检测仪表温度2A

第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.11第第4讲温度检测讲温度检测第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.2温度测量基础温度测量基础热电偶测温原理及应用热电偶测温原理及应用热电阻测温原理及应热电阻测温原理及应半导体式测温元件半导体式测温元件辐射式测温仪表辐射式测温仪表通用式温度变送器通用式温度变送器温度显示记录仪表温度显示记录仪表小结与习题小结与习题本章内容本章内容第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.3热电式温度检测仪表热电式温度检测仪表 利用导体和半导体的电阻随温度变化这一性质做成的利用导体和半导体的电阻随温度变化这一性质做成的温度计称为热电阻温度计。温度计称为热电阻温度计。大多数金属在温度升高大多数金属在温度升高11时电阻将增加时电阻将增加0.4%0.4%0.6%0.6%。半导体电阻（热敏电阻）一般随温度升高而减小（半导体电阻（热敏电阻）一般随温度升高而减小（也也有随温度总价而增加的有随温度总价而增加的），其灵敏度比金属的高很多，），其灵敏度比金属的高很多，温度每升高温度每升高11，电阻约减小，电阻约减小2%2%6%6%。4.3.2.4.3.2.热阻式测温仪表热阻式测温仪表第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.4热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表 热电阻温度计最大的特点是测量精度高，在中低温段，其热电阻温度计最大的特点是测量精度高，在中低温段，其输出信号比热电偶大得多，性能稳定，灵敏度高，可在输出信号比热电偶大得多，性能稳定，灵敏度高，可在2721100范围内测温。热电阻温度计输出为电信号，便范围内测温。热电阻温度计输出为电信号，便于远传、多点测量和自动控制，不需要冷端温度补偿。于远传、多点测量和自动控制，不需要冷端温度补偿。缺缺点是需要电源激励，有自热现象、引线误差等影响测量精点是需要电源激励，有自热现象、引线误差等影响测量精度。度。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.5 材材料料 温温度度系系数数 （1 1/）比比电电阻阻 （.mm2/m）温温度度范范围围（）特特 性性 铂铂 3.9210-3 0.0981-200 +650 近近线线性性 铜铜 4.2510-3 0.0170-50 +150 线线性性 铁铁 6.5010-3 0.0910-50 +150 非非线线性性 镍镍 6.6010-3 0.1210-50 +100 非非线线性性 热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表1）金属热电阻温度计）金属热电阻温度计 金属热电阻的测温原理是基于金属导体的电阻率随温度变化金属热电阻的测温原理是基于金属导体的电阻率随温度变化而变化的特性，只要测出热电阻阻值的变化，就可以得到被而变化的特性，只要测出热电阻阻值的变化，就可以得到被测温度。工业上常用的金属热电阻有铂电阻和铜电阻。测温度。工业上常用的金属热电阻有铂电阻和铜电阻。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.6(1)铂电阻铂电阻 铂是一种贵金属铂是一种贵金属,它的特点是精度高，稳定性好，性能可它的特点是精度高，稳定性好，性能可靠，尤其是耐氧化性能很强。铂在很宽的温度范围内（靠，尤其是耐氧化性能很强。铂在很宽的温度范围内（-2001200以下）都能保证上述特性。铂很容易提纯，复以下）都能保证上述特性。铂很容易提纯，复现性好，有良好的工艺性，可制成很细的铂丝或更细现性好，有良好的工艺性，可制成很细的铂丝或更细)或极或极薄的铂箔。与其他材料相比，铂有较高的电阻率，因此普薄的铂箔。与其他材料相比，铂有较高的电阻率，因此普遍认为是一种较好的热电阻材料。遍认为是一种较好的热电阻材料。热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表铂电阻的缺点是其电阻温度系数比较小，价格贵。在铂电阻的缺点是其电阻温度系数比较小，价格贵。在20020000范围内，铂电阻与温度的关系为范围内，铂电阻与温度的关系为：23t0RR 1 AtBtC(t100)t(4-15)第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.7在在0850范围内，铂电阻与温度的关系为。范围内，铂电阻与温度的关系为。2t0RR(1AtBt)(4-16)式中，R0温度为0时电阻值；Rt温度为t时得电阻值；A分度常数,A=3.90802810-3/；B分度常数,B=-5.775210-7/2；C分度常数,C=-4.183510-12/4。铂电阻的分度号为铂电阻的分度号为Pt100和和Pt10两种两种，是指在，是指在0时铂时铂电阻的阻值电阻的阻值R0为为100 和和10 。铂在高温下易受还原性介质污染，使铂丝变脆并改变电阻与温度间铂在高温下易受还原性介质污染，使铂丝变脆并改变电阻与温度间的关系，因此使用时应装在保护套管中。的关系，因此使用时应装在保护套管中。热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.8(2)铜电阻铜电阻 铜易于加工提纯，价格便宜，电阻与温度关系呈线性铜易于加工提纯，价格便宜，电阻与温度关系呈线性关系，在关系，在-50150测温范围内稳定性好。因此在一测温范围内稳定性好。因此在一般测量精度要求不太高、温度较低的场合，普遍地使用铜般测量精度要求不太高、温度较低的场合，普遍地使用铜电阻。电阻。在在-50+100测温范围内，铜电阻值与温度得线性关测温范围内，铜电阻值与温度得线性关系为系为t0RR(1t)(4-17)式中，式中，R0温度为温度为0时电阻值；时电阻值；Rt温度为温度为t时得电阻值；时得电阻值；铜电阻温度系数铜电阻温度系数,10-3/。