温度检测及仪表分析课件

2024/7/5检测仪表温度检测及仪表温度检测及仪表2023/8/13检测仪表温度检测及仪表检测仪表温度检测及仪表2024/7/5检测仪表 本本节节主主要要内内容容一、膨胀式温度计一、膨胀式温度计二、压力式温度计二、压力式温度计四、热电偶温度计四、热电偶温度计三、辐射式温度计三、辐射式温度计五、热电阻温度计五、热电阻温度计2023/8/13检测仪表检测仪表 本节主要内容一、膨胀式温度计本节主要内容一、膨胀式温度计2024/7/5检测仪表温度计的分类温度计的分类 温温度度测测量量范范围围甚甚广广，有有的的处处于于接接近近绝绝对对零零度度的的低低温温，有有的的要要在在几几千千度度的的高高温温下下进进行行，这这样样宽宽的的测测量量范范围，需要各种不同的测温方法和测温仪表。围，需要各种不同的测温方法和测温仪表。按测量方式分为接触式和非接触式按测量方式分为接触式和非接触式 按按工工作作原原理理分分为为膨膨胀胀式式温温度度计计、压压力力式式温温度度计计、热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计。热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计。2023/8/13检测仪表温度计的分类检测仪表温度计的分类 2024/7/5检测仪表1接接触触法法测测温温：敏敏感感元元件件直直接接与与被被测测对对象象接接触触，通通过过传传导或对流达到热平衡，反映被测对象的温度。导或对流达到热平衡，反映被测对象的温度。优点：直观、可靠。优点：直观、可靠。缺点：缺点：存在负载效应，存在负载效应，受受到到测测量量条条件件的的限限制制，不不能能充充分分接接触触，使使检检测测 元件温度与被测对象温度不一致。元件温度与被测对象温度不一致。热热量量传传递递需需要要一一定定时时间间造造成成测测温温滞滞后后现现象象。（动态误差）（动态误差）2非非接接触触法法测测温温：检检测测部部分分与与被被测测对对象象不不直直接接接接触触，所所以以不不破破坏坏原原有有温温度度场场。通通常常用用来来测测量量1000以以上上的的移移动、旋转、或反映迅速的高温物体。动、旋转、或反映迅速的高温物体。2023/8/13检测仪表检测仪表1接触法测温：敏感元件直接与被测接触法测温：敏感元件直接与被测2024/7/5检测仪表防爆热电阻防爆热电阻温度传感器温度传感器2023/8/13检测仪表防爆热电阻温度传感器检测仪表防爆热电阻温度传感器2024/7/5检测仪表室外温度传感器室外温度传感器装配式热电偶装配式热电偶2023/8/13检测仪表室外温度传感器装配式热电偶检测仪表室外温度传感器装配式热电偶2024/7/5检测仪表一、一、膨胀式温度计膨胀式温度计 膨膨胀胀式式温温度度计计是是基基于于物物体体受受热热时时体体积积膨膨胀胀的的性性质质制制成成的的，测测温温敏敏感感元元件件在在受受热热后后尺尺寸寸或或体体积积发发生生变变化化，采采取取一一些些简简便便方方法法，测测出出它它的的尺尺寸寸或或体体积变化的大小。积变化的大小。分类：分类：液体膨胀式、固体膨胀式液体膨胀式、固体膨胀式2023/8/13检测仪表一、检测仪表一、膨胀式温度计膨胀式温度计 膨膨2024/7/5检测仪表（一）工作原理（一）工作原理v利利用用玻玻璃璃管管内内液液体体的的体体积积随随温温度度的升高而膨胀的原理。的升高而膨胀的原理。v组组成成：液液体体存存储储器器、毛毛细细管管、标标尺、安全泡四部分。尺、安全泡四部分。v液体可为：水银、酒精、甲苯等。液体可为：水银、酒精、甲苯等。v当当温温度度超超过过300时时，应应采采用用硅硅硼硼玻玻璃璃，500500以以上上要要采采用用石石英英玻玻璃。璃。一、玻璃管温度计一、玻璃管温度计42023/8/13检测仪表（一）工作原理一、玻璃管温度计检测仪表（一）工作原理一、玻璃管温度计42024/7/5检测仪表（二）结构与类型（二）结构与类型v棒式玻璃温度计棒式玻璃温度计v内标式玻璃温度计内标式玻璃温度计v电接点式温度计电接点式温度计2023/8/13检测仪表（二）结构与类型检测仪表（二）结构与类型2024/7/5检测仪表利利用用水水银银的的热热胀胀冷冷缩缩和和水水银银的导电性。的导电性。功能功能:(:(1 1）指示温度，）指示温度，（2 2）恒温自动控制。）恒温自动控制。电接点式温度计电接点式温度计2023/8/13检测仪表利用水银的热胀冷缩和水银的导电性。检测仪表利用水银的热胀冷缩和水银的导电性。2024/7/5检测仪表2023/8/13检测仪表检测仪表2024/7/5检测仪表玻璃棒温度计玻璃棒温度计2023/8/13检测仪表玻璃棒温度计检测仪表玻璃棒温度计2024/7/5检测仪表（三）（三）误差分析误差分析（1）玻璃材料有较大的热滞后效应。）玻璃材料有较大的热滞后效应。（2）温度计插入深度不够将引起误差，）温度计插入深度不够将引起误差，（3）非线性误差）非线性误差（4）工作液的迟滞性）工作液的迟滞性（5）读数误差）读数误差2023/8/13检测仪表（三）误差分析（检测仪表（三）误差分析（1）玻璃材料有较大）玻璃材料有较大2024/7/5检测仪表v液柱应全部浸入被测介质中。液柱应全部浸入被测介质中。若只有部分液柱若只有部分液柱被浸没时，应对指示值进行修正。被浸没时，应对指示值进行修正。