温度测量与热电偶-课件

温度测量与热电偶温度测量与热电偶 PPT某某200MW机组的测点示意图：机组的测点示意图：2大家好大家好2-1 2-1 温度测量概述温度测量概述温度和温标的概念温度和温标的概念测温仪表的分类测温仪表的分类3大家好大家好温度和温标的概念温度和温标的概念1 1温度温度表征物体冷热程度的物理参数表征物体冷热程度的物理参数温标温标用来度量温度高低的标尺用来度量温度高低的标尺l 摄氏温标摄氏温标（）l 华氏温标华氏温标（）4大家好大家好l 热力学温标热力学温标（K）建立在卡诺循环基础上的理想温标。建立在卡诺循环基础上的理想温标。可由气体温度计来实现。可由气体温度计来实现。5大家好大家好l 国际温标国际温标协议性的国际实用温标协议性的国际实用温标（international practical temperature scale）IPTS27、IPTS48、IPTS68、ITS906大家好大家好大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持继续保持安静安静热力学温度（热力学温度（T）是基本物理量，）是基本物理量，单位是单位是K（卡尔文）（卡尔文）水的三相点热力学温度是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卡尔文一度等于水三相点热力学温度的1/273.16。摄氏温度（摄氏温度（t），单位），单位 t=T-273.15ITS90规定：规定：8大家好大家好 (1)定义温标的固定定义温标的固定(基淮基淮)温度点温度点 (2)确定不同温度范围内的基准温度计确定不同温度范围内的基准温度计 低温段（低温段（0.65K-24.556K）用）用He蒸气或气体温度计；蒸气或气体温度计；中高温段（中高温段（13.8033K-961.78）用铂电阻温度计；）用铂电阻温度计；高温段（高温段（961.78以上以上）用光电（光学）高温计。）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建立基准温度计的信号与温度的内插公式基本要点：基本要点：9大家好大家好测温仪表的分类测温仪表的分类n 温度不能直接测量温度不能直接测量n 物体温度的变化会带来各种效应：物体温度的变化会带来各种效应：物理的物理的 长度、容积等机械量；电阻、电势等电量；长度、容积等机械量；电阻、电势等电量；光强、辐射功率、波长等光学量。光强、辐射功率、波长等光学量。化学的化学的 分解、聚合、颜色等。分解、聚合、颜色等。根据不同的效应可制成不同的测温仪表。根据不同的效应可制成不同的测温仪表。10大家好大家好按测温原理分按测温原理分膨胀式温度计膨胀式温度计压力式温度计压力式温度计热电阻温度计热电阻温度计热电偶温度计热电偶温度计辐射式高温计辐射式高温计按测温方式分按测温方式分接触式温度计接触式温度计非接触式温度计非接触式温度计 11大家好大家好1、膨胀式、膨胀式：1）工作原理：）工作原理：利用液体利用液体(水银、酒精水银、酒精)或固体或固体(双金属片双金属片)受热时产生膨胀的特性受热时产生膨胀的特性 2）分类：）分类：液体膨胀式和固体膨胀式液体膨胀式和固体膨胀式 3）测温范围：）测温范围：200700 4）特点特点：结构简单、价格低廉，一般只用作结构简单、价格低廉，一般只用作就地测量就地测量 12大家好大家好2、压力式：、压力式：1）工作原理：工作原理：利用封闭在一定容积中的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时其体积或压力变化的性质 2）分类：分类：气压式，液压式，蒸气式气压式，液压式，蒸气式 3）测温范围：测温范围：0 0300300 4）特点：特点：结构简单，具有防爆性，不怕结构简单，具有防爆性，不怕振动，可作近距离传示；准确度低，滞后振动，可作近距离传示；准确度低，滞后性大性大 。