铜电阻的分度号为铜电阻的分度号为Cu100和和Cu50两种，是指在两种，是指在0时铜电阻的阻值时铜电阻的阻值R0为为100和和50。热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.9(3)热电阻的结构热电阻的结构 工业用热电阻主要由电阻体、绝缘体、保护套管和接工业用热电阻主要由电阻体、绝缘体、保护套管和接线盒等组成，如图所示，通常还具有与外部测量及控制装线盒等组成，如图所示，通常还具有与外部测量及控制装置、机械装置相连接的部件。工业热电阻具有普通型、铠置、机械装置相连接的部件。工业热电阻具有普通型、铠装型和专用型等形式。装型和专用型等形式。图图4-24 工业用热电阻结构工业用热电阻结构热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表1热电阻丝；热电阻丝；2电阻体支架；电阻体支架；3引线；引线；4绝缘瓷管；绝缘瓷管；5保护套管；保护套管；6连接法兰；连接法兰；7接线盒；接线盒；8引线孔。引线孔。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.10 普通型热电阻与普通热电偶的外形结构极为相似，保护普通型热电阻与普通热电偶的外形结构极为相似，保护套管和接线盒基本相同，只是热电阻体和引线方式与热电偶套管和接线盒基本相同，只是热电阻体和引线方式与热电偶不同。热电阻体一般有热电阻丝和绝缘支架组成，如图所示，不同。热电阻体一般有热电阻丝和绝缘支架组成，如图所示，电阻丝采用电阻丝采用无感双线绕制无感双线绕制在云母、石英或陶瓷支架上，热电在云母、石英或陶瓷支架上，热电阻体装在保护套管内，电阻丝通过引出导线与接线盒内的接阻体装在保护套管内，电阻丝通过引出导线与接线盒内的接线柱相接，以便再与外接线路相连测量温度。线柱相接，以便再与外接线路相连测量温度。图图4-25 热电阻感温元件的几种典型结构热电阻感温元件的几种典型结构1外壳或绝缘片；外壳或绝缘片；2铂丝；铂丝；3骨架；骨架；4引出线引出线(a)玻璃骨架玻璃骨架(b)陶瓷骨架陶瓷骨架(c)云母骨架云母骨架热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.11 铠装热电阻将电阻体预先拉制成型并与绝缘材料和保铠装热电阻将电阻体预先拉制成型并与绝缘材料和保护套管连成一体，直径小，易弯曲，抗震性能好。护套管连成一体，直径小，易弯曲，抗震性能好。专用热电阻用于一些特殊的测温场合，如端面热电阻由专用热电阻用于一些特殊的测温场合，如端面热电阻由特殊处理的线材绕制而成，与一般热电阻相比，能更紧地特殊处理的线材绕制而成，与一般热电阻相比，能更紧地贴在被测物体的表面；轴承热电阻带有防震结构，能紧密贴在被测物体的表面；轴承热电阻带有防震结构，能紧密地贴在被测轴承的表面，用于测量带轴承设备的轴承温度。地贴在被测轴承的表面，用于测量带轴承设备的轴承温度。(4)热电阻的引线方式热电阻的引线方式 热电阻温度计一般由热电阻、引线、连接导线、测量热电阻温度计一般由热电阻、引线、连接导线、测量桥路和显示仪表组成，热电阻作为测量桥路的一个桥臂电桥路和显示仪表组成，热电阻作为测量桥路的一个桥臂电阻。引线是热电阻出厂时自身具备的，使热电阻丝能与外阻。引线是热电阻出厂时自身具备的，使热电阻丝能与外部测量桥路连接，通常位于保护套管内。部测量桥路连接，通常位于保护套管内。热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.12 引线的电阻在环境温度变化的情况下会发生变化，对测引线的电阻在环境温度变化的情况下会发生变化，对测量结果影响较大。目前常用的引线方式由两线制、三线制量结果影响较大。目前常用的引线方式由两线制、三线制和四线制和四线制3种，如图种，如图4-26所示所示 两线制是指在热电阻体的两端各连接一根导线的引线方两线制是指在热电阻体的两端各连接一根导线的引线方式，如图式，如图4-26(a)所示。这种引线方式比较简单，但由于所示。这种引线方式比较简单，但由于两根引线都接在电桥的一个桥臂上，引线电阻及其变化值两根引线都接在电桥的一个桥臂上，引线电阻及其变化值会给测量结果带来附加误差，适用于引线较短，测量精度会给测量结果带来附加误差，适用于引线较短，测量精度要求不高的场合。要求不高的场合。热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.13图图4-26 热电阻的几种引线方式热电阻的几种引线方式1热电阻感温元件；热电阻感温元件；2、4引线；引线；3接线盒；接线盒；5显示仪表；显示仪表；热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表电 阻 体二 线 制电 阻 体三 线 制电 阻 体四 线 制(c)(b)(b)(a)(a)第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.14图图4-27 热电阻的三线制引线原理图热电阻的三线制引线原理图热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表图图4-28 热电阻的三线制引线图热电阻的三线制引线图第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.15如图如图4-27及及2828所示，三线制是指在热电阻体的一端连接两所示，三线制是指在热电阻体的一端连接两根导线，另一端连接一根导线的引线方式。由于热电阻的根导线，另一端连接一根导线的引线方式。由于热电阻的两根连线分别置于相邻两桥臂内，温度引起连线电阻的变两根连线分别置于相邻两桥臂内，温度引起连线电阻的变化对电桥的影响相互抵消，电源连线电阻的变化，对供桥化对电桥的影响相互抵消，电源连线电阻的变化，对供桥电压影响是极其微小的，可忽略不计，因此这种引线方式电压影响是极其微小的，可忽略不计，因此这种引线方式可以较好地消除引线电阻的影响，测量精度比两线制高，可以较好地消除引线电阻的影响，测量精度比两线制高，应用比较广泛。