第三章第五节温度

1、第三章 检测仪表与传感器第一节第一节 概述概述第二节第二节 压力检测及仪表压力检测及仪表第三节第三节 流量检测及仪表流量检测及仪表第四节第四节 物位检测及仪表物位检测及仪表第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表第七节第七节 显示仪表显示仪表第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表一、温度检测方法一、温度检测方法二、热电偶温度计二、热电偶温度计三、热电阻温度计三、热电阻温度计五、电动温度变送器五、电动温度变送器八、测温仪表的选用及安装八、测温仪表的选用及安装一、温度检测方法一、温度检测方法温度测量仪表的分类：按测量方式分为两大类。温度测量仪表的分类：按测量方式分为两大类。接触式测温仪表接触

2、式测温仪表 热热电电偶偶温温度度计计热热电电阻阻温温度度计计压压力力式式温温度度计计双双金金属属温温度度计计非接触式测温仪表非接触式测温仪表 辐射高温计辐射高温计光学高温计光学高温计1 1、膨胀式温度计、膨胀式温度计 双金属温度计：双金属温度计：两种两种线膨胀系数不同线膨胀系数不同的金属薄片的金属薄片叠焊在一起制成。叠焊在一起制成。 一端固定，另一端自由。受热后由于两种金属片一端固定，另一端自由。受热后由于两种金属片 的膨胀长度不同而产生弯曲变形。的膨胀长度不同而产生弯曲变形。 弯曲程度与温度成比例。弯曲程度与温度成比例。 基于物体基于物体受热时体积膨胀受热时体积膨胀的性质而制成的。的性质而制

3、成的。图图3-52 双金属片双金属片 膨胀式温度计膨胀式温度计 膨胀式温度计膨胀式温度计2 2、压力式温度计、压力式温度计 由由温包、毛细管和弹簧管温包、毛细管和弹簧管构成构成封闭系统。封闭系统。 利用液体的蒸发或气体的膨胀而利用液体的蒸发或气体的膨胀而引起的压力变化进行温度测量。引起的压力变化进行温度测量。 (1) 温温 包包：传热、容纳膨胀介质；：传热、容纳膨胀介质； (2) 毛细管毛细管：传递压力的变化；：传递压力的变化；在同在同样的长度下毛细管越细，仪表的精度样的长度下毛细管越细，仪表的精度就越高。就越高。 (3) 弹簧管弹簧管：显示压力（温度）。：显示压力（温度）。图图3-54 应用

4、应用压力随温度的变化压力随温度的变化来测温。来测温。 对于一定质量的液体或气体，如果对于一定质量的液体或气体，如果V一定，则一定，则)(00ttPPtt 气、液体的体积膨胀系数；气、液体的体积膨胀系数；气体的压缩系数气体的压缩系数。 蒸汽蒸汽（低沸点丙酮、乙醚）（低沸点丙酮、乙醚） 气体气体（氮气、氢气）（氮气、氢气） 感温介质：感温介质： 液体液体（水银或有机液体）（水银或有机液体）3、辐射式温度计、辐射式温度计 基于物体基于物体热辐射作用热辐射作用来测量温度的仪表。来测量温度的仪表。 广泛用来测量高于广泛用来测量高于800的温度。的温度。第五节第五节 温度测量及变送温度测量及变送一、温度检

5、测方法一、温度检测方法二、热电偶温度计二、热电偶温度计三、热电阻温度计三、热电阻温度计五、电动温度变送器五、电动温度变送器八、测温仪表的选用及安装八、测温仪表的选用及安装二、热电偶温度计二、热电偶温度计热电偶温度计是以热电偶温度计是以热电效应热电效应为基础的测温仪表。为基础的测温仪表。由三部分组成：由三部分组成：热电偶、测量仪表和连接导线热电偶、测量仪表和连接导线。（1 1）热电现象及测温原理）热电现象及测温原理 热电效应热电效应( (热电现象）：热电现象）： 由两种由两种不同成份的均质导体不同成份的均质导体组成组成闭合回路闭合回路, ,当当两端存在温差两端存在温差时时, ,回路回路中有电流通

