第五章温度测量 度检测的主要方法和分类★ 热电偶及其测温原理☆ 热电阻及其测温原理☆ 温度变送器简介 其它温度检测仪表简介☆ 温度检测仪表的选用和安装★
温度检测方法和分类 测温方式 测温仪表测温范围℃ 主要特点 玻璃液体 结构简单、使用方便、测量准确、价格低廉;测量上限和精 0060/度受玻璃质量的限制,易碎,不能远传 膨胀式 双金属 80~-600结构紧凑、可靠;测量精度低、量程和使用范围有限 测温范围广、测量精度高、便于远距离、多点、集中检测和 200~ 接触式 热电效应热电偶 l800 自动控制,应用广泛:需自由瑞温度补偿,在低温段测量精 度较低 铂电阻 200~600 测量精度高,便于远距离、多点、集中检测和自动控制,应 用广泛;不能测高温 热阻效应铜电阻 50~150 敏度高、体积小、结构简单、使用方便;互换性较差,测 半导-50-150量范围有一定限制 敏电阻 非接触式非接触式辐射式 0~3500 不破坏温度场,测温范围大,响应块,可测运动物体的温度 易受外界环境的影响,标定较困难
测温方式 测温仪表 测温范围℃ 主要特点 接 触 式 膨胀式 玻璃液体 －100～600 结构简单、使用方便、测量准确、价格低廉；测量上限和精 度受玻璃质量的限制，易碎，不能远传 双金属 －80～600 结构紧凑、可靠；测量精度低、量程和使用范围有限 热电效应 热电偶 －200～ 1800 测温范围广、测量精度高、便于远距离、多点、集中检测和 自动控制，应用广泛；需自由瑞温度补偿，在低温段测量精 度较低 热阻效应 铂电阻 －200～600 测量精度高，便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应 用广泛；不能测高温 铜电阻 －50～150 半导体热 敏电阻 －50～150 灵敏度高、体积小、结构简单、使用方便；互换性较差，测 量范围有一定限制 非接触式 非接触式 辐射式 0～3500 不破坏温度场，测温范围大，响应块，可测运动物体的温度； 易受外界环境的影响，标定较困难
2熟电偶及其测温原 令热电效应和热电偶 ☆热电偶中间导体定律与熟咆势的检测 热电偶的等值替代定律和补偿导线 标准化热电偶和分度表 ☆热电偶冷端温慶的处理 热电偶的结构型式
一热电效应和热电偶 热电效应(热电偶测温的基本原理):任何两种不同的导体或半导体组成的闭 合回路,如果将它们的两个接点分别置于温度各为t及t的热源中,则在该回路内 就会产生热电势。 eab(to) b eA(tO)a B eB(t,to 图3-37热电偶示意图 图3-38热电现象 端称为工作端(假定该端置于热源中),又称测量端或热端 t端称为自由瑞,又称参考端或冷端 这两种不同导体或半导体的组合称为热电偶 每根单独的导体或半导体称为热电极
热电效应（热电偶测温的基本原理）：任何两种不同的导体或半导体组成的闭 合回路，如果将它们的两个接点分别置于温度各为 t 及 t0 的热源中，则在该回路内 就会产生热电势。 A B A B 图3-37 热电偶示意图 A B eAB(t0) eAB(t) eA(t,t0) eB(t,t0) 图3-38 热电现象
闭合回路中所产生的热电势由接触电势和温差电势两部分组成: EaB( to=eB(t)-er(to)+eB(t, to)-e(t, to 接触电势 温差电势 eA(t,to) a b eB(t, o 小很多,常常把它忽略不计,这样热电偶的电势可表示为电势 下标A表示正电极,B表示负电极,由于温差电势比接f E1(4)=e0()-=en() 注意:如果下标次序改为n,则热电势c前面的符号也应相应改变,即eA()==eB(t) 式()就是热电偶测温的基本公式。当冷端温度t定时,对于确定的热电偶来说,eB山)为 常数,因此,其总热电势EAB(,就与温度成单值函数对应关系,和热电偶的长短、直径无 关。只要测量出热电势大小,就能判断被测温度的高低,这就是热电偶的温度测量原理。 重要结论 1.如果组成热电偶的两种电极材料相同,则无论热电偶冷、热两端的温度如何,闭合回 路中的总热电势为零: 2.如果热电偶冷、热两端的温度相同,则无论两电极材料如何,闭合回路中的总热电势 也为零 3.热电偶产生的热电势除了冷、热两端的温度有关之外,还与电极材料有关,也就是说 由不同电极材料制成的热电偶在相同的温度下产生的热电势是不同的
A B eAB(t0) eAB(t) eA(t,t0) eB(t,t0) 0 0 0 0 ( , ) ( ) ( ) ( , ) ( , ) EAB AB AB B A t t e t e t e t t e t t 接触电势 温差电势 0 0 ( , ) ( ) ( ) (i) EAB AB AB t t e t e t ( ) ( ) AB BA e t e t