工业热电阻通常采用三线制接法，尤其在应用比较广泛。工业热电阻通常采用三线制接法，尤其在测温范围窄、导线长、架设铜导线途中温度易发生变化等测温范围窄、导线长、架设铜导线途中温度易发生变化等情况下，必须采用三线制接法。情况下，必须采用三线制接法。热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.16 四线制是指热电阻体的两端各连接两根导线的引线四线制是指热电阻体的两端各连接两根导线的引线方式，如图方式，如图4-304-30所示。其中两根引线为热电阻提供恒所示。其中两根引线为热电阻提供恒流源，在热电阻上产生的压降通过另两根引线引至电流源，在热电阻上产生的压降通过另两根引线引至电位差计进行测量。这种接线方式能完全消除引线电阻位差计进行测量。这种接线方式能完全消除引线电阻带来的附加误差，且在连接导线阻值相同时，也可消带来的附加误差，且在连接导线阻值相同时，也可消除连接导线的影响。这种引线方式主要用于高精度的除连接导线的影响。这种引线方式主要用于高精度的温度检测。温度检测。热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表图图4-30 四线制接线法测量图四线制接线法测量图第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.17 （1）热敏电阻的特点：热敏电阻的特点：热敏电阻是利用半导体的电阻值热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度显著变化这一特性制成的热敏元件，由某些金属氧随温度显著变化这一特性制成的热敏元件，由某些金属氧化物与其他画画无按不同的比例烧制而成。其特点是电阻化物与其他画画无按不同的比例烧制而成。其特点是电阻率随温度变化显著率随温度变化显著,一般为金属电阻的一般为金属电阻的410倍。还具有电倍。还具有电阻率大，体积小，热惯性小，结构简单的特点。阻率大，体积小，热惯性小，结构简单的特点。热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表图图4-31 不同形状的热敏电阻不同形状的热敏电阻2）半导体热敏电阻温度计）半导体热敏电阻温度计第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.18半导体热敏电阻的阻值随温度近似呈现指数变化，且复现半导体热敏电阻的阻值随温度近似呈现指数变化，且复现性和互换性较差，其测温范围大约为性和互换性较差，其测温范围大约为:40350:40350，已经大量，已经大量用于家电及汽车等的温度检测与控制中。用于家电及汽车等的温度检测与控制中。热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表（2 2）热敏电阻的分类：）热敏电阻的分类：热敏电阻主要分为三种类型：热敏电阻主要分为三种类型：正温度系数正温度系数(PTC)(PTC)、负温度系数负温度系数(NTC)(NTC)和和 临界温度系数临界温度系数(CTR)(CTR)三种类型。三种类型。在温度测量中在温度测量中,(NTC)(NTC)使用的最使用的最多。多。图图4-32 不同热敏电阻的温度特性曲线不同热敏电阻的温度特性曲线第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.190011()TRBTTTRe式中：式中：分别为温度等于分别为温度等于T T和和T0T0时热敏电阻的阻值，时热敏电阻的阻值，B B的量纲为温度，一般为的量纲为温度，一般为15006000K15006000K，取决于热敏电阻，取决于热敏电阻的材料。的材料。热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表(4-18)0,RTTR（3）NTC型热敏电阻的特性：型热敏电阻的特性：NTCNTC型热敏电阻主要由型热敏电阻主要由Mn,Co,Ni,Fe,CuMn,Co,Ni,Fe,Cu等过渡族等过渡族金属氧化物烧结而成；改变其成分和配比，就可得金属氧化物烧结而成；改变其成分和配比，就可得到测温范围、阻值及温度系数都不同的到测温范围、阻值及温度系数都不同的NTCNTC型热敏电型热敏电阻。在一定的范围内，阻。在一定的范围内，NTCNTC型热敏电阻的温度特性符型热敏电阻的温度特性符合：合：第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.20热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表(4-19)对上式求微分并除以对上式求微分并除以RT，得到的是热敏电阻的温度系数：，得到的是热敏电阻的温度系数：21TBdTdRRTT 由式可见：电阻温度系数并非常数，它随温度平方的倒由式可见：电阻温度系数并非常数，它随温度平方的倒数而变化，这就使得热敏电阻的灵敏度随温度的升高而迅数而变化，这就使得热敏电阻的灵敏度随温度的升高而迅速降低，从而限制了其在高温下的使用。速降低，从而限制了其在高温下的使用。测温范围大约为测温范围大约为:-40:-40350350，已经大量用于家电及汽车，已经大量用于家电及汽车等温度检测与控制中。等温度检测与控制中。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.21 PTC PTC热敏电阻的阻值随温度升高而增大的正温度特性，且热敏电阻的阻值随温度升高而增大的正温度特性，且有斜率最大的区域，当温度超过某一数值时，其电阻值朝有斜率最大的区域，当温度超过某一数值时，其电阻值朝正的方向快速变化。其用途主要是彩电消磁、各种电器设正的方向快速变化。其用途主要是彩电消磁、各种电器设备的过热保护等。备的过热保护等。CTRCTR也具有负温度系数，但在某个温度范围内电阻值急剧也具有负温度系数，但在某个温度范围内电阻值急剧下降，曲线斜率在此区段特别陡，灵敏度极高，是金属电下降，曲线斜率在此区段特别陡，灵敏度极高，是金属电阻的几十倍。