某水银温度测量水温为某水银温度测量水温为90，插入处刻度为，插入处刻度为10，环境温度为环境温度为10，则测量误差为，则测量误差为-1.024n:露露出出液液体体部部分分所所占占的的刻刻度度数数，:工工作作液液体体对对玻玻璃璃的的相相对对体体膨膨胀胀系系数数（汞汞0.00016，洒洒精精0.000103），t:温温度度计计的的示示值值，ta:露露出出液液柱柱部部分所处的环境温度分所处的环境温度2023/8/13检测仪表液柱应全部浸入被测介质中。若只有部检测仪表液柱应全部浸入被测介质中。若只有部2024/7/5检测仪表水银温度计的特点水银温度计的特点 （1）水银不易氧化；）水银不易氧化；（2）不沾玻璃；）不沾玻璃；（3）易提纯；）易提纯；（4）能能在在很很大大温温度度范范围围内内（-36365）保持液态；保持液态；（5）特特别别是是在在200以以下下它它的的体体积积膨膨胀胀与与温温度几乎呈线性关系。度几乎呈线性关系。2023/8/13检测仪表水银温度计的特点检测仪表水银温度计的特点2024/7/5检测仪表玻璃管液体温度计使用注意事项玻璃管液体温度计使用注意事项（1）温度计与被测介质应接触足够长的时间，以使）温度计与被测介质应接触足够长的时间，以使温度计与被测介质达到热平衡。温度计与被测介质达到热平衡。（2）读数时，视线应与标尽垂直，并与液柱于同一读数时，视线应与标尽垂直，并与液柱于同一水平面上，手持温度计顶端的小耳环，不可触摸标水平面上，手持温度计顶端的小耳环，不可触摸标尺。尺。（3）全浸温度计感温液部分全部浸入被测介质。）全浸温度计感温液部分全部浸入被测介质。（4）不应有断柱、气泡等产生。）不应有断柱、气泡等产生。（5）要定期检定。）要定期检定。2023/8/13检测仪表玻璃管液体温度计使用注意事项（检测仪表玻璃管液体温度计使用注意事项（1）2024/7/5检测仪表二二.固体膨胀式温度计固体膨胀式温度计工作原理工作原理 利用固体受热膨胀原理制利用固体受热膨胀原理制成的温度计成的温度计1.杆式温度计杆式温度计 利用固体（一般采用膨胀利用固体（一般采用膨胀系数较大的金属）材料系数较大的金属）材料构成构成2023/8/13检测仪表二检测仪表二.固体膨胀式温度计工作原理固体膨胀式温度计工作原理2024/7/5检测仪表2 双金属温度计双金属温度计v它的感温元件是由膨它的感温元件是由膨胀系数不同的两种金胀系数不同的两种金属片牢固地结合在一属片牢固地结合在一起制成。起制成。l可作温度继电控制、极可作温度继电控制、极值温度控制信号值温度控制信号固定端固定端自由端自由端2023/8/13检测仪表检测仪表2 双金属温度计它的感温元件是由膨双金属温度计它的感温元件是由膨2024/7/5检测仪表双金属温度计双金属温度计2023/8/13检测仪表双金属温度计检测仪表双金属温度计2024/7/5检测仪表（一）工作原理与结构形式（一）工作原理与结构形式1 原理原理 压力式温度计是利用密封系统中测温物质的压压力式温度计是利用密封系统中测温物质的压力随温度变化来测温；力随温度变化来测温；2 分类分类按所充物质相态分充气式、充液式、蒸发式按所充物质相态分充气式、充液式、蒸发式按功能分：指示式、记录式、报警式和温度按功能分：指示式、记录式、报警式和温度调节式等调节式等二、二、压力式温度计压力式温度计2023/8/13检测仪表（一）工作原理与结构形式二、检测仪表（一）工作原理与结构形式二、压压2024/7/5检测仪表v利用液体的蒸发或气体利用液体的蒸发或气体的膨胀而引起的压力变的膨胀而引起的压力变化进行测量。化进行测量。温包：温包：传热、容纳膨传热、容纳膨胀介质；胀介质；毛细管：毛细管：传递压力；传递压力；弹簧管：弹簧管：显示压力显示压力（温度）。（温度）。抗抗抗抗震震震震压压压压力力力力表表表表3 组成组成 温包、毛细管、感压元件温包、毛细管、感压元件（弹簧管、波纹管等）（弹簧管、波纹管等）2023/8/13检测仪表利用液体的蒸发或气体的膨胀而引起的检测仪表利用液体的蒸发或气体的膨胀而引起的2024/7/5检测仪表v（二）（二）使用方法与特点使用方法与特点v对对毛毛细细管管采采取取保保护护措措施施，防防止止损损坏坏；注注意意安安装装方方式式与与位位置对精度的影响。置对精度的影响。v特特点点：结结构构简简单单，价价格格便便宜宜，刻刻度度清清晰晰，防防爆爆。精精度度差差，示示值值滞滞后后时时间间长长，毛毛细细管管易易损坏。损坏。2023/8/13检测仪表（二）使用方法与特点检测仪表（二）使用方法与特点2024/7/5检测仪表河北凯瑞贺仪表厂压力式温度计河北凯瑞贺仪表厂压力式温度计2023/8/13检测仪表河北凯瑞贺仪表厂压力式温度计检测仪表河北凯瑞贺仪表厂压力式温度计2024/7/5检测仪表三、辐射式温度计三、辐射式温度计 通过特定波长光波的强度或热辐射强度来确定光源通过特定波长光波的强度或热辐射强度来确定光源温度。温度。辐射式温度计：测定热辐射强度；辐射式温度计：测定热辐射强度；光学温度计：采用光学分频法，测定不同频率光波的光学温度计：采用光学分频法，测定不同频率光波的强度比值；强度比值；比色法温度计：直接通过可见光颜色的对比，确定光比色法温度计：直接通过可见光颜色的对比，确定光源温度。源温度。辐射式温度计，通常用于测量高温条件，特别是光辐射式温度计，通常用于测量高温条件，特别是光学温度计和比色温度计需要利用物体在高温下发射的可学温度计和比色温度计需要利用物体在高温下发射的可见光进行检测。见光进行检测。