13大家好大家好3、热电阻式、热电阻式：1）原理：）原理：利用导体或半导体受热其电阻值变化利用导体或半导体受热其电阻值变化的性质的性质 2）分类）分类:金属热电阻金属热电阻、半导体热敏电阻半导体热敏电阻 3）测温范围：测温范围：200850、100300；4）特点特点:准确度高，能远距离传送，适于低、中准确度高，能远距离传送，适于低、中温测量；体积较大，测点温较困难温测量；体积较大，测点温较困难.14大家好大家好4、热电偶式、热电偶式：1）原理）原理:利用物体的热电性质利用物体的热电性质 2）测温范围）测温范围:01600；3）特点：）特点：测温范围广，能远距离传送，适于测温范围广，能远距离传送，适于中、高温测量，需进行冷端温度补偿，低温段中、高温测量，需进行冷端温度补偿，低温段测量准确度较低测量准确度较低。15大家好大家好5、非接触式（辐射式）：、非接触式（辐射式）：1）原理：）原理：利用物体辐射能随温度变化的性质利用物体辐射能随温度变化的性质 2）分类：）分类：光学式，全辐射式，比色式，红外式光学式，全辐射式，比色式，红外式 3）测温范围：）测温范围：6002000；4）特点：）特点：测温范围广，多用于高温测量，测量测温范围广，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能减小误差。16大家好大家好2 2-2 2 热热电电偶偶温温度度计计热电偶测温原理热电偶测温原理 冷端温度补偿问题冷端温度补偿问题热电偶的校验热电偶的校验热电偶的基本定律热电偶的基本定律常用热电偶的种类常用热电偶的种类 热电偶的构造热电偶的构造 17大家好大家好概述概述 1）热电偶是应用最普遍、最广泛的温热电偶是应用最普遍、最广泛的温度测量元件。度测量元件。2）既可用于流体温度测量也可用于固既可用于流体温度测量也可用于固体温度测量，既可以检测静态温度也能体温度测量，既可以检测静态温度也能测量动态温度。测量动态温度。3）在火电厂中，主蒸汽、过热器管壁在火电厂中，主蒸汽、过热器管壁与高温烟气等的温度都是采用热电偶测与高温烟气等的温度都是采用热电偶测量的。量的。18大家好大家好 4）热电偶一般用于测量热电偶一般用于测量1001600范围内温度，用特殊材料制成的热电偶范围内温度，用特殊材料制成的热电偶还可测更高或更低的温度；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）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、信号传换成电势信号输出，便于测量、信号传输、自动记录和控制等。输、自动记录和控制等。19大家好大家好热电偶测温原理热电偶测温原理热电偶由两根不同材料的导体焊接或绞接而成。热电偶由两根不同材料的导体焊接或绞接而成。20大家好大家好 将两种不同材料的导体组成一个闭合回路，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，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称为热电势。这个物理现象称为热电效应 或或塞贝克效应塞贝克效应。l热电效应热电效应热电偶测温系统热电偶测温系统21大家好大家好l 热电势热电势 接触电势接触电势 +温差电势温差电势T0T1塞贝克效应示意图塞贝克效应示意图 冷端冷端（自由端）（自由端）热电极热电极A/B 热端热端（工作端）（工作端）22大家好大家好接触电势接触电势（帕尔帖（帕尔帖电势）电势）它是在两种电子密度它是在两种电子密度N 不相等的均质导体不相等的均质导体(或半或半导休导休)相接触时形成的。相接触时形成的。数量级在数量级在10-110-3V帕尔帖电势23大家好大家好T A T A T0汤姆逊电势温差电势温差电势（汤姆逊电势）（汤姆逊电势）同一均质导体因两端温同一均质导体因两端温度不同而形成的电势。度不同而形成的电势。