主要用作温度开关。阻的几十倍。主要用作温度开关。各种热敏电阻的阻值在常温下就很大（几各种热敏电阻的阻值在常温下就很大（几K K上百上百K K），电阻随温度的变化率也很大，因此不必考虑导线电阻随温电阻随温度的变化率也很大，因此不必考虑导线电阻随温度变化对温度测量带来的影响，给使用带来很大的方便。度变化对温度测量带来的影响，给使用带来很大的方便。(4)(4)其它热敏电阻的特性其它热敏电阻的特性-参见图参见图4-324-32热阻式温度检测仪表热阻式温度检测仪表第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.22（5 5）热敏电阻的非线性的修正）热敏电阻的非线性的修正121b e212ln()ln()I A eIK TK TUq I A e q I 利用包含有热敏电阻的电阻网络（常称利用包含有热敏电阻的电阻网络（常称为线性化网络）来代替单个的热敏为线性化网络）来代替单个的热敏电阻。电阻。在带有微处理机（或微计算机）的测量系统中，当已知热敏电阻器的在带有微处理机（或微计算机）的测量系统中，当已知热敏电阻器的实际特性和要求的理想特性时，可采用线性插值法将特性分段，并把实际特性和要求的理想特性时，可采用线性插值法将特性分段，并把各分段点的值存放在计算机的存储器内。计算机将根据热敏电阻器的各分段点的值存放在计算机的存储器内。计算机将根据热敏电阻器的实际输出值进行校正计算后，给出要求的输出值。实际输出值进行校正计算后，给出要求的输出值。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.234.3.3.4.3.3.集成温度传感器集成温度传感器 集成温度传感器是利用晶体管集成温度传感器是利用晶体管PNPN结的电流和电压特性与温度的结的电流和电压特性与温度的关系关系,把感温把感温PNPN结及有关电子线路集成在一个小硅片上结及有关电子线路集成在一个小硅片上,构成一构成一个小型化、一体化的专用集成电路片。个小型化、一体化的专用集成电路片。集成温度传感器具有体积小、反应快、线性好、价格低等优点集成温度传感器具有体积小、反应快、线性好、价格低等优点,由于由于PNPN结受耐热性能和特性范围的限制结受耐热性能和特性范围的限制,它只能用来测它只能用来测150150以下以下的温度。的温度。集成温度传感器的信号输出方式可分为：电压输出型和电流输集成温度传感器的信号输出方式可分为：电压输出型和电流输出型，电压输出型输出电压信号，输出阻抗低，易于与其他设备出型，电压输出型输出电压信号，输出阻抗低，易于与其他设备或控制电路结合；电流输出型输出阻抗甚高，可连接长度为数百或控制电路结合；电流输出型输出阻抗甚高，可连接长度为数百米的导线，不必考虑导线电阻的影响。米的导线，不必考虑导线电阻的影响。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.24 1 1基本工作原理基本工作原理 目前在集成温度传感器目前在集成温度传感器中中,都采用一对非常匹配都采用一对非常匹配的差分对管作为温度敏感的差分对管作为温度敏感元件。元件。图图4-344-34是集成温度是集成温度传感器基本原理图。传感器基本原理图。其中其中T1T1和和T2T2是一对结构和是一对结构和性能完全匹配的晶体管性能完全匹配的晶体管,I1,I1和和I2I2分别是分别是T1T1和和T2T2管的集管的集电极电流电极电流,由恒流源提供。由恒流源提供。ln2221qRKTRUIIbeT4-344-34第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.25T1T1和和T2T2管的两个发射极和基极电压之差管的两个发射极和基极电压之差VbeVbe可用下式表可用下式表示示,即即:ln1221220qKTRRRRURIUbe(4-20)式中式中k-k-是波尔兹曼常数是波尔兹曼常数;q-q-是电子电荷量是电子电荷量;T-T-是绝对温度是绝对温度;-是是T1T1和和T2T2管发射结的面积之比。管发射结的面积之比。从式中看出从式中看出,如果保证如果保证I1/I2I1/I2恒定恒定,则则UUbebe与温度与温度T T成单值线性函数关系。这就是集成温度传感器的基本成单值线性函数关系。这就是集成温度传感器的基本工作原理工作原理,在此基础上可设计出各种不同电路以及不在此基础上可设计出各种不同电路以及不同输出类型的集成温度传感器。同输出类型的集成温度传感器。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.26 (1)电压输出型电压输出型集成温度传感器原理电路图如电压输出型电压输出型集成温度传感器原理电路图如图图 4-30 所示。所示。当电流当电流I1恒定时恒定时,通过改变通过改变R1的阻值的阻值,可实现可实现I1=I2,当晶体管的当晶体管的1时时,电路的输出电压可由下式确定电路的输出电压可由下式确定,即即:（4-21）若取若取R1=940,R2=30K,r=37,则电路输出的温度系数为则电路输出的温度系数为:（4-22）KmvqKRRdTdUCT/10ln120第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.27 （2）电流输出型如图）电流输出型如图 4-32，为电流输出型集成温度传感器，为电流输出型集成温度传感器的原理电路图。的原理电路图。T1和和T2是结构对称的两个晶体管是结构对称的两个晶体管,作为恒流源作为恒流源负载负载,T3和和T4管是测温用的晶体管管是测温用的晶体管,其中其中T3管的发射结面积是管的发射结面积是T4管的管的8倍倍,即即r=8。流过电路的总电流。流过电路的总电流IT为为:（4-23）式中当式中当R R和和r r一定时一定时,电路的输出电流与温度有良好的线性电路的输出电流与温度有良好的线性关系。关系。