2023/8/13检测仪表三、辐射式温度计检测仪表三、辐射式温度计 2024/7/5检测仪表携带式红外辐射温度计携带式红外辐射温度计 IR-TA Fluke 60 系列手持式红外温度计系列手持式红外温度计 2023/8/13检测仪表携带式红外辐射温度计检测仪表携带式红外辐射温度计 IR-TA 2024/7/5检测仪表四、热电偶温度计四、热电偶温度计 根据热电现象制成的测温仪表根据热电现象制成的测温仪表。测量范围广，结构简单，使用方便，精度高，便于测量范围广，结构简单，使用方便，精度高，便于信号的远传、自动记录和集中控制。信号的远传、自动记录和集中控制。ABCC 一、特点一、特点 二、组成二、组成热电偶测量仪表导线感温元件为热电偶感温元件为热电偶 热端 冷端 冷端 热电极 2023/8/13检测仪表四、热电偶温度计检测仪表四、热电偶温度计 2024/7/5检测仪表 三、热电偶测量原理三、热电偶测量原理AB1eAB(t0)21ABB2t0t0eAB(t)热电现象热电现象 取取两两根根不不同同材材料料的的金金属属导导线线A和和B,如如上上图图将将两两端端焊焊在在一一起起，这这样样就就组组成成了了一一个个闭闭合合回回路路。将将接接点点1处处加加热热，使使其其温温度度t高高于于接接点点2处处的的温温度度t0，那那么么在在此此回回路路中中就就有有电电势势产产生生，如如果果将将金金属属B断断开开，在在回回路路中中串串联联一一只只直直流流毫毫伏伏计计，如如上上图图右右，就就可可看看到到毫毫伏伏计计中中有有电电势指示，这就是热电现象。势指示，这就是热电现象。2023/8/13检测仪表检测仪表 三、热电偶测量原理三、热电偶测量原理AB1eAB2024/7/5检测仪表不同金属具有不同的电子密度；不同金属具有不同的电子密度；两种金属接触面因为电子的扩散作用而产生电场两种金属接触面因为电子的扩散作用而产生电场热电现热电现象；象；电子在扩散作用和电场力作用下最终达到平衡；电子在扩散作用和电场力作用下最终达到平衡；电场强度仅仅与金属电场强度仅仅与金属A、B的材料及接触面温度的材料及接触面温度t有关。有关。+-扩散作用扩散作用电场作用电场作用金属金属A金属金属B 热电势（热电势（eAB)金属金属A金属金属B+-平衡时平衡时eAB2023/8/13检测仪表检测仪表+-扩散作用电场作用金属扩散作用电场作用金属A金属金属B2024/7/5检测仪表 测量原理测量原理E(t、t0)=eAB(t)-eAB(t0)AB+-eAB(t)+-+-R2eAB(t)eAB(t0)R1等效电路图等效电路图R1-热电极热电极A的等效电阻的等效电阻R2-热电极热电极B的等效电阻的等效电阻eAB(t)-1点的热电势点的热电势eAB(t0)-2点的热电势点的热电势21eAB(t0)2023/8/13检测仪表检测仪表 测量原理测量原理E(t、t0)=eA2024/7/5检测仪表E(t、t0)=eAB(t)-eAB(t0)当当A、B材料固定时，材料固定时，E(t、t0)=f(t)-f(t0)当当A、B材料固定，且材料固定，且2点恒定时，点恒定时，E(t、t0)=f(t)当当A、B材料相同时，材料相同时，E(t、t0)=0当当t=t0，E(t、t0)=0注意注意 2023/8/13检测仪表检测仪表E(t、t0)=eAB(t)-2024/7/5检测仪表实用价值：可在热电实用价值：可在热电偶回路中接入连接导偶回路中接入连接导线和测量仪表。线和测量仪表。可采用分立的热电偶可采用分立的热电偶测量固态金属表面温测量固态金属表面温度和度和 液态金属温度。液态金属温度。在热电偶回路中引入第三种在热电偶回路中引入第三种导体，只要第三种导体两端导体，只要第三种导体两端的温度相同，则此第三种导的温度相同，则此第三种导体的引入不会影响热电偶的体的引入不会影响热电偶的热电势。热电势。tt0t0ABCt0t0tt0t0tt 四、插入第三根导线的问题四、插入第三根导线的问题2023/8/13检测仪表实用价值：可在热电偶回路中接入连接检测仪表实用价值：可在热电偶回路中接入连接2024/7/5检测仪表热电势及热电势率要大。热电势及热电势率要大。热电势与温度间的关系最好为线性或近似线性的单值函热电势与温度间的关系最好为线性或近似线性的单值函数关系。数关系。物理化学性质要稳定。物理化学性质要稳定。要有高的电导率、小的电阻温度系数及小的导热系数。要有高的电导率、小的电阻温度系数及小的导热系数。复制性要好。复制性要好。材料组织要均匀，具有良好的韧性，焊接性能好，以便材料组织要均匀，具有良好的韧性，焊接性能好，以便热电偶的制作。热电偶的制作。资源要丰富，价格要低廉。资源要丰富，价格要低廉。五、热电偶的种类五、热电偶的种类热电偶的材质要求热电偶的材质要求热电偶的材质要求热电偶的材质要求2023/8/13检测仪表热电势及热电势率要大。五、热电偶的检测仪表热电势及热电势率要大。五、热电偶的2024/7/5检测仪表 标标准准化化热热电电偶偶是是指指工工艺艺较较成成熟熟，能能成成批批生生产产，性性能能优优良良，应应用用广广泛泛并并已已列列入入工工业业标标准准文文件件中中的的几几种种热热电电偶偶。同同一一型型号号的的标标准准化化热热电电偶偶可可以以互互换换，并并具具有有统统一一的的分分度度表表，使使用用很很方方便便，且且有与其配套的显示仪表可供使用。有与其配套的显示仪表可供使用。