第2章温度测量技巧.ppt

温度测量;内容提要;;;表2.1　温度测量方法的分类和适用范围;2.1　温度标尺 ;2.1.1　经验温标 ;;2.1.2　热力学温标 ;;;;2.1.3　理想气体温标 ;;;2.1.4　国际温标;2.1.5　1990年国际温标;;表2.2　ITS—90定义固定温度点;;;;;;;;2.2　接触式测温 ;图2.5　带内标板的玻璃液体温度计;;;设;玻璃液体温度计的分类;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;如图2.16中(a)、(b)所示，在电极为A、B的热电偶回路中接入第三种导体C，只要保持C两端的温度相等(在虚线框内，分别为T0和T1)，则回路总电动势仍为EAB(T，T0)不变，与C的接入无关。这一点对于热电偶的实际应用十分重要，因为要测量回路的热电势，就需要接入测量仪表，那么仪表中肯定有导线等其它第三种导体C，甚至还有第四种导体D，如图2.16中(c)所示。但第三种、第四种导体接入端两点温度一般是相同的，因此仪表的接入不会引起回路热电势的变化。 利用这个定则可以使用开路热电偶测量液态金属和金属壁面的温度。 在热电偶回路A、B中接入第三种导体C时，若接入的两点温度不相等，则会产生误差。对于图2.16中的(a)，误差等于AC或BC(取决于两接点哪一个温度高)两种导体在AC和BC两接点温差作用下所产生的热电势。对于图2.16(b)来说，误差等于AC两种导体在两接点温差作用下所产生的热电势。因此可知，第三种导体不宜采用与热电极热电特性相差很远的导体，否则两接入端温度差的微小变化就会引入较大的误差。;③连接导体和中间温度定则　如图2.17所示。在热电偶回路中，如果热电极A和B分别与连接导体A′和B′相接，其接点温度分别为T、Tn和T0，则回路的总热电势等于热电偶的热电势EAB(T，Tn) 与连接导体的热电势EA′B′(Tn,T0)之代数和。这就是连接导体定则，即： EABB′A′(T,Tn,T0)=EAB(T,Tn)+EA′B′(Tn,T0) (2.16);;;;(3)标准化热电偶 按照工业标准化的要求，可分为标准化热电偶和非标准化热电偶两种。所谓标准化热电偶是指工艺上比较成熟，能批量生产、性能稳定、应用广泛，具有统一分度表并已列入国际和国家标准文件中的热电偶。标准化热电偶可以互换，精度有一定的保证，并有配套的显示、记录仪表可供选用，为应用提供了方便。 到目前为止，国际电工委员会(IEC)共推荐了8种标准化热电偶，它的型号和热电极用英文字母表示，第一个字母表示热电偶的类型，也称为分度号。第二个字母是P或N，分别表示热电偶的正极或负极。 我国目前完全采用国际标准并制定了我国热电偶的系列型谱。在执行90国际温标(ITS—90)后，我国的热电偶分度表国家标准代号为GB/T 16839.1—1997，热电偶允差国家标准代号为GB/T 16839.2—1997。标准化热电偶的名称、分度号、测量范围、精确度等级及允差见表2.4所示。几种典型标准热电偶的分度表见附录。;表2.4　标准化热电偶技术数据;;③B型热电偶　铂铑30-铂铑6热电偶为贵金属热电偶。热偶丝线径规定为0.5mm，其正极(BP)和负极(BN)的名义化学成分均为铂铑合金，只是含量不同，故俗称为双铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1600℃，短期最高使用温度为1800℃。B型热电偶具有准确度高，稳定性好，测温温区宽，使用寿命长等优点，适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸气气氛中。它还有一个明显的优点是参比端不需进行冷端补偿，因为在0～50℃范围内热电势小于3μV。B型热电偶不足之处是热电势率较小，灵敏度低，高温下机械强度下降，抗污染能力差，贵金属材料昂贵，一次性投资大。 ;;;;;;;;②贵-廉金属混合式热电偶　金铁合金热电偶主要用于低温测量，它的正极可以是铜，银或镍铬合金，负极是金铁合金。这种热电偶测温范围在-270～0℃，它们在低温下都有较高的灵敏度和稳定性。可以在液氦到室温的整个低温区内进行测量。此外还有双铂钼热电偶，它的正负极均为铂钼合金，但合金中元素的比例不同，如铂5钼-铂1钼热电偶。这种热电偶可用于核辐射场合中，也可以在真空和惰性气体中长期使用，最高温度为1600℃。 ③难熔金属热电偶　它包括钨铼合金热电偶，由于它的熔点高于3000℃，最高测量温度可达2500～2800℃，而且稳定性好，线性度好，在冶金、建材、航空航天和核能工业中应用广泛。我国钨资源丰富，价格便宜，对它的标准化研究比较深入。我国钨铼热电偶的生产已达到世界先进水平，而且研制了高温钨管炉，为我国钨铼热电偶的量值统一提供了可靠的技术手段，因此它是一种在高温测量领域很有发展前途的热电偶。此外还有钨钼热电偶，最高测量温度为2000℃