第三章 溫度測(cè)量.ppt

1、第三章 溫度測(cè)量,3.1溫度測(cè)量概述 3.2膨脹時(shí)式溫度計(jì) 3.3熱電偶測(cè)溫 3.4熱電阻測(cè)溫 3.5接觸式測(cè)溫方法 3.6非接觸測(cè)溫 3.7集成性傳感器測(cè)溫,3.1溫度測(cè)量概述,定義：溫度是表示物體的冷熱程度的物理量。溫度高低的準(zhǔn)確判斷，需要借助于某種物質(zhì)的某種特性（例如物體的長(zhǎng)度，體積和電阻等）隨溫度變化的一定規(guī)律來(lái)進(jìn)行測(cè)量。 3.1.1溫標(biāo) 定義：是為了保證溫度測(cè)量的統(tǒng)一和準(zhǔn)確而建立的一個(gè)用來(lái)衡量溫度的標(biāo)準(zhǔn)尺度。 溫標(biāo)：1.經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo) 由實(shí)驗(yàn)方法或經(jīng)驗(yàn)公式確定的溫標(biāo)包括華氏溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)。 2.熱力學(xué)溫標(biāo) Q1/Q2=T1/T2, 3.國(guó)際溫標(biāo) t=T-273.15(K),3.1.2溫度測(cè)

2、量方法及測(cè)量?jī)x表的分類 接觸法 非接觸法 特點(diǎn) 測(cè)溫條件 測(cè)量范圍 準(zhǔn)確度 響應(yīng)速度,3.2 膨脹式溫度計(jì),3.2.1 液體膨脹式溫度計(jì) 1.測(cè)溫原理：玻璃管液溫度計(jì)是利用液體體積隨溫度升高而膨脹的原理制成。由于液體的膨脹系數(shù)a遠(yuǎn)大于玻璃膨脹系數(shù)a1，當(dāng)溫度變化就引起工作液體在玻璃管內(nèi)體積的變化。 2.特點(diǎn)：直觀，準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，應(yīng)用廣泛。不能自動(dòng)記錄，不能遠(yuǎn)傳，易碎，測(cè)溫有一定延遲。 3.2.2 壓力式溫度計(jì) 1.原理：利用密閉容積內(nèi)工作介質(zhì)的壓力隨溫度變化的性質(zhì)，通過測(cè)量工作介質(zhì)的壓力來(lái)判斷溫度值的一種機(jī)械儀表。 3.3.3 固體膨脹式溫度計(jì),3.4熱電阻測(cè)溫,目前在測(cè)量-200

3、600攝氏度時(shí)多采用電阻溫度計(jì)，尤其對(duì)于低溫測(cè)量，電阻溫度計(jì)更為廣泛。 1.熱電阻溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量準(zhǔn)確度高，信號(hào)便于傳送。 缺點(diǎn)：不能測(cè)量太高溫度，需要外電源供電限制，連接導(dǎo)線 的電阻易受環(huán)境溫度的影響，會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。 2.熱電阻特性 （1）熱電阻是用金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料制成的感溫元件，其電阻一般隨溫度變化，常用溫度系數(shù)來(lái)a描述這一特性。 （2）金屬導(dǎo)體的電阻一般隨 溫度升高而增大，a為正值。半導(dǎo)體的電阻隨溫度升而減小所以a為負(fù)值。 （3）各種材料a值不同，純金屬一般為0.38%到0.68 %。大小與導(dǎo)體本身的純度有關(guān)，a越大，純度越高。,3.常用熱電阻 （1）鉑熱電阻 優(yōu)點(diǎn)

4、：性能穩(wěn)定 ，重復(fù)性好，精度高在工業(yè)中得以廣泛運(yùn)用。 測(cè)量范圍一般為-200650攝氏度。 阻值與溫度之間的關(guān)系近似線性，特性方程為 溫度t在-2000攝氏度時(shí)： 溫度在0650攝氏度時(shí)： 薄膜型鉑熱電阻 防爆型鉑熱電阻,（2）銅熱電阻 適用范圍：測(cè)量精度不高且溫度較低的場(chǎng)合，測(cè)量范圍一般為-50150攝氏度。 特性方程為 裝配式銅熱電阻 （3）鎳熱電阻 適用范圍：-50300攝氏度。在200攝氏度時(shí)具有特異點(diǎn)，多用于150攝氏度。 特性方程為,（4）半導(dǎo)體熱敏電阻 優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，體積小，熱慣性小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，資源豐富，價(jià)格低廉，可用于惡劣場(chǎng)合。 適用范圍：-40350攝氏度。 特性方程：,4.熱電阻的選擇與誤差 1.熱電阻的選用原則 （1）測(cè)溫范圍。 （2）測(cè)溫準(zhǔn)確度。應(yīng)明確要求的準(zhǔn)確度，不盲目準(zhǔn)確高精度。最好選擇適宜的精度。 （3）測(cè)溫環(huán)境。明確所在的場(chǎng)所的化學(xué)，機(jī)械因素及電磁場(chǎng)的干擾等，選用合理的保護(hù)材料。 （4）成本。在滿足測(cè)量準(zhǔn)確度和壽命時(shí)。成本越低越好。,2.熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)的誤差 熱電阻溫度計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度比熱電偶的高。但在使用中應(yīng)注意產(chǎn)生誤差的原因，防止因使用條件不當(dāng)而降低測(cè)量準(zhǔn)確度。 使用熱電阻傳感器測(cè)溫時(shí)要特別注意線路電阻的影響，因?yàn)榫€路電阻的變化時(shí)溫度測(cè)量產(chǎn)生誤差。所以必須側(cè)準(zhǔn)導(dǎo)線電阻，再繞制線路調(diào)整電阻，使線路總電阻等于儀表規(guī)定的