2023/8/13检测仪表检测仪表 标准化热电偶是标准化热电偶是2024/7/5检测仪表 八种国际通用热电偶：八种国际通用热电偶：B:B:铂铑铂铑3030铂铑铂铑6 6 R:R:铂铑铂铑1313铂铂 、S:S:铂铑铂铑1010铂铂 K:K:镍铬镍铬镍硅镍硅 、N:N:镍铬硅镍铬硅镍硅镍硅 E:E:镍铬镍铬铜镍、铜镍、J:J:铁铁铜镍铜镍 T:T:铜铜铜镍铜镍 用于制造用于制造铂铂热电偶的热电偶的各种各种铂铂热电偶丝热电偶丝2023/8/13检测仪表检测仪表 八种国际通用热电偶：用于制造铂八种国际通用热电偶：用于制造铂2024/7/5检测仪表几种常用热电偶的测温范围及适应介质几种常用热电偶的测温范围及适应介质 分分度度号号 名称名称 测量温度范围测量温度范围 适应介质适应介质B铂铑铂铑3030铂铑铂铑6 63001600 C C氧化及中性介质氧化及中性介质S铂铑铂铑1010铂铂-201300 C C-K镍铬镍铬镍铬镍铬(铝铝)-501000 C C还原性介质还原性介质E镍铬铜镍镍铬铜镍(康康 铜铜)40800 C C还原性或中性介质还原性或中性介质2023/8/13检测仪表几种常用热电偶的测温范围及适应介质检测仪表几种常用热电偶的测温范围及适应介质2024/7/5检测仪表几种常用热电偶的热电势与温度的关系曲线分析几种常用热电偶的热电势与温度的关系曲线分析 哪几种热电偶哪几种热电偶的测温上限较高？的测温上限较高？结论：结论：哪几种热电哪几种热电偶的线性较差？偶的线性较差？哪一种热电偶的哪一种热电偶的灵敏度较高？灵敏度较高？哪一种热电偶的哪一种热电偶的灵敏度较低？灵敏度较低？为什么所有的曲线均过原点（零度点）？为什么所有的曲线均过原点（零度点）？2023/8/13检测仪表几种常用热电偶的热电势与温度的关系检测仪表几种常用热电偶的热电势与温度的关系2024/7/5检测仪表六、分度表六、分度表 如果能使冷端温度如果能使冷端温度t0 固定，则总的热电势就只固定，则总的热电势就只与温度与温度t成单值函数关系成单值函数关系E(t、t0)=f(t)分度表分度表-热电势与热端温度之间热电势与热端温度之间 关系列成表格关系列成表格注：热电势与热端温度之间注：热电势与热端温度之间 关系是非线性关系是非线性2023/8/13检测仪表六、分度表检测仪表六、分度表 如果能使如果能使2024/7/5检测仪表例例1：热电偶分度表的用法？例如：查表求：热电偶分度表的用法？例如：查表求E型型E（1023，0）E（1020，0）=9.816E（1023，0）=？E（1030，0）=9.932102010231030练习：查表训练计算练习：查表训练计算K型型E（966，0）=？E型型E（t，0）=7,1835 mV，求，求t=?E（1023，0）=9.8508mV解解:2023/8/13检测仪表例检测仪表例1：热电偶分度表的用法？例如：查：热电偶分度表的用法？例如：查2024/7/5检测仪表 为为保保证证热热电电偶偶的的正正常常工工作作，热热电电偶偶的的两两极极之之间间以以及及与与保保护护套套管管之之间间都都需需要要良良好好的的电电绝绝缘缘，而而且且耐耐高高温温、耐耐腐腐蚀蚀和和冲冲击击的的外外保保护护套管也是必不可少的。套管也是必不可少的。1.1.普通型热电偶普通型热电偶 3 3、表面型热电偶、表面型热电偶2.2.铠装热电偶铠装热电偶 4 4、快速热电偶、快速热电偶七、热电偶结构七、热电偶结构七、热电偶结构七、热电偶结构2023/8/13检测仪表检测仪表 为保证热电偶的正常工作，为保证热电偶的正常工作，2024/7/5检测仪表v热电极热电极工作部分工作部分v绝缘子绝缘子防止电极与电极、套管防止电极与电极、套管短路短路v保护套管保护套管保护保护v接线盒接线盒热电极绝缘子保护套管接线盒1.普通型热电偶普通型热电偶2023/8/13检测仪表热电极热电极绝缘子保护套管接线盒检测仪表热电极热电极绝缘子保护套管接线盒12024/7/5检测仪表接线盒接线盒引出线套管引出线套管 固定螺纹固定螺纹（出厂时用塑料包裹）（出厂时用塑料包裹）热电偶工作端（热端）热电偶工作端（热端）不锈钢不锈钢保护管保护管 2023/8/13检测仪表接线盒引出线套管检测仪表接线盒引出线套管 固定螺纹固定螺纹 热电偶热电偶2024/7/5检测仪表普通装配型普通装配型热电偶的外形热电偶的外形安装安装螺纹螺纹2023/8/13检测仪表普通装配型热电偶的外形安装螺纹检测仪表普通装配型热电偶的外形安装螺纹2024/7/5检测仪表2.2.凯装热电偶凯装热电偶结构：结构：热电极，绝缘材料，保热电极，绝缘材料，保护套管护套管特特点点：测测量量端端热热容容量量小小，动动态态响响应应快快，机机械械强强度度高高，挠挠性性好好，耐耐高高压压，耐耐振振动动，寿寿命长，适用各种工业测量。命长，适用各种工业测量。2023/8/13检测仪表检测仪表2.凯装热电偶结构：热电极，绝缘材凯装热电偶结构：热电极，绝缘材2024/7/5检测仪表手柄式铠装热电偶手柄式铠装热电偶 圆接插式铠装热电偶圆接插式铠装热电偶 2023/8/13检测仪表手柄式铠装热电偶检测仪表手柄式铠装热电偶 圆接插式铠装热电圆接插式铠装热电2024/7/5检测仪表铠装型热电偶外形铠装型热电偶外形法兰法兰铠装型热电偶可铠装型热电偶可 长达上百米长达上百米薄壁金属薄壁金属 保护套管保护套管（铠体）（铠体）BA绝缘绝缘 材料材料铠装型热电偶铠装型热电偶横截面横截面2023/8/13检测仪表铠装型热电偶外形法兰铠装型热电偶可检测仪表铠装型热电偶外形法兰铠装型热电偶可2024/7/5检测仪表3.表面型热电偶表面型热电偶 利用真空镀膜法将两电利用真空镀膜法将两电极材料蒸镀在绝缘基座上制极材料蒸镀在绝缘基座上制成的薄膜热电偶。成的薄膜热电偶。特点特点 响应快，时间常数小，可作温度变化的动态测量。响应快，时间常数小，可作温度变化的动态测量。2023/8/13检测仪表检测仪表3.