第四章温度测量概述.ppt

第四章 温度测量*概述 1.温度测量的重要性 2.温度的测量方法：计量某些与温度相关的物理量 3.温度计的分类 (1) 接触式测温 特点：要求感温元件侵入被测介质或与被测对象 直接接触，并且与被测介质达到热平衡。 优点：价廉、系统简单易于实现、可靠性好； 缺点：干扰流场或破坏被测表面、频响低、测温 范围有限、测量高温高速介质误差大。 第四章 温度测量*概述 种类：膨胀式温度计、电阻温度计、热电偶温度 计等。 (2) 非接触式测温 特点：感温元件与被测对象不直接接触。 优点：不干扰流场和被测对象表面、灵敏度高、响应快、测温范围广尤其适于测高温； 缺点：对封闭壳体内部对象不易实现、影响测温精 度因素多、系统相对复杂、价格相对较高。 种类：光学高温计、红外测温仪等。 第四章 温度测量*概述 4.温标 (1) 常用温标：热力学温标T（K）、 摄氏温标t(oC)、华氏温标t(oF) (2) 换算关系： t(oF)=[9/5 t(oC)+32o] oF T (oK)=273.15 + t(oC) 5.本章主要内容 测温仪表：电阻温度计、热电偶、示温漆、亮度温度计、比色高温计、红外热像仪等； 测温对象：气体（高温、高速气体）、固体表面； 校准：静态标定和动态校准。 电阻温度计 概述 (1) 定义：利用导体或半导体的电阻值随温度变化 的性质来测量温度的温度计叫电阻温度计。 (2) 分类：热电阻、热敏电阻。 a.热电阻 定义：感温元件是导体。 温度特性：随着温度的升高电阻值升高。一般温度 每升高1 oC，电阻值升高0.4~0.6%。 电阻温度计 概述 b.热敏电阻 定义：感温元件是半导体。 温度特性：随着温度的升高电阻值下降。一般温度 每升高1 oC，电阻值下降3~6%。 电阻值与温度之间的关系为： 电阻温度计 概述 (4) 特点 优点：性能稳定、灵敏度高、精度高、无参考端温度补偿问题、测温系统简单、适于中低温测量。 缺点：一般热惯性较大、不能测点的温度、精度受导线电阻影响。 (5) 常用电阻温度计 铂热电阻、铜热电阻 电阻温度计 铂热电阻 (2) 温度系数：?=0.003850 oC -1 (3) 常用铂电阻温度计：Pt100和Pt10 (4) 常用温度范围： －200~850 oC (5) 允差：A级?(0.15+0.002|t|)、B级?(0.3+0.005|t|) (6) 优点：化学物理性能稳定、测温精度高、易复制； 缺点：价格相对昂贵、不易在还原气氛中使用。 电阻温度计 铜热电阻 (1) 温度-电阻关系：Rt=R0(1+?t) (2) 温度系数：?=0.004280 oC -1 (3) 常用铜电阻温度计：Cu100和Cu50 (4) 常用温度范围： -50~150 oC (5)允差：?0.1% R0 (6) 优点：电阻与温度有良好的线性关系、温度系数比铂大、易复制、价廉； 缺点：易氧化、温度范围小、尺寸大、响应较慢 电阻温度计 热敏电阻 热敏电阻是由氧化锰、氧化镍、氧化铁等金属氧化物烧结而成的。 (1) 温度-电阻关系： 电阻温度计 热电阻的结构 电阻温度计 热电阻测量电路 平衡电桥法 (1) 两线制 电阻温度计 热电阻测量电路 电桥平衡时: Rt+ra=(R3+rb)R2/R1 =R3+rb； 其中： R1 =R2， ra=rb=rc 则：Rt=R3 示值精度：0.5级 记录精度：1.0级 电阻温度计 热电阻测量电路 动圈式仪表 电阻温度计热电阻测量电路 电位差计 电阻温度计热电阻测量电路 恒流源法 电阻温度计 热电阻测温系统误差分析 (1) 热电阻分度误差?1 (2) 自热效应误差?2 (3) 导线电阻变化带来的误差?3 (4) 显示仪表的基本误差?4 热电偶温度计 热电偶测温原理 热电效应：不同材料导体、闭合回路、接点温度不同 热电偶温度计 热电偶测温原理 接触电势eAB 热电偶温度计 热电偶测温原理 热电偶温度计 热电偶测温原理 热电偶温度计 热电偶回路的性质 均质材料定律 由一种均质材料组成的闭合回路，不论导体的截面、长度及各处温度分布如何，也不论两个接点是否有温差，都不会产生热电势，即回路中的总热电势为零。 均质：温度变化10oC?热电势变化0.005mV以内。 热电偶温度计 热电偶回路的性质 中间导体定律 在热电偶回路中，插入第三种（或多种）均质导体，只要插入导体两端温度相