24大家好大家好热电偶的热电势（赛贝克电势）热电偶的热电势（赛贝克电势）或或25大家好大家好当热电偶材料确定后，总热电势与温度当热电偶材料确定后，总热电势与温度t和和t0有关有关则测得热电势的大小，就可求得热端温度则测得热电势的大小，就可求得热端温度t的数值的数值若冷端温度若冷端温度t0保持不变，则总热电势只与保持不变，则总热电势只与t有关有关26大家好大家好几点说明：几点说明：u热电偶热电势量热电偶热电势量EAB(t，t0)是温度函数之差，是温度函数之差，不是温度差（不是温度差（tt0）的函数。的函数。uEAB(t，t0)EBA(t，t0)EAB(t0，t)热电势符号热电势符号EAB(t，t0)中，改变符号中，改变符号A与与B或或t与与t0的顺序，即改变热电势的方向。的顺序，即改变热电势的方向。u当冷端当冷端t0处将热电偶脱开时，热电极处将热电偶脱开时，热电极A将流出将流出电流，故称电流，故称A为正热电极，为正热电极，B为负热电极。为负热电极。这是判断热电偶正或负电极的方法。这是判断热电偶正或负电极的方法。27大家好大家好热电偶基本定律热电偶基本定律l均质导体定律均质导体定律l中间导体定律中间导体定律l中间温度定律中间温度定律 28大家好大家好1 1、均质导体定律均质导体定律 由一种均质导体由一种均质导体(或半导体或半导体)组成的组成的闭合回路，不论导体闭合回路，不论导体(或半导体或半导体)的截面的截面和长度如何，各处的温度分布如何，和长度如何，各处的温度分布如何，都不能产生热电势。都不能产生热电势。材材料料内内部部电电子子密密度度处处处处相等的导体相等的导体29大家好大家好推论：推论：1）热电偶必须由两种不同性质的材料组成。）热电偶必须由两种不同性质的材料组成。2）由一种材料组成的闭合回路存在温差时，）由一种材料组成的闭合回路存在温差时，回路如产生热电势，说明该材料不纯，是回路如产生热电势，说明该材料不纯，是 不均匀的。据此，可以检查热电极材料的不均匀的。据此，可以检查热电极材料的 均匀性。均匀性。30大家好大家好2 2、中间导体定律：中间导体定律：由不同材料组成的闭合回路中，由不同材料组成的闭合回路中，若各种材料接触点的温度都相同，则若各种材料接触点的温度都相同，则回路中热电势的总和等于零。回路中热电势的总和等于零。31大家好大家好推论一：推论一：在热电偶回路中接入第三种在热电偶回路中接入第三种(或更多种或更多种)导体导体材料，只要接入的导体材料两端的温度相同，则材料，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。对热电偶回路的热电势不产生影响。32大家好大家好 中间导体定律推论一为测量仪表接入热电偶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回路，组成热电偶测温系统来测量热电势提供了 理论基础。理论基础。当温度t=t0时，总热电势为零，故 则有：33大家好大家好推论二：推论二：如果两种导体如果两种导体A、B对另一种参考导对另一种参考导体体C的热电势为已知，则这两种导体组成的热电势为已知，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热电偶的热电势是它们对参考导体热电势的代数和。即的代数和。即 EAB(t1,t2)=EAC(t1,t2)+ECB(t1,t2)34大家好大家好中间导体定律推论二简化了热电偶的选配工作。中间导体定律推论二简化了热电偶的选配工作。35大家好大家好 接点温度为接点温度为t1和和t2的热电偶，它的热电势的热电偶，它的热电势 等等于接点温度分别为于接点温度分别为t1，t3和和t3，t2的两支同性质热的两支同性质热电偶的热电势的代数和。即电偶的热电势的代数和。即 EAB(t1,t2)=EAB(t1,t3)+EAB(t3,t2)3 3、中间温度定律：、中间温度定律：36大家好大家好结论一：结论一：已知热电偶在某一给定冷端温度（已知热电偶在某一给定冷端温度（t0）下下进行的分度，只要进行一些简单的计算，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（就可以在另外的冷端温度（t1）下使用。）