表面型热电偶表面型热电偶 2024/7/5检测仪表SWK-2 表面温度计表面温度计 具具有有数数字字显显示示、读读数数直直观观、精精度度高高、操操作作简简单单之之特特点点。数数显显仪仪内内设设有有热热电电偶偶冷冷端端自自动动补补偿偿电电路，开机测量，无需调整。路，开机测量，无需调整。MXM1310 表面温度计表面温度计 1310数字温度计是一起具有较高数字温度计是一起具有较高性能的温度计，配用分度热电偶。采性能的温度计，配用分度热电偶。采用反馈式线性补偿电路，测量精度高，用反馈式线性补偿电路，测量精度高，测量范围宽。测量范围宽。2023/8/13检测仪表检测仪表SWK-2 表面温度计表面温度计 2024/7/5检测仪表4.4.快速热电偶快速热电偶 主要由测温偶头与大纸管构成。偶头主要有正负偶丝焊接在主要由测温偶头与大纸管构成。偶头主要有正负偶丝焊接在补偿导线上，补偿导线穿嵌在支架上，支架外套有小纸管，偶丝补偿导线上，补偿导线穿嵌在支架上，支架外套有小纸管，偶丝以石英支撑和保护。最外装有防渣帽，全部零组件集中装入泥头以石英支撑和保护。最外装有防渣帽，全部零组件集中装入泥头中并以耐火填充剂粘合成一整体，不可拆卸，故为一次性使用。中并以耐火填充剂粘合成一整体，不可拆卸，故为一次性使用。测量高温熔融物体的一种专测量高温熔融物体的一种专用热电偶。用于测量钢水及高温用热电偶。用于测量钢水及高温熔融金属的温度。熔融金属的温度。2023/8/13检测仪表检测仪表4.快速热电偶快速热电偶 主要由主要由2024/7/5检测仪表八、八、补偿导线补偿导线 问题引出问题引出-热电偶冷端暴露于空间，受环境温度影响热电偶冷端暴露于空间，受环境温度影响-热电极长度有限，冷端受到被测温度变热电极长度有限，冷端受到被测温度变化的影响化的影响 解决方法解决方法-把热电偶的冷端延伸到远离被测对象且温度比较稳定的地方把热电偶的冷端延伸到远离被测对象且温度比较稳定的地方造成浪费造成浪费-选用一种具有和所连接的热电偶相同的热电性能，其材料又是廉价选用一种具有和所连接的热电偶相同的热电性能，其材料又是廉价金属导线金属导线 功功 能能其一实现了冷端迁移；其一实现了冷端迁移；其二是降低了成本。其二是降低了成本。补偿导线补偿导线E(t、t0)=f(t)2023/8/13检测仪表八、检测仪表八、补偿导线补偿导线 问题引出问题引出-热电热电2024/7/5检测仪表 不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同 连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的正负极一一对应的正负极一一对应 补偿导线连接端的工作温度不能超出（补偿导线连接端的工作温度不能超出（0100），否），否则会给测量带来误差。则会给测量带来误差。使用补偿导线注意问题使用补偿导线注意问题补偿导线补偿导线2023/8/13检测仪表检测仪表 不同型号的热电偶所配用的补偿导不同型号的热电偶所配用的补偿导2024/7/5检测仪表 工工业业上上常常用用各各种种热热电电偶偶的的热热电电势势-温温度度的的关关系系（分分度度表表）是是在在冷冷端端温温度度为为0的的情情况况下下得得到到的的，与与热热电电偶偶配配套套使使用用的的显显示示仪仪表表就就是是根根据这一关系进行刻度的。据这一关系进行刻度的。九、冷端温度补偿九、冷端温度补偿 问题引出问题引出 解决方法解决方法00恒温法恒温法 冷端温度修正法冷端温度修正法 仪表机械零点调整法仪表机械零点调整法 补偿电桥法补偿电桥法 2023/8/13检测仪表检测仪表 工业上常用工业上常用2024/7/5检测仪表 1、0恒温法恒温法适用于实验室中的精确测量和检定热电偶时使用适用于实验室中的精确测量和检定热电偶时使用2023/8/13检测仪表检测仪表 1、0恒温法适用于实验室中的精恒温法适用于实验室中的精2024/7/5检测仪表2、冷端温度修正法、冷端温度修正法 设：冷端温度恒为设：冷端温度恒为t0（t00）被测温度为）被测温度为 t 修正公式修正公式测量得出的热电势测量得出的热电势 冷端冷端 t t0 0的热电势的热电势被测温度被测温度 t t 的热电势的热电势 适用于实验室或临时性测量。适用于实验室或临时性测量。2023/8/13检测仪表检测仪表2、冷端温度修正法、冷端温度修正法 设：冷端温度恒设：冷端温度恒2024/7/5检测仪表例例 用用S S型型热热电电偶偶测测温温，热热电电偶偶的的冷冷端端温温度度t t0 0=20=20，测测得得热热电电势势为为7.32 7.32 mvmv，求求被被测测对对象象的的实实际际温温度度t t。2023/8/13检测仪表例检测仪表例 用用S型热电偶测温，热电偶的型热电偶测温，热电偶的2024/7/5检测仪表例例 用用S S型型热热电电偶偶测测温温，热热电电偶偶的的冷冷端端温温度度t t0 0=20=20，测测得得热热电电势势为为7.32 7.32 mvmv，求求被被测测对对象象的的实实际际温温度度t t。解解由由分度表查得分度表查得 E(20,0)=0.113 mv E(20,0)=0.113 mv 则则 E(t,0)=E(t,tE(t,0)=E(t,t0 0)+E(t)+E(t0 0,0),0)=7.32+0.113 =7.32+0.113 =7.434 mv =7.434 mv 再查分度表得其对应的被测温度再查分度表得其对应的被测温度t=808t=8082023/8/13检测仪表例检测仪表例 用用S型热电偶测温，热电偶的型热电偶测温，热电偶的2024/7/5检测仪表 3、仪表机械零点调整法、仪表机械零点调整法 将将显显示示仪仪表表的的机机械械零零点点调调至至t t0 0处处，相相当当于于在在输输入入热热电电偶偶热热电电势势之之前前就就给给显显示示仪仪表表输输入了电势入了电势E(tE(t0 0,0),0)。