6、过中有电流通过, ,即即两端存在热电势两端存在热电势。1 1、热电偶、热电偶图图3-55 热电偶温度计测温系热电偶温度计测温系统示意图统示意图1-热电偶热电偶, 2-导线导线, 3-测量仪表测量仪表t0t0t123图图3-56热端热端冷端冷端热电极热电极图图3-57热端热端tt0冷端冷端tt01）接触电势）接触电势 由两种由两种电子密度不同电子密度不同的导体相互接触所产生的电势。的导体相互接触所产生的电势。 eAB(t) 的大小的大小取决于两导体材料及接触点温度取决于两导体材料及接触点温度。 当材料一定时，该电势大小当材料一定时，该电势大小只与接触点温度有关只与接触点温度有关，故称为热电势故称

7、为热电势,记作记作eAB(t) 注脚注脚A表示正极金属，表示正极金属，B表示负表示负极金属极金属热电势包括热电势包括接触电势接触电势和和温差电势。温差电势。)(tfE 图图3-58 接触电势形成的过程接触电势形成的过程 金属金属A就因失去电子就因失去电子而带正电，而带正电， 金属金属B则因得到电子则因得到电子而带负电。而带负电。且有且有eAB=-eBA。 2 2）温差电势）温差电势 在同一导体材料的在同一导体材料的两端因其温度不同两端因其温度不同而产生的电势。而产生的电势。 温差电势温差电势eA(t,t0)与与eB(t,t0)的大小的大小只与导体的材料和只与导体的材料和导体两端温度导体两端温度

8、t、t0有关有关。与导体长度、截面大小及沿与导体长度、截面大小及沿长度上的温度分布情况无关。长度上的温度分布情况无关。 Att0eA(t,t0)Btt0eB(t,t0)由于温差电势远小于接触电势，常将其忽略不计。由于温差电势远小于接触电势，常将其忽略不计。则此闭合回路中总电势可表示为：则此闭合回路中总电势可表示为： )()(),()()(),(0000tetettEtetettEBAABABAB 或或eAB(t0)eAB(t)ABt0t+-+-图图3-59 热电偶原理及电路图热电偶原理及电路图(b)(a)(3-64)结论：结论：1.热电偶必须采用两种不同的导体组成；热电偶必须采用两种不同的导体

9、组成；2.必须有温差；必须有温差；5.热电偶产生的热电势只与不同的导体有关，与两端热电偶产生的热电势只与不同的导体有关，与两端温差有关。温差有关。与导体的长度、粗细无关。与导体的长度、粗细无关。4.热电偶热电偶两接点温度相同两接点温度相同，则尽管导体，则尽管导体A、B材料材料不同，热电偶回路的不同，热电偶回路的总热电势为零总热电势为零。3.组成热电偶回路的组成热电偶回路的两种材料相同两种材料相同，则无论接点温度，则无论接点温度如何，热电偶回路的如何，热电偶回路的总热电势为零总热电势为零。(2) 第三导体定律第三导体定律 在图在图(b)中中2，3接点的温度相同均接点的温度相同均为为t0 ,故总电

10、势为：故总电势为：E (t，t0)=eAB(t)+eBC(t0)+eCA(t0) 因为，在回路中只要因为，在回路中只要各接点的温度相各接点的温度相同同，则回路，则回路总电势为零总电势为零。 若若A、B、C三种金属丝组成的闭合回三种金属丝组成的闭合回路中，各接点温度相同，则有：路中，各接点温度相同，则有：E (t0，t0)=eAB(t0)+eBC(t0)+eCA(t0)= 0则：则：- eAB(t0)= eBC(t0)+eCA(t0)代入式代入式(3-69)得得E (t，t0)=eAB(t) - eAB(t0) (3-69)(3-70)(3-71)结论：热电偶回路接入第三种导体结论：热电偶回路接