下使用。该结论为制定热电偶的热电势温度该结论为制定热电偶的热电势温度关系分度表奠定了理论基础。关系分度表奠定了理论基础。37大家好大家好 热电偶的热电势热电偶的热电势E（t，t0）与温度与温度t的关系的关系称为热电偶的热电特性。称为热电偶的热电特性。冷端冷端t0为为0时，将热电偶热电特性时，将热电偶热电特性（Et）制成的表，叫做分度表。）制成的表，叫做分度表。38大家好大家好实际测量时，冷端实际测量时，冷端t0为往往为环境温度。为往往为环境温度。如如t02020时，测得时，测得 EAB(t，20)，要求，要求t？根据中间温度定律有根据中间温度定律有EAB(t，0)EAB(t，20)EAB(20，0)39大家好大家好解：查表得解：查表得EK(25，0)1mV,则则EK(t，0)EK(t，25)EK(25，0)18.537mV查分度表求得查分度表求得t=450.5。如果用如果用EK(t，25)17.537mV直接查表，则得直接查表，则得t=427，显然误差是很大的。，显然误差是很大的。例：一支镍铬镍硅热电偶，在冷端温度为室温例：一支镍铬镍硅热电偶，在冷端温度为室温2525时，测得热电势时，测得热电势EK(t，25)17.537mV，试求热电偶所测的实际温度试求热电偶所测的实际温度t？40大家好大家好结论二：结论二：和热电偶具有相同热电性质的补偿导线和热电偶具有相同热电性质的补偿导线可引入热电偶的回路中，相当于把热电可引入热电偶的回路中，相当于把热电偶延长而不影响热电偶应有的热电势。偶延长而不影响热电偶应有的热电势。该结论为工业测温中应用补偿导线提供该结论为工业测温中应用补偿导线提供了理论依据。了理论依据。41大家好大家好热电偶的补偿导线：热电偶的补偿导线：分为延伸型和补偿型两种，结构与电缆一样。分为延伸型和补偿型两种，结构与电缆一样。延伸型补偿导线的材料与相应的热电偶相同，延伸型补偿导线的材料与相应的热电偶相同，而补偿型补偿导线与对应的热电偶则不同。而补偿型补偿导线与对应的热电偶则不同。而两者的作用则完全一样，即在不改变热电偶而两者的作用则完全一样，即在不改变热电偶热电关系的情况下，将热电偶的参比端延伸到适当热电关系的情况下，将热电偶的参比端延伸到适当的地方构成一只加长的热电偶。的地方构成一只加长的热电偶。42大家好大家好 注意：注意：p补偿导线应该与热电偶配套使用；补偿导线应该与热电偶配套使用；p连接时极性不可接错；连接时极性不可接错；p补偿型补偿导线，必须保证它与热电偶连接的两个接点温补偿型补偿导线，必须保证它与热电偶连接的两个接点温度一致。度一致。EAB(t，t0)EAB(t，t0)EAB(t0，t0)EAB(t，t0)ECD(t0，t0)补偿导线补偿导线C、D与热电偶与热电偶A、B配配接，将热电偶的冷接，将热电偶的冷端由端由t0移到移到t0处。处。43大家好大家好 已知已知K K分度号（镍铬镍硅）热电偶的热电势分度号（镍铬镍硅）热电偶的热电势EK(100，0)4.095mV，EK(20，0)0.798mV，EK(30，20)0.405mV。试求。试求EK(30，0)、EK(100，20)、EK(100，30)。课课堂堂练练习习44大家好大家好常用热电偶的种类 45大家好大家好（1 1）在使用温度范围内，物理、化学性能稳定；）在使用温度范围内，物理、化学性能稳定；（2 2）热电势和热电势率大，）热电势和热电势率大，E Et t是单值函数关系，最是单值函数关系，最好呈线性关系；好呈线性关系；（3 3）电导率高，电阻温度系数小；）电导率高，电阻温度系数小；（4 4）热电性能稳定，易复现，同类热电偶互换性好；）热电性能稳定，易复现，同类热电偶互换性好；（5 5）具有一定的机械强度；加工方便，价格便宜。）具有一定的机械强度；加工方便，价格便宜。