，而且零點(diǎn)調(diào)整較方便，則可用此法。將顯示儀表零點(diǎn)調(diào)至t0

處，相當(dāng)于事先輸入了電勢(shì)E(t0,0)，使顯示儀表的輸入電勢(shì)為E(t,t0)+E(t0,0)=E(t,0)

t0變化時(shí)需重新調(diào)整儀表零點(diǎn)，調(diào)零時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)熱電偶回路。返回8/23/202343五、補(bǔ)償電橋法返回

R1、R2和R3

錳銅絲繞制,RCu銅絲繞制。t0=0℃：R1=R2=R3=RCu=1Ω橋路無(wú)輸出，Uab=0選擇橋路電流，使得

Uab

+E(t,t0)≈E(t,0)t0>0℃，E(t,t0)↓RCu↑→Ua>

Ub→Uab↑因補(bǔ)償是一種近似補(bǔ)償，通常電橋取在20℃時(shí)平衡。顯示儀表的零位應(yīng)調(diào)到20℃處。即Uab=E(t0,0)8/23/202344二、熱電偶測(cè)量誤差分析返回上一頁(yè)（一）熱電偶本身的誤差（二）熱交換引起的誤差

熱輻射損失和導(dǎo)熱損失所致。（四）顯示儀表的誤差（三）補(bǔ)償導(dǎo)線引入的誤差

2．熱電特性變化引起的誤差:產(chǎn)生“蛻變”誤差或“漂移”。1．分度誤差:校驗(yàn)時(shí)的誤差。對(duì)熱電偶進(jìn)行定期檢查和校驗(yàn)可消除。8/23/202345第四章熱電阻溫度計(jì)返回第一節(jié)測(cè)溫原理第二節(jié)

材料與結(jié)構(gòu)8/23/202346第一節(jié)熱電阻的測(cè)溫原理測(cè)溫原理材料與溫度的關(guān)系

返回8/23/202347一、測(cè)溫原理返回基于金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體電阻值與溫度呈一定函數(shù)關(guān)系的原理。金屬導(dǎo)體電阻Rt＝Rt0[1＋α(t-t0)]

Rt

一溫度為t℃的電阻值;Rt0一溫度為t0℃的電阻值;α一電阻溫度系數(shù)。半導(dǎo)體電阻RT

＝AeB/TRT一溫度為T(mén)的電阻值;T一絕對(duì)溫度，Ｋ；

e一自然對(duì)數(shù)的底，2.71828;A、B一常數(shù)，與材料有關(guān)。溫度每上升1℃:導(dǎo)體電阻增大0.36～0.68%；半導(dǎo)體電阻下降3～6%。8/23/202348二、熱電阻材料與溫度的關(guān)系電阻溫度系數(shù)：溫度變化1℃時(shí)電阻值的相對(duì)變化量。

Rt、Rt0—在t或t0時(shí)的電阻值。

一般導(dǎo)體電阻與溫度為非線性，對(duì)任意溫度下α代表相對(duì)靈敏度，以材料純度衡量，用電阻比表示W(wǎng)t=Rt

/Rt0

令t0=0℃，t=100℃，則W100=R100/R0

返回（4-4-3）W100

↑→材料純度↑→α↑。國(guó)際溫標(biāo)規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)鉑熱電阻溫度計(jì)，W100≥1.39250?；緟?shù)（4-4-4）8/23/202349第二節(jié)熱電阻材料與結(jié)構(gòu)金屬熱電阻半導(dǎo)體熱電阻返回8/23/202350一、金屬熱電阻（1)電阻溫度系數(shù)大，即靈敏度高；（2)物理化學(xué)性能穩(wěn)定，能長(zhǎng)期適應(yīng)較惡劣的測(cè)溫環(huán)境，互換性好；

(3)電阻率要大，以減小電阻體積，減小熱慣性；

(4)電阻與溫度近似為線性關(guān)系，測(cè)溫范圍廣；

(5)價(jià)格低廉，復(fù)制性強(qiáng)，加工方便。

返回下一頁(yè)（一）熱電阻材料要求8/23/2023511.鉑熱電阻測(cè)溫范圍-200～850℃。分度號(hào):Pt10

、Pt100。返回下一頁(yè)上一頁(yè)-200℃～0℃范圍內(nèi)，電阻與溫度關(guān)系為：Rt=R0[1+At+Bt2+C(t-100)t3](4－4-7)0～850℃范圍內(nèi)Rt=R0(1＋At＋Bt2）(4－4-8)R0—0℃時(shí)的阻值；分別為R0=10Ω和R0=100Ω。A＝3.90802×10-31/℃;B＝-5.80195×10-71/℃2;C＝-4.27350×10-121/℃4。平均溫度系數(shù)為α＝3.85×10-31/℃。Rt≈R0(1+αt)

Pt10熱電阻電阻絲較粗，主要用于600℃以上的測(cè)量。特點(diǎn)：精度高、性能可靠、抗氧化性好、物理化學(xué)性能穩(wěn)定。8/23/2023523、鎳熱電阻

2、銅熱電阻上一頁(yè)返回下一頁(yè)測(cè)溫范圍-50～150℃。分度號(hào)：Cu50、Cu100。特點(diǎn)：電阻溫度系數(shù)大，且材料易提純，價(jià)格便宜，電阻率低。Rt＝R0(1+At+Bt2+Ct3)（4-4-9）A＝4.28899×10-31/℃；B＝-2.133×10-71/℃2；C＝1.233×10-91/℃3。R0分別為50Ω和100Ω。Rt≈R0(1+αt)