11、入第三种导体,只要与第三种导只要与第三种导体相接的两接点温度相同体相接的两接点温度相同, ,则对热电偶回路中电势无则对热电偶回路中电势无影响。影响。（3）常用热电偶的种类）常用热电偶的种类热电极材料应满足以下的要求：热电极材料应满足以下的要求：a.物理稳定性要高物理稳定性要高,即即热电性能稳定热电性能稳定,在测温范围内在测温范围内不随时间变化。不随时间变化。b.化学稳定性要高化学稳定性要高,即在高温下不被氧化和腐蚀。即在高温下不被氧化和腐蚀。 e.电阻温度系数小电阻温度系数小,导电率要高导电率要高,即温度升高即温度升高,导体导体 的阻值不要变化太大。的阻值不要变化太大。f. 热电势与温度成热电

12、势与温度成线性关系线性关系,产生热电势要大。产生热电势要大。d.复现性要好复现性要好。c. 材料材料组织要均匀组织要均匀，要有韧性，便于加工成丝。，要有韧性，便于加工成丝。常用热电偶：常用热电偶： 铂铑铂铑30 铂铑铂铑6热电偶热电偶 型号：型号：WRR 分度号分度号:B 测温范围测温范围3001600，短期可测短期可测1800；热电势小热电势小。 测量测量100时，产生热电势时，产生热电势E(100，0)= 0.034mV铂铑铂铑10 10 铂铂热电偶热电偶 型号：型号：WRP 分度号分度号: S 测温范围测温范围-201300，短期可测，短期可测1600；耐高温，耐高温，不易氧化；较好的化

13、学稳定性；不易氧化；较好的化学稳定性；精度高，精度高，可用于精密可用于精密测量。测量。 测量测量100时，产生热电势，时，产生热电势，E(100,0)= 0.6434mV。 镍铬镍铬镍硅热电偶镍硅热电偶型号：型号：WRN 分度号分度号:K 测温范围测温范围-501000，短期可测短期可测1200；价格便价格便宜；宜；热电势较大热电势较大，近似为线性。，近似为线性。 测量测量100时，产生热电势时，产生热电势E(100，0)= 4.1 mV。 镍铬镍铬考铜热电偶考铜热电偶 型号：型号：WRE 分度号分度号: XK 测温范围测温范围-50600，短期可测短期可测800；价格便宜；价格便宜；热电势大

14、。热电势大。 测量测量100 时，产生热电势时，产生热电势 E(100,0)=6.95mV； 铂铑铂铑30 铂铑铂铑6铂铑铂铑1010铂铂镍铬镍铬镍硅镍硅 贵金属的热电极大多采用直径为贵金属的热电极大多采用直径为0.30.65mm的细丝，的细丝，普通金属电极丝的直径一般为普通金属电极丝的直径一般为0.53.2mm。其长度由安装其长度由安装条件及插入深度决定，一般为条件及插入深度决定，一般为3502000mm。 （4 4）热电偶的结构）热电偶的结构 普通型热电偶普通型热电偶由由热电极、绝缘管、保护套管热电极、绝缘管、保护套管和和接线盒接线盒等组成等组成 图图3-61 绝缘管用于绝缘管用于防止防止

15、两根热电极短路两根热电极短路； 保护套管作用是保护套管作用是保护电极不受化学保护电极不受化学腐蚀和机械损伤腐蚀和机械损伤。 接线盒是接线盒是供热电供热电极和补偿导线连接极和补偿导线连接用的用的。 热电偶结构示意图热电偶结构示意图 1 1接线盒；接线盒；2 2保护套管；保护套管；3 3绝缘套管；绝缘套管；4 4热电偶丝热电偶丝1234铠装热电偶铠装热电偶 由金属套管、绝缘材料、热电偶丝一起经过复合拉由金属套管、绝缘材料、热电偶丝一起经过复合拉伸成型，即伸成型，即经特殊整体拉伸工艺做成坚实的组合体。经特殊整体拉伸工艺做成坚实的组合体。 优点：反应速度快、使用方便、可弯曲、气密性好优点：反应速度快、