此种方法比较简单，在工业上经常使用。此种方法比较简单，在工业上经常使用。2023/8/13检测仪表检测仪表 3、仪表机械零点调整法、仪表机械零点调整法 2024/7/5检测仪表4、补偿电桥法、补偿电桥法 利用不平衡电桥产生的电势，来补偿利用不平衡电桥产生的电势，来补偿热电偶冷端温度变化而引起的热电势变化热电偶冷端温度变化而引起的热电势变化值。根据各类热电偶的型号选择配套的补值。根据各类热电偶的型号选择配套的补偿电桥偿电桥 原理原理2023/8/13检测仪表检测仪表4、补偿电桥法、补偿电桥法 利用利用2024/7/5检测仪表3.3.补偿电桥法补偿电桥法v利用电桥不平衡利用电桥不平衡原理，桥臂热电原理，桥臂热电阻随温度变化，阻随温度变化，产生补偿电压产生补偿电压V2023/8/13检测仪表检测仪表3.补偿电桥法利用电桥不平衡原理，补偿电桥法利用电桥不平衡原理，2024/7/5检测仪表具体实现方法具体实现方法vr1=r2=r3=1 与温度无关与温度无关v热电阻热电阻20，rCU=1，vVab=0；环境不等于；环境不等于20，电桥失去平衡，产生电势电桥失去平衡，产生电势Vab与与E(Tn,T0)相等，叠加补偿相等，叠加补偿v电桥又叫毫伏发生器电桥又叫毫伏发生器v使用时，注意零点是使用时，注意零点是20 2023/8/13检测仪表具体实现方法检测仪表具体实现方法r1=r2=r3=12024/7/5检测仪表注意补偿温度的起点注意补偿温度的起点 在在2020平衡，须把显示仪表的机械零点预先平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到调整到20 20 在在00平衡，须把显示仪表的机械零点预先调平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到整到00补偿是相对的，因此有一定误差补偿是相对的，因此有一定误差2023/8/13检测仪表注意补偿温度的起点补偿是相对的，因检测仪表注意补偿温度的起点补偿是相对的，因2024/7/5检测仪表 单点测温线路单点测温线路两点温差测量线路两点温差测量线路同向串联线路同向串联线路并联线路并联线路方方法法十、热电偶常用测温线路十、热电偶常用测温线路2023/8/13检测仪表检测仪表 单点测温线路两点单点测温线路两点2024/7/5检测仪表(1)单点测温线路单点测温线路 如如果果所所用用仪仪表表为为动动圈圈仪仪表表，则则补补偿偿导导线线电电阻阻应应尽尽量量小小，而而在在用用变变送送器器和和电电位位差差计计时时，可可不不受受补补偿导线尺寸的影响。偿导线尺寸的影响。2023/8/13检测仪表检测仪表(1)单点测温线路单点测温线路 如果如果2024/7/5检测仪表 将两支同型号的热电偶反接起来将两支同型号的热电偶反接起来,可以测量两可以测量两点的温差。点的温差。t1t0t2t0E反向反向=E(t1,t0)-E(t2,t0)(2)两点温差测量线路两点温差测量线路注意：两支热电偶的特性曲线必须相同且成线性。注意：两支热电偶的特性曲线必须相同且成线性。2023/8/13检测仪表检测仪表 将两支同型号的将两支同型号的2024/7/5检测仪表tt0tt0（3）同向串联线路）同向串联线路 两两支支同同型型号号热热电电偶偶的的串串联联，此此时时输输入入给给仪仪表表的的电电势势信信号号为为各各支支热热电电偶偶热热电电势势的的总总和和。作作这这种种连连接接时时，各各支支热热电电偶偶必必须须用用补补偿偿导导线线引引至至冷冷端端。若若将将多多支支热热电电偶偶的的测测量量端端置置于于同同一一测测量量点点上上可可大大大大提提高高灵灵敏敏度度。这也正是热电堆的测温原理。这也正是热电堆的测温原理。E同向同向=E(t,t0)+E(t,t0)=2E(t,t0)应用：多支热电偶串联，可以测量各支热电偶产生热应用：多支热电偶串联，可以测量各支热电偶产生热电势之和，提高灵敏度，是制成热电堆的理论基电势之和，提高灵敏度，是制成热电堆的理论基础。础。2023/8/13检测仪表检测仪表tt0tt0（3）同向串联线路）同向串联线路 2024/7/5检测仪表（4）并联线路）并联线路 三三支支同同型型号号的的热热电电偶偶的的并并联联路路线线，此此时时输输入入到到显显示示仪仪表表的的电电势势值值为为三三支支热热电电偶偶输输入入热热电电势势的的平平均均值值，如如果果三三支支热热电电偶偶均均工工作作在在特特性性曲曲线线的的线线性部分，则性部分，则E值就代表了各点温度的算术平均值。值就代表了各点温度的算术平均值。注注意意：只只有有三三支支热热电电偶偶均均工工作作在在特特性性曲曲线线的的线线性性部部分分才才能能测测出出三三点点平平均均温温度度。并并且且，每每个个热热电电偶偶要要串串联联一一个个大电阻。大电阻。t1t0t2t0t3t02023/8/13检测仪表（检测仪表（4）并联线路）并联线路 2024/7/5检测仪表1.补偿导线与热电偶的热电特性不完全相同带来补偿导线与热电偶的热电特性不完全相同带来的误差的误差2.冷端温度变化引起的误差冷端温度变化引起的误差3.热电极变质产生的误差热电极变质产生的误差4.绝缘不良引起的误差绝缘不良引起的误差5.