温度测量课件

温度测量温度测量9/13/20232温度检测方法概述测温方式类别原理典型仪表测温范围接触式测温膨胀类利用液体气体的热膨胀及物质的蒸汽压变化玻璃液体温度计-100~600压力式温度计-100~500利用两种金属的热膨胀系数差双金属温度计-80~600热电类利用热电效应热电偶-200~1800电阻类固体材料的电阻随温度而变化铂电阻-260~850热敏电阻-50~300半导体类半导体器件的温度效应集成温度传感器-50~150晶体的固有频率随温度而变化石英晶体温度计-50~120光纤类利用光纤的温度特性光纤温度传感器-50~400非接触式测温光纤类利用光纤的传光介质光纤辐射温度计200~4000辐射类利用普朗克定律等光电高温计800~3200辐射传感器400~2000比色温度计500~3200红外温度计-30~20007/31/20232温度检测方法概述测温方式类别原理典型仪表9/13/20233测温方法与测温仪器的分类接触式测温与非接触式测温的比较方式接触式非接触式测量条件感温元件要与被测对象良好接触；感温元件的加入几乎不改变对象的温度；被测温度不超过感温元件能承受的上限温度；被测对象不对感温元件产生腐蚀需准确知道被测对象表面发射率；被测对象的辐射能充分照射到检测元件上。测量范围特别适合1200℃以下、热容大、无腐蚀性对象的连续在线测温，对高于l300℃以上的温度测量较困难原理上测量范围可以从超低温到极高温，但1000℃以下，测量误差相对较大，能测运动物体和热容小的物体温度精度工业用表通常为1.0、0.5、0.2及0.1级，实验室用表可达0.01级通常为1.0、1.5、2.5级响应速度慢，通常为几十秒到几分钟快，通常为2～3秒钟其它特点整个测温系统结构简单、体积小、可靠、维护方便、价格低廉，仪表读数直接反映被测物体实际温度；可方便地组成多路集中测量与控制系统整个测温系统结构复杂、体积大、调整麻烦、价格昂贵；仪表读数通常只反映被测物体表现温度(需进一步转换)；不易组成测温、控温一体化的温度控制装置7/31/20233测温方法与测温仪器的分类接触式测温与非接膨胀式与压力式温度计玻璃液体温度计特点：使用方便；价格便宜；结构简单；

精度高；读数不便，不能传送

工作原理:透明玻璃壳中的液体受热膨胀原理。外标式内标式膨胀式与压力式温度计玻璃液体温度计特点：使用方便；价格便宜；膨胀式与压力式温度计压力式温度计工作原理：密闭容器中物质受热膨胀，压力发生变化来指示温度。特点：结构简单可靠，可较远距离传送（<50m）精度较低，受环境温度影响较大膨胀式与压力式温度计压力式温度计工作原理：密闭容器中物质受热

双金属温度计：测量中低温度；范围-80℃～+500℃；液体、蒸汽和气体介质温度。

特点：

现场显示温度，直观方便；

安全可靠，使用寿命长；

多种结构形式，可满足不同要求。精度较低，不能远传

双金属温度计膨胀式与压力式温度计双金属温度计：

特点：

现场显示温度，直观方便；

电阻温度计

工作原理：对于一个给定电阻，其电阻值是温度的单值函数，因而可以通过测量电阻值来推算温度。

特点：输出信号大,准确度比较高,稳定性好,但元件结构一般比较大,动态响应较差,不适宜测量体积狭小和温度瞬变区域。TRt铂电阻热敏电阻100R导线V-+Iref=5mA铂电阻dRxR导线电阻温度计