16、使用方便、可弯曲、气密性好、不怕振、耐高压等、不怕振、耐高压等 铠铠 装装 热热 电电 偶偶 工工 作作 端端 结结 构构 示示 意意 图图绝缘型绝缘型露头型露头型接壳型接壳型 表面型热电偶表面型热电偶 常用的结构形式是利用常用的结构形式是利用真空镀膜法将两电极材料蒸真空镀膜法将两电极材料蒸镀在绝缘基底上的薄膜热电偶镀在绝缘基底上的薄膜热电偶。如图，其热接点极薄如图，其热接点极薄(0.010.lm) 其特点：其特点：反应速度极快、热惯性极小。反应速度极快、热惯性极小。4123表面型热电偶表面型热电偶1热电极热电极; 2热接点热接点;3绝缘基板绝缘基板; 4引出线引出线 因此，特别适用于对因此，

17、特别适用于对壁面温度壁面温度的快的快速测量。安装时速测量。安装时,用粘结剂将它粘结在用粘结剂将它粘结在被测物体壁面上。目前我国试制的有被测物体壁面上。目前我国试制的有铁铁镍、铁镍、铁康铜和铜康铜和铜康铜三种康铜三种,尺尺寸为寸为 6060.2mm;绝缘基板用云母、绝缘基板用云母、陶瓷片、玻璃及酚醛塑料纸等；测温陶瓷片、玻璃及酚醛塑料纸等；测温范围在范围在300以下；反应时间仅为几以下；反应时间仅为几ms。 快速热电偶快速热电偶 (消耗式热电偶）消耗式热电偶） 它是它是测量高温熔融物体测量高温熔融物体一种专用热电偶。一种专用热电偶。 下图为一种测量钢水温度的热电偶。它是用直径为下图为一种测量钢水

18、温度的热电偶。它是用直径为0.050.lmm的铂铑的铂铑10一铂铑一铂铑30热电偶装在热电偶装在U型石英管中，型石英管中，再铸以高温绝缘水泥，外面再用保护钢帽所组成。这种热再铸以高温绝缘水泥，外面再用保护钢帽所组成。这种热电偶使用一次就焚化，但它的优点是热惯性小，只要注意电偶使用一次就焚化，但它的优点是热惯性小，只要注意它的动态标定，测量精度可达土它的动态标定，测量精度可达土57。14235678 91110快速热电偶快速热电偶 1刚帽；刚帽； 2石英；石英； 3纸环；纸环； 4绝热泥；绝热泥；5冷端；冷端； 6棉花；棉花； 7绝缘纸管；绝缘纸管； 8补偿导线；补偿导线；9套管；套管； 10塑

19、料插座；塑料插座； 11簧片与引出线簧片与引出线在热电偶选型时，要注意三个方面：在热电偶选型时，要注意三个方面： 热电极热电极材料材料； 保护套管的保护套管的结构结构，材料材料及及耐压强度耐压强度； 保护套管的保护套管的插入深度插入深度。2、补偿导线的选用补偿导线的选用 保持冷端温度不变的方法保持冷端温度不变的方法是采用一种专用导线，将热是采用一种专用导线，将热电偶的冷端延伸出来，这种专用导线称为电偶的冷端延伸出来，这种专用导线称为“补偿导线补偿导线”。回路中电动势的大小为回路中电动势的大小为)()(),(00tftfttE )()(0teteABAB 若将接触点若将接触点t0作为冷端作为冷端

20、,并维持温度不变，则热电势并维持温度不变，则热电势的大小只与热端的大小只与热端t的温度有关。即的温度有关。即: E = f（t）补偿导线：补偿导线： 两种不同廉价导体材料制成的导线。在一定温度范两种不同廉价导体材料制成的导线。在一定温度范围内围内(100以下以下)与热电偶热电特性相同或十分相近。与热电偶热电特性相同或十分相近。a.不同热电偶的补偿导线不同，使用时要注意不同热电偶的补偿导线不同，使用时要注意型型 号匹配号匹配、正负极对应正负极对应。严格配套，绝不能错用。严格配套，绝不能错用。 b. 仅起到冷端延伸作用，并仅起到冷端延伸作用，并未对冷端进行补偿未对冷端进行补偿。 起到稳定冷端的作用