热电极材料要求：热电极材料要求：46大家好大家好 1)1)定义：是指生产工艺成熟、成批生产、性能优定义：是指生产工艺成熟、成批生产、性能优越并已列入工业标准文件中的热电偶。越并已列入工业标准文件中的热电偶。2 2）特点：发展早、性能稳定、应用广泛，具有统）特点：发展早、性能稳定、应用广泛，具有统一的分度表，可以互换，并有与其配套的显示仪一的分度表，可以互换，并有与其配套的显示仪表可供使用，十分方便。表可供使用，十分方便。3 3）规定：国际电工委员会）规定：国际电工委员会(IEC)(IEC)在在19751975年推荐年推荐7 7种种标准化热电偶，在标准化热电偶，在19861986年又推荐了一种。我国目年又推荐了一种。我国目前共采用八种标准热电偶。前共采用八种标准热电偶。标准化热电偶：标准化热电偶：47大家好大家好l标准化热电偶：标准化热电偶：（1）铂铑铂铑10-铂（铂（S）；）；（2）铂铑铂铑30-铂铑铂铑6（B）；）；（3）铂铑铂铑13-铂铂（R）；）；（4）镍铬）镍铬-镍硅镍硅(镍铬镍铬-镍铝镍铝)（K）；）；（5）铜铜-铜镍铜镍(康铜康铜)（T）；）；（6）镍铬）镍铬-康铜（康铜（E）；）；（7）铁铁-康铜康铜（J）；）；（8）镍铬镍铬-金铁热偶以及铜金铁热偶以及铜-金铁热偶。金铁热偶。48大家好大家好铂铑铂铑10-铂（铂（S型）型）偶丝直径：偶丝直径：0.50.020 mm；适用范围：适用范围：01100，11001600；适适用于氧化性气氛中测温用于氧化性气氛中测温;长期最高使用温度为长期最高使用温度为1300,1300,短期最高使用温度短期最高使用温度16001600，不推荐在，不推荐在还原气氛中使用还原气氛中使用,短期内可用于真空中测温短期内可用于真空中测温特点：复制性好、测量精度高；价格贵、热电特点：复制性好、测量精度高；价格贵、热电势小势小49大家好大家好偶丝直径：偶丝直径：0.3、0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.2 mm；适用范围：适用范围：20020013001300；用于氧化和中性；用于氧化和中性气氛中测温气氛中测温,不推荐在还原气氛中使用不推荐在还原气氛中使用,可短期可短期在还原气氛中使用在还原气氛中使用,但必须外加密封保护管。但必须外加密封保护管。特点：测温范围较宽、热电势较大、特点：测温范围较宽、热电势较大、E Et t线性线性度好、价格适中；但度好、价格适中；但长期使用后，镍铝氧化变长期使用后，镍铝氧化变质使热电特性改变影响测量精确度。质使热电特性改变影响测量精确度。镍铬镍铬-镍硅（镍铝）镍硅（镍铝）（K型）型）50大家好大家好偶丝直径：偶丝直径：0.3、0.5、0.8、1.2、1.6、2.0、3.2 mm；适用范围：适用范围：200200900900；适用氧化或弱还原；适用氧化或弱还原性气氛中测温性气氛中测温特点：输出的热电势大特点：输出的热电势大,灵敏度高灵敏度高,价格低廉，适价格低廉，适合在合在00以下测温。以下测温。镍铬康铜（镍铬康铜（E型）型）51大家好大家好l普通型热电偶普通型热电偶l铠装热电偶（套管热电偶）铠装热电偶（套管热电偶）l薄膜热电偶薄膜热电偶热电偶的构造及结构形式52大家好大家好（1）普通型热电偶：）普通型热电偶：1-热电极热电极;2-绝缘管绝缘管;3-保护套管保护套管;4-接线盒接线盒 53大家好大家好l热电极：热电极：直径：贵金属一般为直径：贵金属一般为0.30.65mm；贱金属一般为贱金属一般为0.53.2mm。长度：一般为长度：一般为3502000mm。a点焊；点焊；b对焊；对焊；c绞状点焊绞状点焊54大家好大家好l绝缘管：绝缘管：防止两根热电极短路。防止两根热电极短路。