二次仪表的基本误差二次仪表的基本误差十一、热电偶测量误差十一、热电偶测量误差2023/8/13检测仪表十一、热电偶测量误差检测仪表十一、热电偶测量误差2024/7/5检测仪表五、热五、热电阻温度计电阻温度计 一、热电阻温度计组成一、热电阻温度计组成1、热电阻、热电阻2、显示仪表、显示仪表3、连接导线、连接导线2023/8/13检测仪表五、热电阻温度计检测仪表五、热电阻温度计 一、热电阻温度一、热电阻温度2024/7/5检测仪表 二、热电阻温度计特点二、热电阻温度计特点 输出信号大，测量精确；能够进行信号远传、输出信号大，测量精确；能够进行信号远传、自动记录和实现多点测量。适用于中低温测量。自动记录和实现多点测量。适用于中低温测量。2023/8/13检测仪表检测仪表 二、热电阻温度计特点二、热电阻温度计特点 2024/7/5检测仪表TRt铂电阻热敏电阻对于一个给定对于一个给定电阻，其电阻电阻，其电阻值是温度的单值是温度的单值函数，因而值函数，因而可以通过测量可以通过测量电阻值来推算电阻值来推算温度。温度。二、热电阻温度计测量原理二、热电阻温度计测量原理2023/8/13检测仪表检测仪表TRt铂电阻热敏电阻对于一个给定电铂电阻热敏电阻对于一个给定电2024/7/5检测仪表金属导体的电阻值随温度变化金属导体的电阻值随温度变化 T R热电阻温度t时的电阻值 电阻温度系数 温度0时的电阻值 电阻值与温度的关系为电阻值与温度的关系为2023/8/13检测仪表金属导体的电阻值随温度变化检测仪表金属导体的电阻值随温度变化 T R2024/7/5检测仪表 在在0630.74范围内，金属铂的电阻值与温度范围内，金属铂的电阻值与温度 的关系为的关系为 在在-50180范围内，金属铜的电阻值与温度的范围内，金属铜的电阻值与温度的关系为关系为温度t时的电阻值 温度0时的电阻值 2023/8/13检测仪表检测仪表 在在0630.74范围内范围内2024/7/5检测仪表电阻温度系数：电阻温度系数：在某一温度间隔内，温度变化在某一温度间隔内，温度变化1时时的电阻相对变化量，单位为的电阻相对变化量，单位为1/。平均电阻温度系数平均电阻温度系数v金属导体电阻温度系数一般为正值金属导体电阻温度系数一般为正值 纯金属一般为纯金属一般为0.380.68%，金属纯度越高，其，金属纯度越高，其电阻温度系数越大电阻温度系数越大2023/8/13检测仪表电阻温度系数：在某一温度间隔内，温检测仪表电阻温度系数：在某一温度间隔内，温2024/7/5检测仪表1、电阻温度系数、电阻温度系数应大应大2、复、复现性要好现性要好3、电阻率大、电阻率大4、物理、化学性质要稳定、物理、化学性质要稳定5、电阻值随温度的变化最好成线性、电阻值随温度的变化最好成线性6、价格便宜，工艺性好、价格便宜，工艺性好 四、热电阻的材质要求四、热电阻的材质要求2023/8/13检测仪表检测仪表1、电阻温度系数、电阻温度系数应大应大 四、热电四、热电2024/7/5检测仪表1、铂热电阻、铂热电阻2、铜热电阻铜热电阻3、镍热电阻、镍热电阻 热电阻的类型热电阻的类型热电阻的类型热电阻的类型2023/8/13检测仪表检测仪表1、铂热电阻、铂热电阻 热电阻的类型热电阻的类型2024/7/5检测仪表1 铂热电阻铂热电阻v特点特点：准确度高，稳定性好、性能可靠、有较高：准确度高，稳定性好、性能可靠、有较高电阻率，广泛应用于基准、标准化仪器中，是目电阻率，广泛应用于基准、标准化仪器中，是目前测温复现性最好的一种。前测温复现性最好的一种。使使用用范范围围：-200850，在在9090年年国国际际温温标标中中规规定定平平衡衡氢氢三三相相点点13.8k13.8k到到凝凝固固点点961.78961.78标标准准仪仪器器应用铂电阻。应用铂电阻。规格型号规格型号：Pt100Pt100、Pt10Pt10。2023/8/13检测仪表检测仪表1 铂热电阻特点：准确度高，稳定性铂热电阻特点：准确度高，稳定性2024/7/5检测仪表 在在0630.74范围内，金属铂的电阻值与温度范围内，金属铂的电阻值与温度 的关系为的关系为 工工业上上用用的的铂电阻阻有有两两种种，一一种种是是R0=10，对应的的分分度度号号位位Pt10。另另一一种种是是R0=100，对应的的分分度号度号为Pt100。2023/8/13检测仪表检测仪表 在在0630.74范围内范围内2024/7/5检测仪表结构结构(1(1）电）电阻丝阻丝(2)(2)绝缘管绝缘管(3)(3)保护套管保护套管(4)(4)接线盒接线盒2023/8/13检测仪表结构检测仪表结构2024/7/5检测仪表铂电阻铂电阻2023/8/13检测仪表铂电阻检测仪表铂电阻2024/7/5检测仪表 普通型铂热电阻普通型铂热电阻薄膜型铂热电阻薄膜型铂热电阻小型铂小型铂热电阻热电阻防爆型铂热电阻防爆型铂热电阻2023/8/13检测仪表检测仪表 普通型铂热电阻薄膜型普通型铂热电阻薄膜型2024/7/5检测仪表2 铜热电阻铜热电阻v特特点点：线线性性度度高高、电电阻阻温温度度系系数数高高、价价格便宜、电阻率低、易氧化。格便宜、电阻率低、易氧化。v使用范围使用范围：-50180。