21、。起到稳定冷端的作用。 c. 一般补偿导线与热电偶的一般补偿导线与热电偶的连接处的温度不应超过连接处的温度不应超过 100。更不能代替热电偶。更不能代替热电偶。 注意：注意：E(t，t0)=eAB(t) - C 3、冷端温度的补偿、冷端温度的补偿 热电偶分度表是在热电偶分度表是在t00情况下得到的，只有得情况下得到的，只有得到到E(t, 0)才能通过查分度表得到实测温度才能通过查分度表得到实测温度t, 但一般热但一般热电偶测得的是电偶测得的是E(t,t0)。)0,(),(0tEttE即即称为称为冷端温度补偿冷端温度补偿。 在应用热电偶测温时，只有将端温度保持为在应用热电偶测温时，只有将端温度保

22、持为0，或，或者是进行一定的修正才能得出准确的测量结果。者是进行一定的修正才能得出准确的测量结果。 (1) (1) 冷端温度保持为冷端温度保持为0的方法的方法 将将冷端延伸到冰水混合物冷端延伸到冰水混合物0中中,则得到则得到EAB(t,0)，直，直接查表求得接查表求得t。 该方法补偿精度高；使用比较麻烦，一般用于实该方法补偿精度高；使用比较麻烦，一般用于实验室的温度精密测量，在工业测量中不采用。验室的温度精密测量，在工业测量中不采用。 图图3-63(2) (2) 冷端温度修正法冷端温度修正法 如某设备实际温度为如某设备实际温度为t，其热电偶冷端温度，其热电偶冷端温度t10时，时，测得的热电偶回

23、路中的热电势为测得的热电偶回路中的热电势为E(t, t1 ), E(t, 0) 冷端为冷端为0，热端为，热端为t时的热电势时的热电势;E(t, t1 ) 冷端为冷端为t1，热端为，热端为t时的热电势时的热电势;E(t1, 0) 冷端为冷端为0，热端为，热端为t1时的热电。时的热电。 E(t,0)E(t,t1)E(t1,0) 这时可采用下式进行修正，即这时可采用下式进行修正，即E(t, t1 ) 测出，测出，t1已知，查表得到已知，查表得到E(t1, 0)，则可得，则可得E(t, 0)，查表可得，查表可得t。 0000000,00,0,0,0,0,0ABABABABABABABABABABABA

24、BABABEt tetetEteteEtEt teteEtEtEt tEt例：用镍铬例：用镍铬镍硅热电偶测量温度，测量时冷端温度镍硅热电偶测量温度，测量时冷端温度 t0=30，测得的热电势，测得的热电势 =39.17mV，求实际求实际 温度？温度？ ,30E t39.17 1.240.37 mV977tC解：解：)0()()0(00,tEt,tEt,EABABAB )030()30(,Et,EABAB （3 3）校正仪表零点法）校正仪表零点法仪表未工作前，将仪表的指针调在室温数值上。仪表未工作前，将仪表的指针调在室温数值上。（4 4）补偿电桥法）补偿电桥法 利用不平衡电桥随温度变化产生的电压，

25、补偿热利用不平衡电桥随温度变化产生的电压，补偿热电偶因冷端温度变化所导致的热电势值变化。电偶因冷端温度变化所导致的热电势值变化。 当电桥取在当电桥取在20平衡时平衡时:R1R2R3Rt20 桥路无输出桥路无输出 Uab0当冷端温度当冷端温度t0 20时：时： t0 RtUab热电偶回路中热电势：热电偶回路中热电势： t0 E (t, t0) 适当选择桥路电流可使适当选择桥路电流可使Uab = E(t0 ,0)相等，起到自相等，起到自动补偿作用。动补偿作用。 )0()(0t,EUt,tEABabAB 注意：注意：2.2.桥路如果是在桥路如果是在0 时设计平衡的，仪表的时设计平衡的，仪表的零点也零

26、点也 应调在应调在0 处处。1.1.桥路如果是桥路如果是在在20时设计平衡的时设计平衡的，仪表的，仪表的零点零点 应调在应调在20处处。3.3.显示仪表应与热电偶的分度号匹配。显示仪表应与热电偶的分度号匹配。（5 5）补偿热电偶法）补偿热电偶法 设置补偿热电偶是为了使多支热设置补偿热电偶是为了使多支热电偶的冷端温度保持恒定。电偶的冷端温度保持恒定。 实施办法：实施办法：将将补偿热电偶补偿热电偶的工作端插入的工作端插入2-3m2-3m的地下或的地下或放在其他恒温器中，使其温度恒定为放在其他恒温器中，使其温度恒定为t t0 0. .而其冷端与多支而其冷端与多支热电偶的冷端都接在温度为热电偶的冷端都