電阻溫度系數(shù)α＝4.28×10-31/℃。-60～300℃。分度號(hào)：Ni100、Ni300和Ni500Rt=100+0.548t+0.665×10-3t2+2.805×10-9t4α比鉑電阻大1.5倍，因不易提純，互換性差。8/23/202353（二）熱電阻結(jié)構(gòu)1、普通型熱電阻電阻體：直徑0.01～0.07mm電阻絲，在絕緣骨架上繞制而成。采用雙線無(wú)感繞制方法，消除因測(cè)量電流變化或外界交變磁場(chǎng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)。內(nèi)引線：鉑電阻高溫用鎳絲，中、低溫用銀絲；銅、鎳電阻均采用其本身材料。直徑

工業(yè)用1mm，標(biāo)準(zhǔn)或?qū)嶒?yàn)室用0.3～0.5mm。保護(hù)管：同熱電偶保護(hù)管，材質(zhì)有金屬或非金屬等。導(dǎo)線連接方式：為減少或避免導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)量的影響，采用三線制或四線制連接方式。返回下一頁(yè)上一頁(yè)結(jié)構(gòu)圖8/23/202354（1）三線制連接返回下一頁(yè)上一頁(yè)與橋路配合使用。橋路平衡時(shí)：

R2（Rt+r）=R1（R3+r）橋路設(shè)計(jì)時(shí)，若滿足R1=R2

，則r可完全消去。只有Rt=R3電橋平衡時(shí)才是如此，否則不可能完全消除導(dǎo)線電阻的影響，但會(huì)使影響大大減少。8/23/202355（2）四線制連接

用于電壓或電勢(shì)輸入的自動(dòng)平衡式儀表。電位差計(jì)測(cè)得U，可得

Rt=U/I導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)量均無(wú)影響。只要恒流源電流I穩(wěn)定，此方法不受任何條件的限制，可消除連接導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)量的影響。無(wú)論三線制或四線制，若需準(zhǔn)確測(cè)量，則返回下一頁(yè)上一頁(yè)導(dǎo)線均須由電阻體根部引出。8/23/2023562、鎧裝熱電阻返回上一頁(yè)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)與鎧裝熱電偶相似。外徑為2～8mm，個(gè)別可制成1mm。優(yōu)點(diǎn):

外型尺寸小，響應(yīng)速度快；抗震、可撓，適于結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位的測(cè)量。8/23/202357二、半導(dǎo)體熱電阻返回半導(dǎo)體熱電阻溫度系數(shù)為：B—熱敏指數(shù)。描述材料物理特性的常數(shù)，取決材料組成及燒結(jié)工藝，B↑→RT↑→S↑大多數(shù)半導(dǎo)體熱電阻：T↑→α↓↓，此種電阻稱負(fù)溫度系數(shù)的NTC型熱敏電阻。常用結(jié)構(gòu)正溫度系數(shù)的PTC型熱敏電阻。還可制成臨界型CTR型熱敏電阻，負(fù)溫度系數(shù)類型，在某溫度范圍內(nèi)阻值急劇下降，靈敏度極高。PTC型和CTR型適用于位式溫度傳感器；NTC型適作連續(xù)測(cè)量。溫度特性8/23/202358普通型熱電阻返回8/23/202359常用結(jié)構(gòu)及特性返回8/23/202360第五章接觸式溫度計(jì)的安裝返回第一節(jié)測(cè)溫元件的安裝第二節(jié)連接導(dǎo)線的安裝8/23/202361第一節(jié)測(cè)溫元件的安裝返回一、正確選擇測(cè)溫點(diǎn)

有利于熱交換，不應(yīng)裝于死角區(qū)域。二、測(cè)溫元件應(yīng)與被測(cè)介質(zhì)充分接觸1．保證足夠的插入深度水銀溫度計(jì)應(yīng)使水銀球中心置于管中心線上；雙金屬溫度計(jì)插入長(zhǎng)度必須大于敏感元件的長(zhǎng)度；壓力式溫度計(jì)的溫包中心應(yīng)與管中心線重合；熱電偶溫度計(jì)保護(hù)管末端應(yīng)過(guò)管中心線5～10mm；熱電阻溫度計(jì)的插入深度應(yīng)為(d保護(hù)管直徑):

電阻體長(zhǎng)度+15～20d金屬電阻(非金屬10～15d)無(wú)論多粗管道，插入深度=300mm已足夠。下一頁(yè)8/23/2023622．保證充分的熱交換返回選擇測(cè)溫元件插入深度l時(shí)，還應(yīng)考慮安裝連接頭長(zhǎng)度H。下一頁(yè)上一頁(yè)安裝圖測(cè)溫元件應(yīng)迎著流向插入，至少與流向成正交,不得順流安裝。管徑較細(xì)時(shí)（D<80mm）可加擴(kuò)大管或裝在彎頭處。

8/23/202363返回三、避免熱輻射、減少熱損失必要時(shí)測(cè)溫點(diǎn)加裝防輻射罩或保溫層。四、安裝應(yīng)確保正確、安全可靠

上一頁(yè)高溫下測(cè)量的熱電偶，盡可能垂直安裝。有壓設(shè)備上安裝必須保證其密封性。8/23/202364測(cè)溫元件管路安裝返回8/23/202365第二節(jié)連接導(dǎo)線的安裝返回一、按照規(guī)定的測(cè)溫元件型號(hào)配用相應(yīng)導(dǎo)線熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線注意與相應(yīng)分度號(hào)配用，且正、負(fù)極性連接正確；熱電阻采用三線制或四線制連接，線路電阻符合顯示儀表的要求。二、導(dǎo)線應(yīng)有良好的絕緣屏蔽三、防止外界機(jī)械損傷最好采用架空敷設(shè)，也可地下敷設(shè)。四、保證環(huán)境使用