工作原理：对于一个给定电阻，其电阻值是温度的单热电偶特点：测温范围广，性能稳定，结构简单，测量精度高，输出信号便于远传。测温延迟。不适合测极高温。适用于测量温度不是很高，而且温度变化不是很大的物体。1、原理：将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当温度升高时，就会产生热电流，回路便产生电动势。这种现象称为热电效应（或塞贝克效应）。热电偶就是利用这个效应来工作的。热电偶特点：测温范围广，性能稳定，结构简单，测量精度高，输出9/13/20239热电偶的种类：7/31/20239热电偶的种类：9/13/202310热电偶的特性曲线：7/31/202310热电偶的特性曲线：9/13/202311热电偶的焊接热电偶焊接前的准备：推荐：热电偶导线应露出内部绝缘层1.5mm。推荐：热电偶导线应露出外部保护层15mm。热电偶测量端的形式：平行。交叉。热电偶焊点的要求：焊点越小越好，以减少导热误差及动态相应误差。焊点要求圆润对称和牢固。焊接要领：可通过调节点焊机的电压旋钮来调整焊点的大小。7/31/202311热电偶的焊接热电偶焊接前的准备：9/13/202312人：对仪器的错误设置。如热电偶类型和参考结点的设置错误等。对测量仪器和方法的了解程度与其对测量精度的要求不相称。过分地依赖仪器之后，必然是过分地怀疑仪器。对温度测量点的选择不正确，不具有代表性。设备：仪器本身的精度等级不够，发生故障或超出计量期限。仪器过于靠近热源。热电偶材质的优劣。热电偶的焊接质量。因热电偶被超范围使用而性能劣化或热电偶氧化生锈。方法：选择了错误的测量方法。不同的精度要求会有不同的辅助测量装置，如高精度测量要用冰水混合物作冷端补偿等。不同的测量时间会有多种测量方法可选。忽略了对被测物的干扰。测量时未达到热平衡状态。接触方式不牢靠或接线不牢靠。被测物：被测物温度状态的稳定性差或尚未稳定。被测物温度梯度变化强烈。被测物的热容量大小，即对温度测量的抗干扰能力。环境：周围气流对温度测量的干扰。电磁环境对温度测量的干扰。环境温度对温度测量的影响。热电偶温度检测误差的分析7/31/202312人：热电偶温度检测误差的分析温度与辐射能量的关系

黑体辐射光谱曲线的特性12345678910111213141500°C1000°C542°C260°C20°C不同温度的辐射曲线永不会相交随温度增加，辐射能量增大而峰值波长减小波长与温度成反比红外能量（温度/热像）波长（微米）102101110-110-210-310-40温度与辐射能量的关系

黑体辐射光谱曲线的特性1234567红外测温仪工作原理窗口和光学系统目标环境探测器显示及输出453SP1470EMS?85红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚集在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值。红外测温仪工作原理窗口和光学系统目标环境探测器显示及输出45红外测温仪特点红外测温仪特点:非接触式测量,测温范围广,响应速度快,灵敏度高。但由于受被测对象的发射率影响,几乎不可测到被测对象的真实温度,测量的是表面温度。在CSA和UL标准中，只规定了接触式测温方法（热电偶和电阻法）进行温升测试红外测温仪特点红外测温仪特点:物体发射率随发射率变化

(非灰体)=0.9(灰体)相对能量波长(微米)=1.0(黑体)

