温度测量与热电偶选编.ppt

第二章 温度测量;某200MW机组的测点示意图：;§2-1 温度测量概述;温度和温标的概念－1; 热力学温标 （K） ——建立在卡诺循环基础上的理想温标。; 国际温标 ; 热力学温度（T）是基本物理量， 单位是K （卡尔文） 水的三相点热力学温度是273.16K， 卡尔文一度等于水三相点热力学温度的1/273.16。 摄氏温度（t），单位℃ t = T-273.15; (1) 定义温标的固定(基淮)温度点 (2) 确定不同温度范围内的基准温度计 低温段（0.65K-24.556K）用He蒸气或气体温度计； 中高温段（13.8033K-961.78 ℃）用铂电阻温度计； 高温段（961.78℃以上 ）用光电（光学）高温计。 (3) 建立基准温度计的信号与温度的内插公式;测温仪表的分类 ;按测温原理分 膨胀式温度计 压力式温度计 热电阻温度计 热电偶温度计 辐射式高温计;1、膨胀式 ： 1）工作原理：利用液体(水银、酒精)或固体(双金属片)受热时产生膨胀的特性 2）分类：液体膨胀式和固体膨胀式 3）测温范围：－200～700 ℃ 4）特点 ：结构简单、价格低廉，一般只用作就地测量 ;2、压力式： 1）工作原理：利用封闭在一定容积中的气体、液体或某些液体的饱和蒸汽，受热时其体积或压力变化的性质 2）分类：气压式，液压式，蒸气式 3）测温范围：0～300℃ 4）特点：结构简单，具有防爆性，不怕振动，可作近距离传示；准确度低，滞后性大 。;3、热电阻式 ： 1）原理：利用导体或半导体受热其电阻值变化的性质 2）分类: 金属热电阻、半导体热敏电阻 3）测温范围：－200～850 ℃、－100～300 ℃； 4）特点: 准确度高，能远距离传送，适于低、中温测量；体积较大，测点温较困难 .;4、热电偶式 ： 1）原理: 利用物体的热电性质 2）测温范围: 0～1600 ℃； 3）特点：测温范围广，能远距离传送，适于中、高温测量，需进行冷端温度补偿，低温段测量准确度较低 。;5、非接触式（辐射式）： 1）原理：利用物体辐射能随温度变化的性质 2）分类：光学式，全辐射式，比色式，红外式 3）测温范围：600～2000 ℃； 4）特点：测温范围广，多用于高温测量，测量准确度受环境条件的影响，而对测量值修正后才能减小误差 。;§2-2 热电偶温度计;概述; 4）热电偶一般用于测量100～1600℃范围内温度，用特殊材料制成的热电偶还可测更高或更低的温度； 5）热电偶将感受到的温度信号直接转换成电势信号输出，便于测量、信号传输、自动记录和控制等。 ;热电偶测温原理; 将两种不同材料的导体组成一个闭合回路，如果两端接点的温度不同，回路中将产生电势，称为热电势。这个物理现象称为热电效应 或塞贝克效应。 ; 热电势 接触电势 + 温差电势;接触电势 （帕尔帖电势） 它是在两种电子密度N 不相等的均质导体(或半导休)相接触时形成的。 数量级在10-1～10-3V;;热电偶的热电势（赛贝克电势）;当热电偶材料确定后，总热电势与温度t和t0有关;几点说明： 热电偶热电势量EAB(t，t0)是温度函数之差，不是温度差（t－t0）的函数。;热电偶基本定律;1、均质导体定律;推论： ;2、中间导体定律：;推论一： 在热电偶回路中接入第三种(或更多种) 导体材料，只要接入的导体材料两端的温度相同，则对热电偶回路的热电势不产生影响。; 中间导体定律推论一为测量仪表接入热电偶A、B回路，组成热电偶测温系统来测量热电势提供了 理论基础。;推论二： 如果两种导体A、B对另一种参考导体C的热电势为已知，则这两种导体组成热电偶的热电势是它们对参考导体热电势的代数和。即 EAB(t1, t2)= EAC(t1, t2)+ ECB (t1, t2);中间导体定律推论二简化了热电偶的选配工作。; 接点温度为t1和t2的热电偶，它的热电势 等于接点温度分别为t1，t3和t3，t2的两支同性质热电偶的热电势的代数和。即 EAB(t1, t2)= EAB(t1, t3)+ EAB (t3, t2);结论一： 已知热电偶在某一给定冷端温度（t0）下进行的分度，只要进行一些简单的计算，就可以在另外的冷端温度（t1）下使用。; 热电偶的热电势E（