27、接在温度为t t1 1的同一个接线盒中。的同一个接线盒中。 测温仪表的指示值为测温仪表的指示值为E(t,tE(t,t0 0) )所对应的温度。所对应的温度。4 4、热电偶测温系统组成、热电偶测温系统组成 BA0t0t现场控制室E热电偶热电偶: :测温元件测温元件 导线导线: :补偿导线补偿导线 显示仪表（冷端补偿）显示仪表（冷端补偿）: :电位差计、数字式显示电位差计、数字式显示 仪表、计算机仪表、计算机 。1 1）温度显示型）温度显示型 BA2 2）热电偶）热电偶变送器变送器-显示或控制仪表显示或控制仪表 热电偶热电偶: :测温元件测温元件 导线导线: :补偿导线补偿导线 温度变送器（输入温

28、度变送器（输入mV信号，冷端补偿）信号，冷端补偿） 显示仪表（输入显示仪表（输入4-20mA信号）信号）: :数字式显示仪表、数字式显示仪表、 计算机计算机 显示仪表（输入显示仪表（输入4-20mA信号）信号）: :数字式显示仪表、数字式显示仪表、 计算机。计算机。 3 3）一体化热电偶温度变送器）一体化热电偶温度变送器-显示或控制仪表显示或控制仪表一体化温度变送器（热电偶与变送器一体化）一体化温度变送器（热电偶与变送器一体化） 第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表一、温度检测方法一、温度检测方法二、热电偶温度计二、热电偶温度计三、热电阻温度计三、热电阻温度计五、电动温度变送器五、电动温

29、度变送器八、测温仪表的选用及安装八、测温仪表的选用及安装三、热电阻温度计三、热电阻温度计1 1、测温原理、测温原理 利用利用金属导体的电阻值随温度变化而变化金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来的特性来测量温度的。测量温度的。仪表仪表Rt注意：连接导线采用的是注意：连接导线采用的是三线制连接三线制连接。由热电阻，显示仪表以及连接导线组成。由热电阻，显示仪表以及连接导线组成。 )(100ttRRtt Rt 温度为温度为t的电阻值的电阻值; Rt0 温度为温度为t0的电阻值的电阻值; 电阻温度系数；电阻温度系数； t温度的变化值；温度的变化值； Rt电阻值的变化量。电阻值的变化量。 呈线性特性的

30、电阻来说，其电阻值与温度关系如下：呈线性特性的电阻来说，其电阻值与温度关系如下：(3-72)tRRRRtttt 00 (3-73)2 2、工业常用热电阻、工业常用热电阻对金属材料的要求：对金属材料的要求： 1）物理稳定性要高物理稳定性要高, ,即热电性能稳定即热电性能稳定, ,不随时间变化。不随时间变化。2）化学稳定性要高化学稳定性要高, ,即在高温下不被氧化和腐蚀。即在高温下不被氧化和腐蚀。3）电阻温度系数大。（灵敏度高）电阻温度系数大。（灵敏度高） 4）电阻率要大。（电阻值大，而体积小）电阻率要大。（电阻值大，而体积小）5）电阻值随温度变化成线性电阻值随温度变化成线性, ,复制性好。复制性

31、好。 热电阻温度计热电阻温度计是把温度的变化通过测温元件是把温度的变化通过测温元件热电阻热电阻转换为转换为电电阻值的变化阻值的变化来测量温度；来测量温度； 热电偶温度计热电偶温度计把温度的变化通过测温元件把温度的变化通过测温元件热电偶热电偶转化为转化为热电热电势的变化势的变化来测量温度。来测量温度。 热电阻温度计适用于测量热电阻温度计适用于测量200500范围内范围内液体液体、气体、蒸汽及固体表面的温度。、气体、蒸汽及固体表面的温度。 （1）铂热电阻）铂热电阻测温范围：测温范围：-200650 0650范围：范围： 特点：特点：精度高、性能稳定可靠、抗氧化性好。精度高、性能稳定可靠、抗氧化性好