低温下：橡胶、塑料低温下：橡胶、塑料 高温下：氧化铝、陶瓷等高温下：氧化铝、陶瓷等 55大家好大家好a：无固定装置：无固定装置b：带加强管且无固定装置：带加强管且无固定装置c：固定螺纹：固定螺纹d：固定法兰：固定法兰e：活动法兰：活动法兰l保护套管：保护套管：防止热电极遭受化学和机械损伤防止热电极遭受化学和机械损伤.56大家好大家好f：高压用锥形固定螺纹：高压用锥形固定螺纹g：高压焊接固定锥形：高压焊接固定锥形h：900套管套管57大家好大家好普通式、防溅式、防水式、隔爆式和插座式普通式、防溅式、防水式、隔爆式和插座式 接线盒内有接线端子，可供热电极和补偿导线接线盒内有接线端子，可供热电极和补偿导线连接之用。连接之用。l接线盒：接线盒：58大家好大家好（2）铠装热电偶（套管热电偶）：）铠装热电偶（套管热电偶）：l是由热电极、绝缘材料是由热电极、绝缘材料和金属套管三者组合和金属套管三者组合 经拉伸加工而成的坚实经拉伸加工而成的坚实组合体。组合体。l特点：动态响应快，机特点：动态响应快，机械强度高，耐高压、耐械强度高，耐高压、耐冲击。适用于狭小管道冲击。适用于狭小管道内的温度测量。内的温度测量。59大家好大家好（3）薄膜热电偶：）薄膜热电偶：铁镍薄膜热电偶铁镍薄膜热电偶1：热端接点；：热端接点；2：衬架；：衬架；3：铁膜；：铁膜；4：镍膜；：镍膜；5：铁丝；：铁丝；6：镍丝；：镍丝；7：接头夹具：接头夹具 制作：用真空蒸镀等方法制作：用真空蒸镀等方法使两种热电极材料使两种热电极材料(金属金属)蒸镀到绝缘基板上，二者蒸镀到绝缘基板上，二者牢固地结合在一起，形成牢固地结合在一起，形成薄膜状热接点。薄膜状热接点。特点：特点：动态响应快，精确度高动态响应快，精确度高可以用来测变化极快的可以用来测变化极快的表面温度和点的温度；表面温度和点的温度；60大家好大家好1.1.冰点法冰点法 2.2.计算法计算法 (冷端温度校正法冷端温度校正法)3.3.补偿导线法补偿导线法4.4.仪表机械零点调整法仪表机械零点调整法5.5.补偿电桥法（冷端温度补偿器）补偿电桥法（冷端温度补偿器）热电偶的冷端温度补偿问题热电偶的冷端温度补偿问题61大家好大家好 特点：特点：实现方便、实现方便、测量准确；但只局测量准确；但只局限于实验室，不利限于实验室，不利于在线测量。于在线测量。1.冰点法冰点法 将将热热电电偶偶冷冷端端置置于于冰冰点点恒恒温温槽槽中中,使使冷冷端端温温度度恒恒定定在在0时进行测温。时进行测温。62大家好大家好 E(t，0)E(t，t0)E(t0，0)根据计算得到的热电势根据计算得到的热电势E(t，0)，通过查，通过查分度表可得被测温度值。分度表可得被测温度值。（中间温度定律）（中间温度定律）2.2.计算法计算法 (冷端温度校正法冷端温度校正法)63大家好大家好例例：用镍铬用镍铬-镍铝热电偶镍铝热电偶(分度号分度号K）测温，热电偶）测温，热电偶冷端温度冷端温度t0=34，测得热电势为，测得热电势为38.339mV。计。计算被测温度算被测温度t解：解：EK(t，0)EK(t，34)EK(34，0)38.3391.366639.7056mV64大家好大家好3 3.补补偿偿导导线线法法 在一定范围内在一定范围内(0100)，补偿导线具有和所连接，补偿导线具有和所连接的热电偶相同的热电性能。的热电偶相同的热电性能。65大家好大家好注意事项：注意事项：p补偿导线仅将热电偶冷端延长到温度相对恒定补偿导线仅将热电偶冷端延长到温度相对恒定的地方，如果这地方温度不是的地方，如果这地方温度不是0，尚须继续，尚须继续进行其冷端温度补偿。进行其冷端温度补偿。p热电偶正、负极必须与补偿导线正、负极相接，热电偶正、负极必须与补偿导线正、负极相接，不能错接；两者分度号必须不能错接；两者分度号必须致。致。p补偿导线应工作在补偿导线应工作在100以下，否则其热电特以下，否则其热电特性将不符合热电偶要求。性将不符合热电偶要求。66大家好大家好4 4.仪仪表表机机械械零零点点调调整整法法将仪表的机械零点调至热电偶冷端温度将仪表的机械零点调至热电偶冷端温度t0处处当输入信号为零时，指针所指的位置当输入信号为零时，指针所指的位置 67大家好大家好现有二种方法产生指示温度：现有二种方法产生指示温度：(1)将仪表机械零位调至将仪表机械零位调至30，然后通上热电势产生指示；，然后通上热电势产生指示；(2)先通上热电势产生指示温度，然后读数温度加上先通上热电势产生指示温度，然后读数温度加上30。