第三章溫度檢測及儀表

教學(xué)目的及要求:1.重點掌握熱電偶的工作原理及工作定律，以及冷端處理方法；2.重點掌握熱電阻的工作原理、連接方式和校驗方法，并熟知工業(yè)用熱電阻的品種及應(yīng)用范圍；3.重點掌握輻射式測溫儀表的基本理論和熟知光學(xué)高溫計和全輻射高溫計的工作原理、儀表構(gòu)成及應(yīng)用中的技術(shù)特點和應(yīng)注意的問題基本原理。溫度測量主要外語詞匯

temperaturemeasurement;temperaturescales;resistancetemperaturedetector;thermocouple;radiationtemperaturemeasurement;three-wireconnection;standardthermocouple;opticalpyrometer;full-radiationpyrometer;主要內(nèi)容

3.1概論

3.2熱電偶溫度計3.3熱電阻溫度計3.4膨脹式溫度計3.5輻射式溫度計3.6測溫元件的選擇與安裝3.1概論

溫度是表征物體冷熱程度的物理量，是工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實驗中最普遍、最重要的熱工參數(shù)之一。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)，要了解測溫原理，掌握不同類型溫度儀表的特點、應(yīng)用場合、使用方法。

3.1.1溫度傳感器應(yīng)滿足的條件

特性與溫度之間的關(guān)系要適中，并容易檢測和處理，且隨溫度呈線性變化；

除溫度以外，特性對其它物理量的靈敏度要低；

特性隨時間變化要??；

重復(fù)性好，沒有滯后和老化；

靈敏度高，堅固耐用，體積小，對檢測對象的影響要?。粰C械性能好，耐化學(xué)腐蝕，耐熱性能好；能大批量生產(chǎn)，價格便宜；無危險性，無公害等。

3.1.2溫度發(fā)展簡史

溫度是不能直接加以測量的，它只能借助于冷、熱不同的物體之間的熱交換，以及物體的某些物理性質(zhì)隨冷熱程度不同而變化的特性來加以間接的測量。

最早的測溫法：世界上第一支溫度計是由意大利著名科學(xué)家伽利略于1593年制出的。膨脹式測溫法的發(fā)展：

1735年，有人用金屬棒的膨脹測溫；

18世紀(jì)末葉產(chǎn)生雙金屬溫度計；

19世紀(jì)以后氣體溫度計才逐漸得到發(fā)展。

電氣法測溫：在膨脹測溫法得到發(fā)展的同時，電氣法測溫的方法并得到發(fā)現(xiàn)和發(fā)展。測量方法簡單、可靠、測量精度高。

輻射法測溫：非接觸測溫法。測溫范圍廣，原理上不受溫度上限的限制，一般用于測量高溫（1000°C以上，0°C以下為低溫）。不破壞被測物體的溫度場，反應(yīng)速度一般也比較快。3.1.3溫度標(biāo)尺

為什么要有溫標(biāo)及溫標(biāo)的定義：由于溫度是基本量，必須人為的規(guī)定一種標(biāo)尺、單位，以便能用數(shù)值來表示。這種溫度的數(shù)值表示就稱為溫標(biāo)，它規(guī)定了溫度讀數(shù)的起點（零點）和測量溫度的基本單位。早期溫標(biāo)：早期人們利用物質(zhì)受熱膨脹原理制成膨脹式溫度的同時也就相應(yīng)確定的溫標(biāo)。

(1)華氏溫標(biāo)，攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)

幾種溫標(biāo)的對比正常體溫為37

C

，相當(dāng)于華氏溫度多少度？熱力學(xué)溫標(biāo)（K）

熱力學(xué)溫標(biāo)是建立在熱力學(xué)第二定律基礎(chǔ)上的最科學(xué)的溫標(biāo)，是由開爾文（Kelvin）根據(jù)熱力學(xué)定律提出來的，因此又稱開氏溫標(biāo)。它的符號是T，單位是開爾文（K）。威廉·湯姆遜·開爾文勛爵像(2)國際實用溫標(biāo)（IPTS－68）(IPTS－90)的主要內(nèi)容（1）IPTS-68中關(guān)于溫度的定義（2）IPTS-68中規(guī)定的基準(zhǔn)定義點（3）IPTS-68規(guī)定了基準(zhǔn)儀表和基準(zhǔn)公式（4）IPTS-68推薦了一批第二類參考點；（5）IPTS-68尚存在的問題。

返回

3.1.4溫度檢測方法

按測溫元件是否與被測對象接觸分為：接觸式、非接觸式。

接觸式：測溫元件與被測對象接觸，依靠傳熱和對流進行熱交換。

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、可靠，測溫精度較高。

缺點：由于測溫元件與被測對象必須經(jīng)過充分的熱交換且達到平衡后才能測量，這樣容易破壞被

測對象的溫度場，同時帶來測溫過程的延遲現(xiàn)象，不適于測量熱容量小的對象、極高溫的對象、處于運動中的對象。不適于直接對腐蝕性介質(zhì)測量。

非接觸式：測溫元件不與被測對象接觸，而是通過熱輻射進行熱交換，或測溫元件接收被測對象的部分熱輻射能，由熱輻射能大小推出被測對象的溫度。優(yōu)點：從原理上講測量范圍從超低溫到極高溫，不破壞被測對象溫度場。非接觸式測溫響應(yīng)快，對被測對象干擾小，可用于測量運動的被測對象和有強電磁干擾、強腐蝕的場合。缺點：容易受到外界因素的干擾，測量誤差較大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格比較昂貴。紅外溫度計接觸式測溫儀表主要有：膨脹式溫度計