32、。 常用热电阻常用热电阻 3201CtBtAtRRt Rt t时的阻值时的阻值; R0 0时的阻值时的阻值;A,B,C是常数。是常数。 A3.9510-3 /; B-5.8510-7 /2 ; C-4.2210-22 /3 。由于由于B、C 很小所以：很小所以： )(1 00ttRRt 平均电阻温度系数为平均电阻温度系数为3.8510-3 /。Pt10电阻丝较粗，主要用于电阻丝较粗，主要用于高一点高一点温度的测量。温度的测量。分度号分度号: : Pt10 R0 =10Pt100 R0 =100（2）铜热电阻）铜热电阻测温范围：测温范围：-50150。分度号：分度号：Cu50、Cu100。特点：

33、材料易提纯，价格便宜；电阻温度系数大，特点：材料易提纯，价格便宜；电阻温度系数大，且电阻与温度呈线性关系；电阻率低。且电阻与温度呈线性关系；电阻率低。 平均电阻温度系数平均电阻温度系数4.2510-3 /。)(1 00ttRRt 在在50150的范围内，铜电阻与温度的关系的范围内，铜电阻与温度的关系是线性的，即：是线性的，即：3、热电阻结构、热电阻结构 热电阻元件一般是用细金属丝均匀地双线绕制在热电阻元件一般是用细金属丝均匀地双线绕制在绝缘材料制成的骨架上。当被测介质中有温度梯度存绝缘材料制成的骨架上。当被测介质中有温度梯度存在时，则在时，则测量的温度是感温元件所在范围内介质的平测量的温度是感

34、温元件所在范围内介质的平均温度均温度。 （1 1）普通型热电阻）普通型热电阻 主要由主要由电阻体、保护套电阻体、保护套管和接线盒管和接线盒等组成。等组成。 电阻体：电阻体：将电阻丝绕制在将电阻丝绕制在具有一定形状的支架上具有一定形状的支架上。 图图3-67（2）铠装热电阻）铠装热电阻（3）薄膜热电阻）薄膜热电阻 将电阻体预先拉制成型并与绝缘材料和保护套管连成将电阻体预先拉制成型并与绝缘材料和保护套管连成一体。一体。 特点：特点：体积小，抗震性强、可弯曲、热惯性小、使体积小，抗震性强、可弯曲、热惯性小、使用寿命长。用寿命长。将热电阻材料通过真空镀膜法，直接蒸镀到绝缘基底上。将热电阻材料通过真空镀

35、膜法，直接蒸镀到绝缘基底上。 特点：特点：体积很小，热惯性小、灵敏度高。体积很小，热惯性小、灵敏度高。4 4、热电阻测温系统组成、热电阻测温系统组成 （1）热电阻：测温元件）热电阻：测温元件 （2）导线：）导线：3根根普通导线普通导线( (三线制三线制) ) （3）显示仪表：电桥、数字显仪表、计算机。）显示仪表：电桥、数字显仪表、计算机。 1 1）热电阻）热电阻显示仪表型显示仪表型 仪表仪表RttRlineRlineR0RR0 固定电阻，固定电阻，I 恒流源。恒流源。00RRt RRRRRtt 00)(tfR 改进前，采用二线制有导线电阻影响。改进前，采用二线制有导线电阻影响。 bcacabU

36、UU IRIRRlinet0)2( IRRRlinet )2(0IRRline )2(IRtfline 2)( Uab不仅与被测温度有关，而且与导线电阻有关，即不仅与被测温度有关，而且与导线电阻有关，即与导线长度、环境温度等因素有关，会产生测量误差。与导线长度、环境温度等因素有关，会产生测量误差。tRlineRlineRlineR0R改进后，采用三线制克服导线电阻影响：改进后，采用三线制克服导线电阻影响： bcacabUUU IRRIRRlinelinet)2()2(0 IRRt )(0IR Itf )( Uab仅与被测温度有关。仅与被测温度有关。2）热电阻）热电阻变送器变送器-显示仪表显示仪

