过程测量仪表2温度

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1、§3-2温度测量仪表温度检测方法2温度仪表的选用33概述311测温原理温度是国际单位制(SI)基本物理量之一，反映了物体的冷热程度，是物体分子运动平均动能大小的标志。温度的定量测量以热平衡现象为基础，两个受热程度不同的物体相接触后，经过一段时间的热交换，达到共同的平衡态后具有相同的温度。温度测量原理:选择合适的物体作为温度敏感元件，其某一物理性质随温度而变化的特性为已知，通过温度敏感元件与被测对象的热交换，测量相关的物理量，即可确定被测对象的温度。3.2.1概述2测温仪表的分类:从测量元件与被测介质是否接触的角度来看分为：接

2、触式和非接触式两大类。接触式测温测温原理：在两种不同温度的物体相互接触过程中，由于有温差存在，热量就会从高温物体向低温物体传递。在足够长的时间内两者达到热平衡。特点：优点：接触式测量仪表简单、可靠、测量精度高。缺点：1.由于感温元件在热交换过程中，达到热平衡的时间较长，因而有测量滞后现象。2.可能产生化学反应，不适宜于直接对腐蚀性介质测温。3.受耐高温材料限制，不能用于极高温测量。3.2.1概述3非接触式测温测温原理：利用物体的热辐射（或其它特性），通过对辐射能量的检测实现温度测量的。特点：优点：可从超低温到极高温，测温速度

3、快。缺点：易受粉尘、水气等因素的影响，测量误差大。3.2.1概述4常见温度仪表5热电偶温度计是工业生产过程中应用最广泛的测温仪表。热电偶温度计构成：以热电偶作为测温元件，再配以连接导线和显示仪表或测量仪表构成。1.热电偶测温原理热电偶是由具有不同导电特性的两种材料焊接而成。如图所示。3.2.2温度检测方法一、热电偶温度计6组成热电偶的两根导体称为热电极。一、热电偶温度计冷端热端7原理：以热电效应为基础的测温仪表热电效应：如果将两种不同材料的金属导线A和B连成如图所示的闭合回路，并将接点一端放入温度为t的热源中，使其温度高于另

4、一接点处的温度t0，则在该闭合回路中就有电流通过，即有热电势产生，我们把这种现象称为热电效应或塞贝克效应（1821年）。一、热电偶温度计电子密度大正极电子密度小负极8等效原理图我们把在温度t下的接触电势差记作eAB(t)，注脚A表示正极金属，B表示负极金属。同理：把t0温度下的接触电势差记作eAB(t0)。一、热电偶温度计9等效原理图整个闭合回路中总的热电势EAB（t,t0）应为热电偶两接点处热电势的代数和，即：定值一、热电偶温度计10几点结论：（1）热电偶回路总的热电势只与组成热电偶的两种电极材料及两端温度有关，而与热电极

5、的几何形状和尺寸无关；（2）只有当热电偶两端温度不同时，才能产生热电势，而当两端温度相等时，回路热电势等于零；（3）只有用两种不同材料的导体才能构成热电偶，当两个热电极材料相同时，热电偶回路的电势始终等于零。一、热电偶温度计11在实际应用中，为了测量热电偶回路中的热电势，总要在热电偶与测量仪表之间增加连接导线：加入第三种导体后，热电势是否会受影响？一、热电偶温度计12分析：在图3-5中共有3个接点，其接触电势分别表示为eAB(t)，eBC(t0)，eCA(t0)，则回路中总电势为：（3-11）由热电偶测温原理知，只要回路中温

6、度相同，则总的热电势为0，则：（3-12）将（3-12）代入（3-11），得：一、热电偶温度计13结论：中间导体定则：当在热电偶回路中接入第三种金属导体时，只要保证引入线两端温度相同，则热电偶所产生的热电势保持不变。同理，对于串入多种导线，只要引入两端的温度相同，热电偶的热电势将保持不变。一、热电偶温度计142.常用热电偶的种类根据国际电工委员会的推荐，目前我国已经为8种热电偶制定了标准，这8种热电偶称为标准热电偶。8种标准热电偶如下表3-2。通常表示热电偶所用热电极材料时，前者为正极，后者为负极。一、热电偶温度计1516分

7、度表在冷端T0=0℃条件下，用实验的方法测出各种不同热电极组合的热电偶在不同热端温度下所产生的热电势值，可以列出对应的分度表。标准热电偶的热电势与温度的对应关系可以从热电偶分度表中查到。附录2给出了几种常见的热电偶分度表。一、热电偶温度计173．热电偶的结构普通工业用热电偶的结构主要包括四个部分：热电偶、绝缘管、保护管和接线盒。一、热电偶温度计184．热电偶补偿导线及冷端温度补偿（1）补偿导线补偿导线是用比两根热电极材料便宜得多的廉价金属材料制作，其在0℃-100℃范围内的热电性质与热电偶的热电性质几乎完全相同。使用补偿导线

8、犹如将热电偶延长，从而把热电偶的冷端延伸到离热源较远且温度较恒定的地方。注意：为了保证热电特性一致，补偿导线要与热电偶配套使用，极性不能接反，热电偶和补偿导线连接处两接点温度必须保持相同，以免引起测量误差。一、热电偶温度计19（2）冷端温度补偿需要补偿的原因：标准热电偶的分度表及与热电偶配