第三章温度测量热电偶概述.ppt

第三章 接触式温度检测及仪表 第一节 概 述 一、测温仪表的分类 ? 接触式测温仪表 膨胀式温度计 压力式温度计 热电偶温度计 热电阻温度计 ? 非接触式测温仪表 辐射式高温计 　　　 水银玻璃温度计 双金属温度计 1-玻璃温包； 2-毛细管； （a)条形双金属；（b）螺旋形双金属 3-刻度标尺 双金属温度计结构 （a)轴向型 (b)径向型 1一表壳；2一刻度盘；3一活动螺母；4一保护套管；5一指针轴；6一感温元件，7一固定端 双金属温度计 双金属温度开关 液体压力式温度计原理图 1一温包；2一毛细管；3一基座；4一弹簧管；5一连杆；6一扇形齿轮；7一小齿轮； 8一指针；9一刻度盘 二、温标 定量地表示物体温度数值大小的尺度称为温度标尺，简称温标。 温标是用数值表示温度的一整套规则，它确定了温度的单位。各种测温仪表直读温度的刻度均是通过温标来确定的。 建立温标（1） 选定测温物质的性质；（2）定义固定点温度（3）确定内插仪器和公式，得到温度的单位。 历史上有过多种温标： ● 摄氏温标； ● 华氏温标； ● 热力学温标； ● 国际实用温标 目前的国际实用温标为ITS-90温标。 ● ITS-90适用的温度范围：下限0.65K， 上限：根据普朗克定律使用单色辐射高温计，实际可测得的最高温度。 ● 热力学温度（符号为T）是基本物理量，它的单位是开尔文，符号为K。定义：水三相点热力学温度的1/273.16为1K。 温标允许使用与水冰点温度的差值来表示温度。用这种方法表示的热力学温度称为摄氏温度，温度符号为t，则有： t = T - 273.15 ● 规定了十七个固定点温度，其中十四个为物质的平衡点（三相点、熔点、凝固点），另外三个为由规定的温度计在指定的某温度附近测量确定。 ● 规定了不同温区内复现温标的基准器： 1）0.65～5.0K之间基准器：氦蒸气压温度计。 2）3.0～24.5561K之间基准器：氦气体温度计（定容式）。 3）13.8033K～961.781 ℃之间基准器：铂电阻温度计。 4）961.78℃以上温度基准器：光学高温计。 ● 规定了不同温区定义T90的计算公式   第二节???????? 热电偶测温? 一、热电偶的测温原理 热电偶温度计以热电偶作为感温元件，一般用于测量500℃以上的高温，长期使用时其测温上限可达1300℃，短期使用时可达1600℃，特殊材料制成的热电偶可测量的温度范围为2000～3000℃。 特点：热电偶具有性能稳定、测温高、结构简单、使用方便、经济耐用、容易维护和体积小等优点，还便于信号远传和实现多点切换测量。 应用：电厂生产过程中的主蒸汽温度、过热器管壁温度、高温烟气等都是采用热电偶来测量的。  （1）接触电势 接触电势的大小可用下式表示： 式中 e——单位电荷，等于4.802×10-10绝对静电单位； K ——波尔兹曼常数，等于1.38×10-28 J / K； NA(t), NB（t）——金属A、B在温度t时的自由电子密度； T——A、B金属接触处的绝对温度，K。 （2）温差电势 温差电势是同一金属体两端温度不同而产生的。 温差电势的产生 式中 NA（t）——金属A的电子密度，它是温度函数。 为了分析方便，温差电势可由下面函数差来表示： (3) 热电偶回路热电势 如果t＞t0，NA（t）＞NB（t），则在回路内便产生两个接触电势eAB(t)和eAB(t0)，两个温差电势eA（t，t0）和eB（t，t0），各电势的方向如图所示。回路的总电势EAB(t,t0)等于回路中各电势的代数和。即  需要说明的几个问题： 1. 分度表的建立 热电偶分度表是在冷端温度t0 =0℃时热电势与热端温度的关系，可用表格形式给出，不同材料制成的热电偶有不同的分度表。