若取若取R R为为358,358,则电路输出的温度系数为则电路输出的温度系数为:KAqRKdTdIcTT/1ln2（4-24）第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.284-354-35第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.29 电流输出型典型的集成温度传感器有美国电流输出型典型的集成温度传感器有美国ADAD公司生产公司生产的的AD590,LM134/SL134 AD590,LM134/SL134 系列集成温度传感器系列集成温度传感器,我国产的我国产的SG590SG590也属于同类型产品。也属于同类型产品。基本电路与图基本电路与图4-324-32一样一样,只是只是增加了一些启动电路增加了一些启动电路,防止电源反接以及使左右两支路对防止电源反接以及使左右两支路对称的附加电路称的附加电路,以进一步地提高性能。以进一步地提高性能。AD590AD590的电源电压的电源电压430V,430V,可测温度范围可测温度范围-50+150-50+150。电压输出型的有：电压输出型的有：LM35/45 系列温度传感器，以系列温度传感器，以及及LM135 系列集成温度传感器系列集成温度传感器第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.30温度检测仪表温度检测仪表4.4.4.4.辐射测温仪表辐射测温仪表 辐射测温是一种非接触测温，主要是利用物体的能量辐射辐射测温是一种非接触测温，主要是利用物体的能量辐射来测量物体温度的方法。来测量物体温度的方法。采用辐射测温时，辐射感温元件不与被测介质相接触，不采用辐射测温时，辐射感温元件不与被测介质相接触，不会破坏被测温度场，可实现遥测；测量元件不必达到与被测会破坏被测温度场，可实现遥测；测量元件不必达到与被测对象相同的温度，可测量高温。因无接触，速度快，可以测对象相同的温度，可测量高温。因无接触，速度快，可以测量运动物体的温度。量运动物体的温度。辐射测温适用于很宽的测量范围，可达到辐射测温适用于很宽的测量范围，可达到-503000，但，但影响测量精度的因素很多，应用技术较复杂。影响测量精度的因素很多，应用技术较复杂。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.31温度检测仪表温度检测仪表 4.4.1 4.4.1 辐射测温的基本原理辐射测温的基本原理 热辐射就是电磁波能量传递的过程。由于其内部带电粒热辐射就是电磁波能量传递的过程。由于其内部带电粒子的热运动，就会带来向外发射不同波长的电磁波。子的热运动，就会带来向外发射不同波长的电磁波。任何物体只要温度高于绝对零度，就会就会发生带任何物体只要温度高于绝对零度，就会就会发生带电粒子运动的现象，就会产生辐射现象。温度越高，则电粒子运动的现象，就会产生辐射现象。温度越高，则发射到周围空间的能量就越多。发射到周围空间的能量就越多。辐射能以波动形式表现出来，其波长的范围极广，从辐射能以波动形式表现出来，其波长的范围极广，从短波、短波、x x光、紫外光、可见光、红外光一直到电磁波。光、紫外光、可见光、红外光一直到电磁波。在辐射温度测量中主要利用的是在辐射温度测量中主要利用的是可见光和红外光可见光和红外光。因为。因为此类能量被接收以后，多转变为热能，使物体的温度升此类能量被接收以后，多转变为热能，使物体的温度升高，所以一般就称为热辐射。高，所以一般就称为热辐射。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.32温度检测仪表温度检测仪表图图4-364-36波长分布波长分布物体在不同的温度范围内，热辐射的电磁波波段也不同。物体在不同的温度范围内，热辐射的电磁波波段也不同。辐射测温的有效区段辐射测温的有效区段第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.331QQQQQQ4.4.2 4.4.2 辐射测温的基本概念：辐射测温的基本概念：绝对黑体：绝对黑体：一种理想的物体，它在任何温度下都能全部一种理想的物体，它在任何温度下都能全部的吸收投射到其表面的任何波长的辐射能量。的吸收投射到其表面的任何波长的辐射能量。非黑体：非黑体：它们吸收、发射能量的能力总是要小于绝对黑它们吸收、发射能量的能力总是要小于绝对黑体。体。物体在接受外界辐射到其表面的辐射能量时，都具有吸物体在接受外界辐射到其表面的辐射能量时，都具有吸收、反射或透射现象，可以用吸收率，反射率和透射率收、反射或透射现象，可以用吸收率，反射率和透射率来描述：来描述：4-254-25第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.34温度检测仪表温度检测仪表4.4.3 热辐射基本定律1.基尔霍夫定律2.斯蒂芬玻耳兹曼定律3.普朗克定律4.维恩位移定律1.1.基尔霍夫定律：基尔霍夫定律：该定律确定了物体热辐射的发射与吸收之间的关系：一个物体向周围辐射能量的同时，也从周围吸收其他物体幅射的能量；吸收辐射能量能力强的物体受热后辐射能量的能力也强。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.35温度检测仪表温度检测仪表(,)()()(,)()dTTdTdTdT式中：被物体吸收的辐射通量照射到物体单位面积上的辐射通量它在任何温度下，它在任何温度下，黑体黑体都能全部的吸收投射到其表面的都能全部的吸收投射到其表面的任何波长的辐射能量，所以其吸收率为任何波长的辐射能量，所以其吸收率为1 1；非黑体的吸收非黑体的吸收比率小于比率小于1.1.定义光谱吸收比定义光谱吸收比 表示物体能够对辐射到它表面能量表示物体能够对辐射到它表面能量的吸收比率。的吸收比率。()T4-264-26第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.36 在热平衡时，物体向周围的辐射的功率等于它能够吸收的功率。