v电阻值与温度关系电阻值与温度关系v标准化热电阻标准化热电阻Cu50,Cu1002023/8/13检测仪表检测仪表2 铜热电阻特点：线性度高、电阻温铜热电阻特点：线性度高、电阻温2024/7/5检测仪表铜热电阻铜热电阻2023/8/13检测仪表铜热电阻检测仪表铜热电阻2024/7/5检测仪表 (1)、普通型热电阻、普通型热电阻 (2)、铠装热电阻、铠装热电阻（3）薄膜热电阻）薄膜热电阻 五、热电阻的结构五、热电阻的结构2023/8/13检测仪表检测仪表 (1)、普通型热电阻、普通型热电阻 五、热五、热2024/7/5检测仪表分类：分类：平衡电桥平衡电桥 二线制二线制 不平衡电桥不平衡电桥 三线制三线制 六、热电阻测量电路六、热电阻测量电路2023/8/13检测仪表分类：检测仪表分类：六、热电阻测量电路六、热电阻测量电路2024/7/5检测仪表平衡电桥二线法平衡电桥二线法电源电压和稳定性一般不影电源电压和稳定性一般不影响测量结果响测量结果如果不计如果不计RW随温度的变化，随温度的变化，Rt与与RH 触点位置成线性关系触点位置成线性关系连接导线的电阻随温度变化连接导线的电阻随温度变化引起测量误差引起测量误差1 平衡电桥平衡电桥GR1R2R3RW2RW1RtabcdR0RH1RH22023/8/13检测仪表平衡电桥二线法电源电压和稳定性一般检测仪表平衡电桥二线法电源电压和稳定性一般2024/7/5检测仪表平衡电桥三线法平衡电桥三线法电源电压和稳定性一般不电源电压和稳定性一般不影响测量结果影响测量结果连接导线的电阻随温度变连接导线的电阻随温度变化引起测量误差被削弱化引起测量误差被削弱RW2RW1RtdGR1R2R3abcR0RH1RH22023/8/13检测仪表平衡电桥三线法电源电压和稳定性一般检测仪表平衡电桥三线法电源电压和稳定性一般2024/7/5检测仪表不平衡电桥法不平衡电桥法I连续自动显示，结构简单，连续自动显示，结构简单，价格便宜价格便宜Rt与与I成非线性关系成非线性关系电源电压的稳定性对测量电源电压的稳定性对测量结果有影响，应该使用稳压结果有影响，应该使用稳压电源电源连接导线电阻随温度变化连接导线电阻随温度变化会引起测量误差，三线接法会引起测量误差，三线接法可以削弱可以削弱RW2RW1RtdIR1R2R3abc二线制二线制2023/8/13检测仪表不平衡电桥法检测仪表不平衡电桥法I连续自动显示，结构简连续自动显示，结构简2024/7/5检测仪表v三线制三线制2023/8/13检测仪表三线制检测仪表三线制2024/7/5检测仪表1、插入深度要求、插入深度要求2、插入方向要求、插入方向要求测量端应有足够的插入深度，应使保护套管的测量端超过管测量端应有足够的插入深度，应使保护套管的测量端超过管道中心线道中心线510mm。保证测温元件与流体充分接触，最好是迎着被测介质流向插入，保证测温元件与流体充分接触，最好是迎着被测介质流向插入，正交正交90也可，但切勿与被测介质形成顺流。也可，但切勿与被测介质形成顺流。流体流动方向一、安装要求一、安装要求七、测温元件安装注意事项七、测温元件安装注意事项2023/8/13检测仪表检测仪表1、插入深度要求、插入深度要求2、插入方向要求测、插入方向要求测2024/7/5检测仪表3、测量元件的感温点应处在管道中流速最测量元件的感温点应处在管道中流速最大处。大处。4、若工艺管道过小，安装测温元件处应接若工艺管道过小，安装测温元件处应接装扩大管。装扩大管。5、热电偶、热电阻的接线盒面盖应向上。热电偶、热电阻的接线盒面盖应向上。6、测量元件应插在有保温层的管道或设备测量元件应插在有保温层的管道或设备处。处。7、测量元件安装在负压管道中时，密封性测量元件安装在负压管道中时，密封性要好。要好。2023/8/13检测仪表检测仪表3、测量元件的感温点应处在管道中流、测量元件的感温点应处在管道中流2024/7/5检测仪表二、布线要求二、布线要求1、按照规定的型号配用热电偶的补偿导线，注意两者、按照规定的型号配用热电偶的补偿导线，注意两者极性不能接反。极性不能接反。2、热电阻的线路电阻一定要符合所配二次仪表的要求。、热电阻的线路电阻一定要符合所配二次仪表的要求。3、为了保护连接导线与补偿导线不受损伤，应把他们、为了保护连接导线与补偿导线不受损伤，应把他们穿入钢管内或走槽板穿入钢管内或走槽板4、导线应避免有接头。、导线应避免有接头。5、导线应尽量避开交流动力电线。、导线应尽量避开交流动力电线。6、补偿导线不应有中间接头，否则应加装接线盒。、补偿导线不应有中间接头，否则应加装接线盒。2023/8/13检测仪表二、布线要求检测仪表二、布线要求1、按照规定的型号配用、按照规定的型号配用2024/7/5检测仪表1、试述双金属温度计原理，如何利用双金属温度计构成温度、试述双金属温度计原理，如何利用双金属温度计构成温度控制器？控制器？2、热电偶温度计为什么可以用来测量温度？它由哪几部分组、热电偶温度计为什么可以用来测量温度？它由哪几部分组成，各有什么作用？成，各有什么作用？3、常用的热电偶有哪几种？所配用的补偿导线是什么？为什、常用的热电偶有哪几种？所配用的补偿导线是什么？为什么要用补偿导线？并说明使用补偿导线时要注意哪几点？么要用补偿导线？并说明使用补偿导线时要注意哪几点？4、用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温、用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温度补偿的方法有哪几种？度补偿的方法有哪几种？5、试述热电阻测温原理？常用热电阻的种类？、试述热电阻测温原理？常用热电阻的种类？R0各为多少？各为多少？6、简述温度检测仪表在安装过程中应注意的问题。、简述温度检测仪表在安装过程中应注意的问题。2023/8/13检测仪表检测仪表1、试述双金属温度计原理，如何利用、试述双金属温度计原理，如何利用