37、表（1）热电阻：测温元件）热电阻：测温元件 （2）导线：）导线：3根普通导线根普通导线( (三线制三线制) ) （3）温度变送器（输入电阻信号）温度变送器（输入电阻信号） （4）显示仪表（输入）显示仪表（输入420mA） lineRlineRtRlineR（2 2）显示仪表）显示仪表: :数字式显示仪表、计算机。数字式显示仪表、计算机。 3 3）一体化热电阻温度变送器）一体化热电阻温度变送器-显示仪表显示仪表（1 1）一体化温度变送器（热电阻与变送器一体化）一体化温度变送器（热电阻与变送器一体化） tR一体第五节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表一、温度检测方法一、温度检测方法二、热电偶温度

38、计二、热电偶温度计三、热电阻温度计三、热电阻温度计五、电动温度变送器五、电动温度变送器八、测温仪表的选用及安装八、测温仪表的选用及安装五五 电动温度变送器电动温度变送器 DBW型温度变送器将温度或两点间的温差转换成型温度变送器将温度或两点间的温差转换成420mA和和15V的统一标准信号的统一标准信号。 DDZ-III型温度变送器与型温度变送器与DDZ-II型温度变送器相型温度变送器相比，具有以下主要特点：比，具有以下主要特点： (1) 线路上采用了安全火花型防爆措施；线路上采用了安全火花型防爆措施； (2) 在热电偶和热电阻的温度变送器中采用了线性在热电偶和热电阻的温度变送器中采用了线性化机构

39、化机构； (3) 在线路中，由于使用了集成电路，使变送器具在线路中，由于使用了集成电路，使变送器具有良好的可靠性、稳定性等各种技术性能。有良好的可靠性、稳定性等各种技术性能。1 1、热电偶温度变送器、热电偶温度变送器 热电偶温度变送器的构成：输入桥路、放大电路、热电偶温度变送器的构成：输入桥路、放大电路、反馈电路反馈电路 (1) (1) 输入电桥输入电桥 作用：冷端温度补偿；调整零点。作用：冷端温度补偿；调整零点。图图3-70图图3-69热电偶温度变送器的结构方框图热电偶温度变送器的结构方框图（2）反馈电路）反馈电路 作用：使变送器的输出信号直接与被测温度成作用：使变送器的输出信号直接与被测温

40、度成线性关系。线性关系。当温度较高时，热电偶灵敏度偏高的区域，使负反馈当温度较高时，热电偶灵敏度偏高的区域，使负反馈作用强一些，这样以反馈电路的非线性补偿热电偶的作用强一些，这样以反馈电路的非线性补偿热电偶的非线性，故可非线性，故可获得输出电流获得输出电流Io与温度与温度t成线性关系成线性关系。图图3-71(3) 放大电路放大电路 作用：将热电势放大后变换为高电平输出。作用：将热电势放大后变换为高电平输出。2 2、热电阻温度变送器、热电阻温度变送器 构成：输入电桥、放大电路、反馈电路构成：输入电桥、放大电路、反馈电路 。图图3-72 热电阻温度变送器的结构方框图热电阻温度变送器的结构方框图第五

41、节第五节 温度检测及仪表温度检测及仪表一、温度检测方法一、温度检测方法二、热电偶温度计二、热电偶温度计三、热电阻温度计三、热电阻温度计五、电动温度变送器五、电动温度变送器八、测温仪表的选用及安装八、测温仪表的选用及安装八、八、测温仪表的选用及安装测温仪表的选用及安装1 1、温度测量仪表的选用、温度测量仪表的选用(1) 就地温度仪表的选用就地温度仪表的选用 精确度等级精确度等级 a. 一般工业用温度计：一般工业用温度计：1.5或或1.0级级 b. 精密测量用温度计：精密测量用温度计：0.5或或0.25级级 测量范围测量范围 a. 最高测量值不大于仪表测量范围上限值最高测量值不大于仪表测量范围上限值90%，正常测量值在测量上限值的正常测量值在测量上限值的1/2左右。左右。 b. 压力式温度计测量值应在仪表测量上限值的压力式温度计测量值应在仪表测量上限值的1/23/4之间。之间。双金属温度计。双金属温度计。应优先选用