()()TT4-274-274-284-28 基尔霍夫还证明了物体辐射强度（出射度）与吸收比的比值是与基尔霍夫还证明了物体辐射强度（出射度）与吸收比的比值是与波长波长和和温度温度有关的普适函数有关的普适函数./bMM/bMM()()TT辐射率：辐射率：热辐射物体在温度T时所有波长范围的辐射量与同温度下黑体的辐射量之比-该辐射体的黑度（辐射率）;光谱辐射率光谱辐射率：单色辐射率-在温度T，辐射波长为时的辐射量与同样温度、波长黑体辐射量之比。实际物体的辐射率都是低于黑体的。黑度黑度是物体的辐射能力接近黑体黑体的程度。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.37温度检测仪表温度检测仪表根据实验得出结论，物体的总的辐射出射度 与温度的四次方成正比。又称为黑体的全辐射定律：40()bbM TM dT2.斯蒂芬玻耳兹曼定律：2 4TTWmKT-8式 中:为 温 度 为 时 全 波 长 范 围 的 材 料 发 射 率，也 称 为 黑 度 系 数；5.6 7 0 3 21 0 斯 蒂 芬 玻 耳 兹 曼 常 数；为 物 体 的 热 力 学 温 度对于非黑体的一般物体：4()TM TT 4-294-294-304-30第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.38温度检测仪表温度检测仪表3.普朗克定律（维恩公式）绝对黑体可在全波长范围内辐射能量，但对不同的波长，绝对黑体可在全波长范围内辐射能量，但对不同的波长，其能量的分布并非一致，辐射能力不但与温度有关，且随其能量的分布并非一致，辐射能力不但与温度有关，且随热辐射的波长变化。热辐射的波长变化。01125)exp()1ccMTT（4-314-31 波长，c1-普朗克第一辐射常数：c2-普朗克第二辐射常数：221.4410cm K01125()exp()1ccLTT0125)exp()ccMTT（当在当在3000K以下时，以下时，可用维恩公式近似：可用维恩公式近似：第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.39温度检测仪表温度检测仪表普朗克公式也可以用亮度的形式表示：2897()mTm k4.维恩位移定律热辐射电磁波中包含着各种波长，从实验可知，单色辐射峰值处的波长 与绝对温度T成以下关系:m00()MLT 对比前两式，得4-324-324-334-334-344-34用该式可以估计出物体的温度辐射所处于的波长的区域。用该式可以估计出物体的温度辐射所处于的波长的区域。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.40温度检测仪表温度检测仪表光谱发射峰值随着温度的增加向波长减小的方向移动。辐射式温度检测仪表主要是应用上述定理实现温度测量。图图4-374-37辐射波长分布辐射波长分布物体在物体在900K时暗红色，时暗红色，1200K是是为亮红色，为亮红色，1400K是桔红色，是桔红色，2700K为呈白炽色。颜色的不同为呈白炽色。颜色的不同时由于在不同波长上辐射的相时由于在不同波长上辐射的相对量不同。对量不同。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.41温度检测仪表温度检测仪表 辐射测温仪表主要由：辐射测温仪表主要由：光学系统光学系统、检测元件检测元件、转换电路转换电路和和信号处理电路信号处理电路以及以及显示显示等部分组成。等部分组成。光学系统光学系统包括包括瞄准瞄准系统、系统、透镜透镜和和滤光滤光片等，把物体的辐射能通过透镜片等，把物体的辐射能通过透镜聚焦聚焦到到检测元件检测元件上，再通过上，再通过转换电路转换电路和和信号处理信号处理电路将信号转换、放大、辐电路将信号转换、放大、辐射率修正和标度变换等，输出被测温度相应的信号。射率修正和标度变换等，输出被测温度相应的信号。图图4-384-38辐射式测温辐射式测温第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.42温度检测仪表温度检测仪表 辐射测温的常用方法有亮度法、全辐射法、比色法和多色辐射测温的常用方法有亮度法、全辐射法、比色法和多色法等。法等。辐射测温仪表有全辐射高温计、光学高温计、光电高温计、辐射测温仪表有全辐射高温计、光学高温计、光电高温计、比色高温计、红外探测器、红外测温仪、红外热像仪等。比色高温计、红外探测器、红外测温仪、红外热像仪等。1)全辐射高温计全辐射高温计 全辐射温度计由辐射聚集系统、感温器、显示仪表及辅全辐射温度计由辐射聚集系统、感温器、显示仪表及辅助装置构成，如图助装置构成，如图4-3-44-3-4所示。所示。被测物体的热辐射能量，经物镜聚集在热电堆热电堆上(由一组微细的热电偶串联而成)，并转换成热电势输出，其值与被测物体的表面温度成正比，用显示仪表进行指示记录。4()bMTT第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.43温度检测仪表温度检测仪表图图4-39 4-39 全辐射温度计的工作原理全辐射温度计的工作原理1 1被测物体；被测物体；2 2物镜；物镜；3 3辐射感温器；辐射感温器；4 4补偿光阑；补偿光阑；5 5热电堆；热电堆；6 6显示仪表显示仪表40(W/m)ET第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.44温度检测仪表温度检测仪表 但所有非黑体物体的全发射率均小于但所有非黑体物体的全发射率均小于1，则其幅射能，则其幅射能量与温度之间的关系表示为量与温度之间的关系表示为:图中补偿光阑由双金属片控制，当环境温度变化时，光图中补偿光阑由双金属片控制，当环境温度变化时，光阑阑相应调节照射在热电堆上的热辐射能量，以补偿因温度变化相应调节照射在热电堆上的热辐射能量，以补偿因温度变化影响热电势数值而引起的误差。影响热电势数值而引起的误差。绝对黑体的热辐射能量与温度之间的关系（斯蒂芬绝对黑体的热辐射能量与温度之间的关系（斯蒂芬-玻尔兹玻尔兹曼定律）为曼定律）为:40(W/m)TET T44P TT T-黑度系数，反映了物体对黑体的接进程度。