《过程检测技术》课件

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1、第三章过程检测技术3过程检测技术7/24/202113.4温度测量3.4.1概论温度的测量方法：接触式测温法和非接触式测温法。摄氏温度与华式温度的换算公式：F=(C×9/5)+32C=(F-32)×5/9摄氏温度与开尔文温度（绝对温度）的换算公式：K=C+273.167/24/202123.4温度测量3.4.1概论测温仪表从原理上可以分为以下几类：①利用物体的热膨胀来测温；②利用导体（半导体）的热电效应来测温；③利用电阻随温度变化而变化的特性来测温；④利用物体的表面辐射与其温度的关系来测温。7/24/20

2、2133.4温度测量3.4.1概论7/24/202143.4温度测量3.4.2热膨胀式温度计（1）液体膨胀式温度计液体在温度为t时的体积液体在温度为t0时的体积液体的体积膨胀系数被测液体的体积膨胀系数7/24/202153.4温度测量3.4.2热膨胀式温度计（2）固体膨胀式温度计7/24/202163.4温度测量3.4.3热电偶测温仪表热电偶测温仪表是基于热电效应原理制成的测温仪器。它由热电偶、电测仪表和连接导线组成，其核心元件是热电偶。它具有以下特点：①测量精度高，性能稳定；②结构简单、易于制造、产品互换性

3、好；③将温度信号转换成电信号，便于信号远传和实现多点切换测量；④测温范围广，可达-200~2000℃；⑤形式多样，适用于各种测温条件。7/24/202173.4温度测量3.4.3热电偶测温仪表（1）热电偶测温仪表工作原理热电效应：两种不同材料的导体A、B组成一个闭合回路，当回路两端接点t0、t（假设t大于t0）的温度不同时，回路中就会产生一定大小的电势，形成电流，这个电流的大小与导体材料性质和接点温度有关。7/24/202183.4温度测量3.4.3热电偶测温仪表3.4.3热电偶测温仪表（1）热电偶测温仪表工

4、作原理热电势是接触电势和温差电势共同作用的结果。接触电势：当A、B材料特性确定后，接触电势只是接触点温度的函数，可记作。接点温度越高，接触电势越大。温差电势：温差电势只与导体材料性质和两端温差有关。当导体材料一定时只与两端的温度有关，记作。一般记成：7/24/202193.4温度测量3.4.3热电偶测温仪表（1）热电偶测温仪表工作原理通过分析可以得到：令：7/24/2021103.4温度测量3.4.3热电偶测温仪表（2）热电偶的基本定律①匀质导体定律：匀质导体的回路不论各处温度分布如何都不会产生热电势。Ⅰ热电

5、偶必然由两个不同质的材料组成；Ⅱ同一导体回路是否有热电势可用来判定导体是否匀质。②中间导体定律：由两种不同导体构成的热电偶回路中，接入第三种导体，只要保持第三种导体两端温度相等，则对回路热电势没有影响。7/24/2021113.4温度测量3.4.3热电偶测温仪表（2）热电偶的基本定律③中间温度定律：两种匀质导体A、B构成的热电偶，两端温度为t和t0，如存在一个中间温度，则热电偶存在以下关系：④标准电极定则：A、B导体的热电势等于它们对另一参考导体C的热电势之和，即7/24/2021123.4温度测量3.4.3

6、热电偶测温仪表（3）常用热电偶测温系统补偿导线是在一定的温度范围内与所接的热电偶热性能相同的廉价金属丝。C，D7/24/2021133.4温度测量3.4.3热电偶测温仪表（3）常用热电偶测温系统两点温度差7/24/2021143.4温度测量3.4.3热电偶测温仪表（3）常用热电偶测温系统多点温度和7/24/2021153.4温度测量3.4.3热电偶测温仪表（3）常用热电偶测温系统多点温度平均值7/24/2021163.4温度测量3.4.3热电偶测温仪表（4）热电偶冷端温度的影响及处理实际应用过程中，冷端温度大

7、多是变化的，从而给测量带来误差。①恒温法：该方法就是把热电偶冷端置于人造恒温装置中，常用的恒温装置有冰点槽和热电式恒温箱。7/24/2021173.4温度测量3.4.3热电偶测温仪表（4）热电偶冷端温度的影响及处理②示值修正法机械零位调整法，即预先把仪表的机械零件调整到冷端温度t0处，相当于预加了一个电势，综合起来，仪表的输入电势：7/24/2021183.4温度测量3.4.3热电偶测温仪表（4）热电偶冷端温度的影响及处理②示值修正法假设冷端温度，被测温度为t，示值温度为。那么显示出来的输入热电势应为，而实际

8、产生的热电势是。显而易见，输入热电势应为热电偶实际产生的热电势，即，由此可得计算修正法的公式：7/24/2021193.4温度测量例：利用镍铬-镍硅热电偶测温，热电偶冷端温度t0=30℃，测得热电势E（t，t0）=25.566mV，求被测的实际温度。（E（30，0）=1.203mV）再查K分度表得到实际温度为644℃。7/24/2021203.4温度测量3.4.3热电偶测温仪表（4）热电偶冷端温度的