试问哪种方法正确，相对误差为多少试问哪种方法正确，相对误差为多少?例题：例题：68大家好大家好解：方法（解：方法（1）产生的指示电势）产生的指示电势 Es(t，0)Es(30，0)Es(1000，30)Es(1000，0)得得 t 1000，本方法正确。，本方法正确。方法（方法（2）在未调机械零点时，产生的指示电势）在未调机械零点时，产生的指示电势 Es(t1，0)Es(1000，30)9.585-0.173=9.412mV,查查S分度表分度表t1984.9。最后指示结果最后指示结果t2t1+30=1014.9 其相对误差为（其相对误差为（t2t）/t 100%=1.4969大家好大家好问：问：(1)如将如将EPX、ENX补偿导线都换成铜导线，补偿导线都换成铜导线，仪表指示为多少仪表指示为多少？(2)如将如将EPX、ENX补偿导线的位置对换，补偿导线的位置对换，仪表的指示又仪表的指示又为多少为多少?例题：例题：70大家好大家好解：（解：（1）EE(t ，0)EE(800，50)EE(30，0)61.022-3.047+1.80159.776(mV)查查E分度表得指示温度分度表得指示温度t784.1。（2）EE(t”，0)EE(800，50)EE(50，30)EE(30，0)(61.0223.047)(3.0471.801)1.80158.53(mV)反查反查E分度表得分度表得t”768.3。由此可见，由此可见，补偿导线接反时，仪表指示温度将偏低。补偿导线接反时，仪表指示温度将偏低。71大家好大家好 是采用不平衡电桥产生的电势来补是采用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势的变化值，从而等效地使冷端温电势的变化值，从而等效地使冷端温度恒定的一种自动补偿法。度恒定的一种自动补偿法。5.补偿电桥法（冷端温度补偿器）补偿电桥法（冷端温度补偿器）72大家好大家好73大家好大家好 注意事项：注意事项：p使用时注意冷端温度补偿器型号和接线极性。使用时注意冷端温度补偿器型号和接线极性。型号必须与热电偶相同，输入正端接正热电极。型号必须与热电偶相同，输入正端接正热电极。输出至仪表的连接线用铜导线。输出至仪表的连接线用铜导线。p使用冷端温度补偿器仍须调节好仪表的机械零使用冷端温度补偿器仍须调节好仪表的机械零点，应调整在电桥平衡时的设计温度点，应调整在电桥平衡时的设计温度(20)数数值上。值上。p冷端补偿器工作温度范围通常不超过冷端补偿器工作温度范围通常不超过550。74大家好大家好例：例：有有S分度热电偶测温系统如图所示。试问：分度热电偶测温系统如图所示。试问：（1）此动圈仪表的机械零位应调在多少度上？）此动圈仪表的机械零位应调在多少度上？（2）当冷端补偿器的电源开路）当冷端补偿器的电源开路(失电失电)时，仪表指示为多少？时，仪表指示为多少？（3）电源极性接反时，仪表指示又为多少）电源极性接反时，仪表指示又为多少?75大家好大家好解：（解：（1）补偿器产生补偿电动势）补偿器产生补偿电动势Es(40，20)，要使，要使Es(1000，40)Es(40，20)Es(tm，0)Es(1000，0)则则tm20。即仪表机械零位应调在补偿器。即仪表机械零位应调在补偿器设计平衡点温度设计平衡点温度20上。上。76大家好大家好解：（解：（2）当补偿器电源开路，冷端补偿器失去补）当补偿器电源开路，冷端补偿器失去补偿作用时，指示电势偿作用时，指示电势 Es(t1，0)Es(1000，40)Es(20，0)9.5850.2350.1339.483(mV)由由S分度表查得分度表查得t1991.1。77大家好大家好解：（解：（3）当补偿器电源接反，补偿器会反向补偿，故）当补偿器电源接反，补偿器会反向补偿，故指示电势指示电势 Es(t1，0)Es(1000,40)Es(40,20)Es(20,0)(9.585-0.235)-(0.235-0.133)+0.1339.381(mV)由由S分度表查得分度表查得t1982.3。