黑度系数，反映了物体对黑体的接进程度。4-354-354-364-36第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.45温度检测仪表温度检测仪表 一般全辐射温度计选择黑体作为标准体来分度仪表，一般全辐射温度计选择黑体作为标准体来分度仪表，此时所测的是物体的辐射温度，即相当于黑体达到此辐此时所测的是物体的辐射温度，即相当于黑体达到此辐射量时的某一温度射量时的某一温度TPTP。在辐射感温器的工作谱段内，当表面温度为在辐射感温器的工作谱段内，当表面温度为T TP P的黑体的黑体的的积分辐射积分辐射能量和表面温度为能量和表面温度为T 的物体的物体积分积分辐射能量相等辐射能量相等时，即时，即P41TTT则物体的真实温度为则物体的真实温度为:4-374-374-384-38第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.46温度检测仪表温度检测仪表 因此，当已知物体的全发射率和辐射温度计指示的辐射因此，当已知物体的全发射率和辐射温度计指示的辐射温度温度TP时，就可算出被测物体的真实表面温度。时，就可算出被测物体的真实表面温度。2)亮度式温度计亮度式温度计 光学高温计是发展最早、应用最广的非接触式温度计之光学高温计是发展最早、应用最广的非接触式温度计之一。它结构简单，使用方便，测温范围广一。它结构简单，使用方便，测温范围广(700(7003200)3200)，一般可满足工业测温的准确度要求。，一般可满足工业测温的准确度要求。光学高温计目前广泛用于高温熔体、炉窑的温度测量，是光学高温计目前广泛用于高温熔体、炉窑的温度测量，是冶金、陶瓷等工业部门十分重要的高温仪表。冶金、陶瓷等工业部门十分重要的高温仪表。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.47温度检测仪表温度检测仪表图图4-404-40光学高温计光学高温计光学高温计是利用受热物体的单色辐射强度随温度升高而光学高温计是利用受热物体的单色辐射强度随温度升高而增加的原理制成的，由于采用单一波长进行亮度比较，因增加的原理制成的，由于采用单一波长进行亮度比较，因而也称单色辐射温度计。物体在高温下会发光，也就具有而也称单色辐射温度计。物体在高温下会发光，也就具有一定的亮度，物体的一定的亮度，物体的亮度与其辐射强度成正比亮度与其辐射强度成正比，所以受热，所以受热物体的亮度大小反映了物体的温度。通常先得到被测物体物体的亮度大小反映了物体的温度。通常先得到被测物体的亮度温度，然后转化为物体的真实温度。的亮度温度，然后转化为物体的真实温度。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.48温度检测仪表温度检测仪表绝对黑体在波长 的亮度和温度的关系为：211 1lnsTTC2/()051sCTL C C e2/()51CTLCCe实际物体在波长为实际物体在波长为 时，亮度与温度的关系为：时，亮度与温度的关系为：对于对于单色单色辐射高温计规定按照绝对黑体去刻度，用这种刻辐射高温计规定按照绝对黑体去刻度，用这种刻度的高温计去测量实际的温度，所得的温度示值为度的高温计去测量实际的温度，所得的温度示值为亮度温亮度温度度TsTs。物体的实际温度。物体的实际温度:4-394-394-404-404-414-41第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.49温度检测仪表温度检测仪表 早期的光学高温计的缺点是以人眼观察，并需用手动平早期的光学高温计的缺点是以人眼观察，并需用手动平衡，因此不能实现快速测量和自动记录，且测量结果带有衡，因此不能实现快速测量和自动记录，且测量结果带有主观性。主观性。光学高温计光学高温计主要由光学系统和电测系统两部分组成。主要由光学系统和电测系统两部分组成。图图4-414-41光学高温计光学高温计原理原理第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.50 后来发展成为光电式温度计，由于光电探测器、干涉滤光片及单色后来发展成为光电式温度计，由于光电探测器、干涉滤光片及单色器的发展，使光学高温计在工业测量中基本被淘汰，被较灵敏、准确器的发展，使光学高温计在工业测量中基本被淘汰，被较灵敏、准确的光电高温计所代替。光电高温计是在光学高温计的基础上发展起来的光电高温计所代替。光电高温计是在光学高温计的基础上发展起来的，用光敏元件代替人眼，实现光电自动测量。的，用光敏元件代替人眼，实现光电自动测量。光电高温计光电高温计图图4-424-42光电高温计原理光电高温计原理第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.51温度检测仪表温度检测仪表图图4-43 4-43 光电比色计外观光电比色计外观这里以比色高温计为例，介绍光电高温计的工作原理。这里以比色高温计为例，介绍光电高温计的工作原理。图图4-43为光电比色高温计的外观图。为光电比色高温计的外观图。从图从图4-444-44结构原理图看到：结构原理图看到：被测对象被测对象经物镜经物镜1 1成像，经光阑成像，经光阑3 3与光导棒与光导棒4 4投射投射到分光镜到分光镜6 6上，使长波上，使长波(红色光红色光)辐射线辐射线透过，而使短波透过，而使短波(可见光可见光)部分反射。部分反射。透过分光镜的辐射线再经滤光片透过分光镜的辐射线再经滤光片9 9将残将残余的短波滤去后被光电元件余的短波滤去后被光电元件(硅光电硅光电池池)10)10接收，转换成电量输出。接收，转换成电量输出。