[精选]热工测量仪表-热能与动力工程实验教学示范中心.pptx

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1、热工测量仪表——电阻温度计一、金属测温电阻工业上广泛应用：－200～＋500摄氏度特殊情况：低温可到平衡氢三相点温度（13.8033K）甚至可更低：铟电阻温度计3.4K碳电阻温度计1K高温可到1000摄氏度电阻温度计的特点：1、准确度高2、灵敏度高在中低温（500摄氏度）下，输出信号比热电偶大得多3、输出是电信号，便于信号远传和实现多点切换一、金属测温电阻（续1）测温原理：导体和半导体的电阻值会随温度变化而变化，因而测量它们电阻值的变化就可达到测温的目的。实验表明：大多数金属当温度升高1摄氏度时，电阻

2、值要增加0.4%~0.6%，半导体的阻值要减小3%~6%。电阻温度计的构成：热电阻、显示仪表和连接导线。热电阻的构成：电阻体、绝缘管和保护套管。一、金属测温电阻（续2）1.1金属测温电阻1对金属测温电阻的要求A电阻温度系数要大电阻温度系数：温度变化1摄氏度时电阻值的相对变化量材料的纯度越高，温度系数越大，故纯金属的温度系数比合金高内应力会引起温度系数变化，故退火和老化处理减少内应力B在测温范围内物理及化学性质稳定C有较大的电阻率（有利于减少体积，从而减小热容量和热惯性，有利于快速响应温度的变化）D电阻

3、值与温度的关系近似线性，便于分度和读数E复现性好、复制性强、容易得到纯净的物质F价格便宜1.2标准化热电阻A铂电阻稳定性好、准确度高、性能可靠、适用氧化性和高温氛围，不适用还原性气氛ITS90规定在13.8033K到961.78摄氏度温域内以铂电阻温度计作为标准仪器。铂电阻的温度特性：－200到0摄氏度:Rt=R0[1+At+Bt²+Ct³(t-100)]0到850摄氏度：Rt=R0(1+At+Bt²)1.2标准化热电阻(续1)B铜电阻特点：电阻值与温度的关系几乎是线性的、电阻温度系数较大、材料易提纯

4、、价格相对便宜适用范围：准确度要求不高、温度较低没有腐蚀的场合，测量范围：－50到＋150摄氏度缺点：250摄氏度以上易氧化，电阻率较小，做成一定阻值的电阻体积就较大温度特性：通用：Rt=R0(1+At+Bt²+Ct³)0到100摄氏度：Rt=R0(1+at)1.2标准化热电阻(续2)C镍电阻优点：温度系数较大，因此灵敏度比铂和铜高缺点：当温度高于200摄氏度温度系数有特异点制造工艺复杂，很难获得温度系数相同的镍丝，故准确度比铂低，制定标准困难测量范围：－60到+180摄氏度温度特性：Rt=100+A

5、t+Bt²+C1.2标准化热电阻(续3)D其它低温用热电阻难点：金属一旦处于低温，其电阻将要变得很小，有些热电阻的灵敏度也降至很低。d1铑铁热电阻：30K以下温度系数很大，可用于30K以下测深低温d2铂钴热电阻，在低温下灵敏度也较大，可测低温和深低温工业用热电阻的技术性能热电阻名称代号分度号/测温范围基本误差公称值允许误差名义值允许误差温度范围允许值()铜热电阻WZCCu50501.428-50~150-50~150=（0.3+610t)Cu100100铂热电阻WZP(IEC)Pt1010(0~850

6、）A级0.006B级0.0121.385-200~850(A)-200~850(B)=(0.15+210t)=（0.3+510t)Pt100100（-200~850）A级0.006B级0.012镍热电阻WZNNi100Ni300Ni5001003005001.617-60~180-60～00～180=(0.2+210-2t)=(0.2+110-2t)表4-11.3工业用热电阻的结构A绝缘骨架绝缘骨架是用以缠绕、支撑和固定热电阻丝的支架。它的质量影响热电阻的技术性能。对骨架材料有以下要求:（1）在使用的

7、温度范围内,电绝缘性能要好,比热容要小,热导率要大;（2）温度膨胀系数要接近电阻丝的温度膨胀系数；（3）物理及化学性质稳定,不产生有害物质污染电阻丝；（4）有足够的机械强度及良好的工艺性能。目前常用的骨架材料有云母、玻璃、石英、陶瓷以及塑料。B热电阻体（1）云母骨架热电阻（2）玻璃骨架热电阻（3）陶瓷骨架热电阻（4）塑料骨架热电阻1.3工业用热电阻的结构（续1）1.3工业用热电阻的结构（续2）C引出线由热电阻体至接线端子的连接导线称为引出线。内引线要选用纯度高,与电阻丝、接线端子之间产生的热电势极小,

8、而且在最高使用温度下不挥发、抗氧化、不变质的材料。工业用铂电阻用银丝作引出线,高温下则用镍丝作引出线。铜和镍电阻可用铜丝和镍丝作引出线。引出线的直径比电阻丝的直径大的多,这样可以减小引出线电阻。国产热电阻的引出线有两线制、三线制和四线制。(1)两线制:在热电阻体的电阻丝两端各连接一根导线（见图4-1，a）的引线方式为两线制。这种热电阻测温时都存在引出线电阻变化产生的附加误差。(2)三线制：在热电阻体的电阻丝的一端连接两根引出线，另一端连接一根引出线（见图