78大家好大家好课外作业课外作业1 1 用分度号为用分度号为K的热电偶和动圈式仪表组成的热电偶和动圈式仪表组成测温回路，把动圈式仪表的机械零位调到测温回路，把动圈式仪表的机械零位调到20，但热电偶的参比端温度，但热电偶的参比端温度t0=55，试求出仪表示值为试求出仪表示值为425时的被测温度。时的被测温度。79大家好大家好课外作业课外作业2 2有有K分度热电偶、补偿导线、冷端温度补偿器及动圈表测温系统分度热电偶、补偿导线、冷端温度补偿器及动圈表测温系统如图所示，不计线路电阻，如图所示，不计线路电阻，tn为仪表环境温度，分别试求：为仪表环境温度，分别试求：（1）为使仪表指示在）为使仪表指示在1000，仪表机械零位，仪表机械零位tm应调整在多少应调整在多少？（2）若）若4V电源电压失去，仪表指示在多少电源电压失去，仪表指示在多少？（3）若）若4V电源电压正、负极性接错，仪表指示在多少电源电压正、负极性接错，仪表指示在多少？80大家好大家好 1 1、意义：、意义：热电偶经过一段时间的使用后，由于氧化、热电偶经过一段时间的使用后，由于氧化、腐蚀、还原以及高温下再结晶等因素的影响会腐蚀、还原以及高温下再结晶等因素的影响会使的热电偶与原分度值的偏离越来越大，误差使的热电偶与原分度值的偏离越来越大，误差也随之加大。因此对热电偶需要进行定期校验，也随之加大。因此对热电偶需要进行定期校验，以确定其误差的大小。以确定其误差的大小。热电偶的校验热电偶的校验81大家好大家好2 2、校验装置：、校验装置：82大家好大家好3 3、校验方法：、校验方法：把标准热电偶与被校验热电偶的把标准热电偶与被校验热电偶的测量端置于电炉中的恒温段中，参比测量端置于电炉中的恒温段中，参比端置于冰点槽中以保持端置于冰点槽中以保持0 0。用电位差。用电位差计测量各热电偶的热电势，然后比较计测量各热电偶的热电势，然后比较其结果，以确定被校验热电偶的误差其结果，以确定被校验热电偶的误差范围或确定其热电特性。范围或确定其热电特性。83大家好大家好4 4、注意事项：、注意事项：l各各种种热热电电偶偶必必须须在在规规定定的的温温度度点点（表表2 21010）进进行行校校验验，并并要要求求各各校校验验温温度度点点1010范范围围内内，在在读读取取热热电电势势过过程程中中炉炉温温变变化化不不得得超超过过0.20.2。每个校验温度点的读数不得少于每个校验温度点的读数不得少于4 4次。次。l冰冰点点槽槽内内必必须须是是均均匀匀的的纯纯净净冰冰水水混混合合物物，保保持持0，热热点点偶偶冷冷端端必必须须插插入入冰冰点点槽槽的的中中部部，且且相相互绝缘。互绝缘。84大家好大家好l热热电电偶偶插插入入炉炉中中的的深深度度一一般般为为300mm，不不得得少少于于150mm。l被被校校热热电电偶偶若若是是铂铂铑铑铂铂材材料料，校校验验前前要要进进行行退退火火和和清清洗洗处处理理；若若是是贱贱金金属属材材料料，应应将将标标准准热热电电偶用封头细套管加以保护，以免被污染。偶用封头细套管加以保护，以免被污染。l同同时时被被校校的的热热电电偶偶可可以以多多支支，读读数数顺顺序序是是标标准准热热电电偶偶1号号被被校校热热电电偶偶2号号N号号；再再从从N号号热热电电偶偶反反序序读读数数标标准准热热电电偶偶。如如此此正正反反顺顺序序读取数据，然后进行数据整理和误差分析。读取数据，然后进行数据整理和误差分析。85大家好大家好复习思考题复习思考题1、热电偶测温原理？热电偶热电势的、热电偶测温原理？热电偶热电势的组成？组成？2、热电偶的三个基本定律及推论？、热电偶的三个基本定律及推论？（理解应用）（理解应用）3、标准化热电偶有哪些？各自特点？、标准化热电偶有哪些？各自特点？4、热电偶冷端温度补偿方法有哪些？、热电偶冷端温度补偿方法有哪些？各方法是如何补偿的？各方法是如何补偿的？(例题和作业例题和作业)86大家好大家好欢迎大家欢迎大家87大家好大家好