3 3）比色式高温计）比色式高温计第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.52温度检测仪表温度检测仪表 图图4-44光电比色高温计的原理结构图光电比色高温计的原理结构图1物镜；物镜；2平行平面玻璃；平行平面玻璃；3光栏；光栏；4光导棒；光导棒；5瞄准瞄准反射镜；反射镜；6分光镜；分光镜；7、9滤光片；滤光片；8、10硅光电池；硅光电池；11圆柱反射镜；圆柱反射镜；12目镜；目镜；13棱镜；棱镜；14、15负载电阻；负载电阻；16可逆电动机；可逆电动机；17放大器放大器 1 第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.53温度检测仪表温度检测仪表 分光镜反射的短波（蓝色光）辐射线经滤波片分光镜反射的短波（蓝色光）辐射线经滤波片7 7将长波将长波滤去，而被可见光硅光电池滤去，而被可见光硅光电池8 8接收，转换成与波长亮度成接收，转换成与波长亮度成函数关系的电量输出。将这两个电信号输入自动平衡显函数关系的电量输出。将这两个电信号输入自动平衡显示纪录仪进行比较得出光电信号比，即可读出被测对象示纪录仪进行比较得出光电信号比，即可读出被测对象的温度值。的温度值。光阑光阑3 3前的平行平面玻璃前的平行平面玻璃2 2将一部分光线反射到瞄准反将一部分光线反射到瞄准反射镜射镜5 5上，再经圆柱反射镜上，再经圆柱反射镜1111、目镜、目镜1212和棱镜和棱镜1313，就能，就能从观察系统中看到被测对象的状态，以便校准仪器的位从观察系统中看到被测对象的状态，以便校准仪器的位置。置。第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.54温度检测仪表温度检测仪表 设长波设长波(红色光红色光)波长为波长为1，短波（蓝色光）波长为，短波（蓝色光）波长为2，光谱发射率分别为，光谱发射率分别为 和和 ，根据普朗克定律，根据普朗克定律，两种波长的辐射能量为两种波长的辐射能量为:2 1122112511112522e x p()1 e x p()1 ccETccET122212551121221211212e x p()1 1 1e x p()e x p()1 cETccETT 两种波长下辐射能量之比为两种波长下辐射能量之比为:12s221l n1111()TTc4-424-424-434-434-444-44比色式高温计工作原理比色式高温计工作原理第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.55温度检测仪表温度检测仪表 由上式可见，如果波长由上式可见，如果波长1 1和和2 2一定，且已知相应波长下对一定，且已知相应波长下对应的亮度比，则两波长辐射能量之比与其热力学温度之间应的亮度比，则两波长辐射能量之比与其热力学温度之间成单值对应关系，只要测出辐射能量之比就可以求得温度成单值对应关系，只要测出辐射能量之比就可以求得温度T T。比色高温计是按照黑体刻度的，用这种刻度的高温计去比色高温计是按照黑体刻度的，用这种刻度的高温计去测量实际物体，所得到的温度示值为被测物体的测量实际物体，所得到的温度示值为被测物体的“颜色温颜色温度度”。若黑体在。若黑体在1和和2两种波长下，在温度为两种波长下，在温度为TS时的辐射能时的辐射能量之比和实际物体在温度量之比和实际物体在温度T时的辐射能量之比相等，则时的辐射能量之比相等，则TS为该物体的为该物体的“颜色温度颜色温度”，二者之间存在以下关系，二者之间存在以下关系:第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.56温度检测仪表温度检测仪表式中式中:T:TS S比色高温计的读数；比色高温计的读数；T T实际温度，根据实际温度，根据1 1，2 2，和和T TS S，可以通过读数求出被测物体的实际温度。可以通过读数求出被测物体的实际温度。2这种高温计量程为这种高温计量程为8002000，精度为，响应速度由光电元件及二次，精度为，响应速度由光电元件及二次仪表记录速度而定。其优点是测温准确度高，反应速度快，测量范围仪表记录速度而定。其优点是测温准确度高，反应速度快，测量范围宽，可测目标小，宽，可测目标小，测量温度更接近真实温度，环境的粉尘、水汽、烟测量温度更接近真实温度，环境的粉尘、水汽、烟雾等对测量结果的影响小，可用于冶金、水泥、玻璃等工业领域。雾等对测量结果的影响小，可用于冶金、水泥、玻璃等工业领域。4-454-45第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.57红外温度计红外温度计 红外温度计是一种辐射温度计。红外温度计是一种辐射温度计。其结构与其他辐射温度计相似，区别是光学系统和光其结构与其他辐射温度计相似，区别是光学系统和光电检测元件接受的是被测物体产生的红外波长段的辐电检测元件接受的是被测物体产生的红外波长段的辐射能。射能。NoImage 常温下，所有物体都是红外辐射源。常温下，所有物体都是红外辐射源。物体的温度越高，辐射的功率就越大。物体的温度越高，辐射的功率就越大。常见的红外传感器可分为：热电探测常见的红外传感器可分为：热电探测器类型；光电传感器类型等。器类型；光电传感器类型等。图图4-45 4-45 红外式温度计红外式温度计第第4讲讲 过程参数检测及仪表过程参数检测及仪表-温度温度 4.58 检出检出(测测)元件插入长度元件插入长度 检出检出(测测)元件保护套材质不低于设备或管道材质。元件保护套材质不低于设备或管道材质。检出检出(测测)元件保护套管元件保护套管 用于可燃性气体、蒸汽及可燃性粉尘等爆炸危险场所的的温度仪表、温用于可燃性气体、蒸汽及可燃性粉尘等爆炸危险场所的的温度仪表、温度开关、温度检出度开关、温度检出(测测)元件和变送器等，应选择合适的防爆结构形式或采取元件和变送器等，应选择合适的防爆结构形式或采取其它的防爆措施和防护措施。其它的防爆措施和防护措施。4-454-45温度检测仪表的选用温度检测仪表的选用1.1.温度检测仪表选型的一般规定温度检测仪表选型的一般规定 单位及标度单位及标度(刻度刻度)温度仪表的标度温度仪表的标度(刻度刻度)单位应采用摄氏度单位应采用摄氏度()。在一般情况下，标度在一般情况下，标度(刻度刻度)及测量范围的选用应与定型产品的标准系及测量范围的选用应与定型产品的标准系列相符。列相符。温度仪表正常使用温度应为量程的温度仪表正常使用温度应为量程的50%一一70%，最高测量值不应超过，最高测量值不应超过量程的量程的90%。