发射率为物体的辐射度与和与该物体具有相同温度的黑体的辐射度之比物体发射率随发射率变化

(非灰体)=0.9(灰体)相对能影响发射率的主要因素材料种类表面状况(抛光,粗糙,氧化,喷砂)表面几何形状(平面,凹面,凸面)表面理化结构状态（如沉积物，氧化膜，油膜等）透过率(例如塑料薄膜)测量温度测量角度影响发射率的主要因素材料种类透过率(例如塑料薄膜)距离系数探头到目标的距离测量斑直径大小2.50.17.50.3140.6210.8331.3mm英寸002515027631305mm英寸测斑直径测量距离=S:D目标大小D(mm)1550100200测量距离S(mm)<120<400<800<1600表2S值应满足的要求距离系数探头到目标的距离测量斑直径大小2.57.514213目标与视场 要确保目标大于仪器所测圆点的大小。目标越小，则应离得越近。如果精度非常重要，则要确保目标至少是测量圆点大小的两倍最好一般差探头目标大于测量视场目标等于测量视场目标小于测量视场目标与视场 要确保目标大于仪器所测圆点的大小。目标越小，则应9/13/202320发射率：辐射率的设定-必须注意不同物体和测温仪相对应的辐射率，对辐射率的设定要尽量准确，以减小所测温度的误差。测试角度-辐射率与测试方向有关，测试角度越大，测试误差越大距离系数：距离系数(K=S:D)是测温仪到目标的距离S与测温目标直径D的比值，它对红外测温的精确度有很大影响，K值越大，分辨率越高。目标尺寸：当被测目标大于测试视场时，测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响，就能显示被测物体位于光学目标内确定面积的真实温度，这时的测试效果最好。当被测目标等于测试视场时，背景温度已受到影响，但还比较小，测试效果一般。当被测目标小于测试视场时，背景辐射能量就会进入测温仪的视声符支干扰测温读数，造成误差。仪器仅显示被测物体和背景温度的加权平均值。因此建议在实际测温时，被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。响应时间：如果目标的运动速度很快或者测量快速加热的目标时，要选用快速响应红外测温仪，否则达不到足够的信号响应，会降低测量精度。环境因素：环境温度的影响大气吸收的影响红外红外测温误差分析7/31/202320发射率：红外红外测温误差分析SmartViewSmartView发射率发射率应用点：电路系统通过电路系统的发热检测，可以判断散热系统的工作效能及器件选用是否合理。电源变压器发热状况电源模块应用点：电路系统通过电路系统的发热检测，可以判断散电源变压器应用点：电路芯片芯片表面温度一般要求在120℃以下，超过则会影响芯片的使用寿命，造成产品电路运行受阻；同时其他元器件也有相应的温度限制。显示器主芯片发热状态应用点：电路芯片芯片表面温度一般要求在120℃以下，超过则会应用点：PCB板发热状态电路器件的发热会传递到PCB板，一般PCB板任意部分的温度需控制在50℃内，极限温度为70℃。红外热像仪可以检测上微小发热点，确保PCB板的正常工作。应用点：PCB板发热状态电路器件的发热会传递到PCB板，一般应用点：LED行业应用点：LED行业应用点：管道检测

红外热像仪可以方便地查看管道的保温隔热层有无损坏，或是否有泄漏的隐患。问题：哪些行业关注管道检测？应用点：管道检测红外热像仪可以方便地查看管道的保温隔热层282000温度测量概述：在热电偶测量中，温度测量范围取决于所使用热电偶的类型，所支持的热电偶类型包括K、T、J。温度检测的实际应用---Keithley2000282000温度测量概述：温度检测的实际应用---Keith9/13/202329温度检测的实际应用---Keithley20002000温度测量的设置：热电偶温度测量设定热电偶测量的设定步骤在下表中，按SHIFT，再按TCOUPL之后，便开始菜单中的第一步选择测量单位。闪烁的菜单选项或参数为光标的所在位置，用

和

键来控制光标位置。通过用

和

键移动光标来选择菜单中的不同项目。每一次都用ENTER来确认选择，菜单便自动进入下一个选择项，在最后一步，按ENTER之后，仪器将返回正常测试状态。2000热电偶温度测量的设置步骤：步骤操作/菜单显示描述1联接好热电偶，插上2000，开机2开机，按SHIFT，再按TCOUPL3UNITS:C,F,orK选择温度测量的单位：℃，K，或℉。4TYPE:K,J,T选择热电偶的类型：K,T或J型。6JUNC:SIM,CH1选择参考结点的形式9SIM:25设置环境温度10按TEMP键，进入温度测试状态。7/31/202329温度检测的实际应用---Keithle3034970A温度测量概述：在热电偶测量中，温度测量范围取决于所使用热电偶的类型，所支持的热电偶类型包括J、N、S、B、K、R、T、E。温度检测的实际应用---数据采集器34970A3034970A温度测量概述：温度检测的实际应用---数据采9/13/202331温度检测的实际应用---数据采集器34970A34970A温度测量的设置：热电偶温度测量设定热电偶测量的设定步骤在下表中，按Measure进入设置滚轮左右选择