温度计的种类
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温度计的种类
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第一篇:温度计的种类温度计的种类及其应用
温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动 的剧烈程度。而温度计是判断和测量温度的仪器。从测温范围来看，在 低温区域（&550℃）通常采用膨胀式、电阻式、热电式等接触式温度计； 而在高温区域（&550℃）通常采用辐射式非接触温度计。下面据此介绍 各种温度计种类和原理。一、 低温区域 1.膨胀式温度计 利用气体、液体、固体热胀冷缩的性质测量温度。(1)气体温度计 利用一定质量的气体作为工作物质的温度计。用气体温度计来体现理想气体温标为标准温标。用气体温度计所测得的 温度和热力学温度相吻合。气体温度计是在容器里装有氢或氮气（多用 氢气或氦气作测温物质，因为氢气和氦气的液化温度很低，接近于绝对 零度，故它的测温范围很广） ，它们的性质可外推到理想气体。这种温 度计有两种类型：定容气体温度计和定压气体温度计。定容气体温度计 是气体的体积保持不变，压强随温度改变。定压气体温度计是气体的压 强保持不变，体积随温度改变。(2)液体温度计 利用作为介质的感温液体随温度变化而体积发 生变化与玻璃随温度变化而体积变化之差来测量温度。温度计所显示的 示值即液体体积与玻璃毛细管体积变化的差值。玻璃液体温度计的结构 基本上是由装有感温液(或称测温介质)的感温泡、玻璃毛细管和刻度标 尺三部分组成。感温泡位于温度计的下端，是玻璃液体温度计感温的部 分，可容纳绝大部分的感温液，所以也称为贮液泡。感温泡或直接由玻 璃毛细管加工制成(称拉泡)或由焊接一段薄壁玻璃管制成(称接泡)。感温 液是封装在温度计感温泡内的测温介质． 具有体膨胀系数大， 粘度小． 在 高温下蒸气压低，化学性能稳定，不变质以及在较宽的温度范围内能保 持液态等待点。常用的有水银．以及甲苯、乙醇和煤油等有机液体。玻 璃毛细管是连接在感温泡上的中心细玻璃管，感温液体随温度的变化在 里面移动。标尺是将分度线直接刻在毛细管表面，同时标尺上标有数字 和温度单位符号，用来表明所测温度的高低。(3)双金属温度计 双金属温度计是一种测量中低温度的现场检测 仪表。可以直接测量各种生产过程中的-80℃~+500℃范围内液体蒸汽和 气体介质温度。双金属温度计的工作原理是利用二种不同温度膨胀系数
的金属，为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷形状，当多层金 属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量不等，使得螺旋卷卷起或松 开。由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由转动的指针相连， 因此，当双金属片感受到温度变化时，指针即可在一圆形分度标尺上指 示出温度来。2.电阻温度计 根据导体电阻随温度而变化的规律来测量温度的温度计。最常用的电阻温度计都采用金属丝绕制成的感温元件，主要有铂电阻温 度计和铜电阻温度计，在低温下还有碳、锗和铑铁电阻温度计。精密的 铂电阻温度计是目前最精确的温度计，温度覆盖范围约为 14～903K， 其误差可低到万分之一摄氏度，它是能复现国际实用温标的基准温度 计。我国还用一等和二等标准铂电阻温度计来传递温标，用它作标准来 检定水银温度计和其他类型的温度计。分为金属电阻温度计和半导体电 阻温度计，都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计 主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的；半导体温 度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠，已广泛应用。它的测 量范围为-260℃至 600℃左右。3. 温差电偶温度计 利用温差电偶来测量温度的温度计。将两种不 同金属导体的两端分别连接起来，构成一个闭合回路，一端加热，另一 端冷却，则两个接触点之间由于温度不同，将产生电动势，导体中会有 电流发生。因为这种温差电动势是两个接触点温度差的函数，所以利用 这一特性制成温度计。若在温差电偶的回路里再接入一种或几种不同金 属的导线，所接入的导线与接触点的温度都是均匀的，对原电动势并无 影响，通过测量温差电动势来求被测的温度，这样就构成了温差电偶温 度计。这种温度计测温范围很大。例如，铜和康铜构成的温差电偶的测 温范围在 200～400℃之间；铁和康铜则被使用在 200～1000℃之间；由 铂和铂铑合金（铑 10%）构成的温差电偶测温可达千摄氏度以上；铱和 铱铑 （铑 50%） 可用在 2300℃； 若用钨和钼 （钼 25%） 则可高达 2600℃。二、高温区域 辐射高温计 根据物体的辐射能与温度之间的关系来测量温度的仪 表。所有的物体当其温度高于绝对零度时都发射出辐射能量，其辐射能 量的波长范围约为 0.01～100 微米,对应最大能量的峰值波长随物体温度 的增长而减小。探测元件从被测对象接收到的能量 W 可用斯特藩-波耳 兹曼方程确定。通过测量能量 W 就可确定物体的温度 T0 。由于实际物 体的真实温度大于辐射温度，而许多工业生产过程温度测量中的发射率
相对保持恒定，可采用修正方法改善被测对象的黑体辐射条件或测定发 射率 ε 来求出真实温度。辐射高温计分为全辐射高温计和部分辐射高温 计。(1)全辐射高温计 根据物体的全波长辐射能与温度之间的关系来测量温 度，由光学系统、探测器、测量仪表和用于冷却及烟尘防护的辅助装置 组成。被测物体向传感器方向发射的辐射经过透镜聚焦到探测元件上， 所产生的相应信号可由测量仪表显示或记录。探测器通常采用响应波段 较宽的热电堆。为提高灵敏度，热电堆往往需要由十几支、几十支的温 差电偶串联组成，因而热惯性较大，时间常数一般为秒级以上。此外热 电堆的基准端温度应保持恒定或采取自动温度补偿措施。光学系统和探 测元件对光谱辐射的响应有选择性，不可能完全接收全波长的辐射，因 此这种辐射温度计也可称为宽带辐射温度计。全辐射高温计的优点是结 构简单、使用方便、性能稳定、可以自动记录和远距离传送信号等。测 温范围为 100～2000℃,测温误差绝对值为 8～12℃。(2)部分辐射高温计 利用被测物体的部分波段辐射能与温度之间的关系 来测量物体温度，又称窄带辐射温度计。部分辐射高温计由某一较窄响 应波段的光学系统和探测元件组成。被测物体的部分热辐射经调制盘和 滤色片后照到探测元件上,再经放大由仪表显示或记录。探测元件通常采 用光导型或光生伏打型，它们决定传感器的响应波段。例如，采用硫化 铅时响应波长范围约为 0.6～3.0 微米，时间常数为毫秒量级。如采用硅 光电池，则响应波段约为 0.4～1.1 微米，时间常数可至微秒量级。采用 红外辐射探测技术还可使辐射测温范围向低温扩展。部分辐射高温计有 多种形式， 如远程红外测温仪、 红外线光源探测仪、 红外线亮度测温仪、 光电温度计等。这类传感器的优点是响应速度快，测量精度高，稳定性 好，测量下限低，可测量微小目标，而且比较窄的敏感谱带可以减少或 消除在瞄准光路中由于气体的吸收和发射率所造成的不良影响。部分辐 射高温计常用于测量静止或运动的灼热体表面温度，如测量生产中的钢 板、镀锡铁皮、快速加工件、电机或电缆接头温度等。一般测温范围为 100～1500℃，采用红外探测元件时可扩展至常温范围。
第一篇:温度计的种类温度测量及温度传感器
一、温度测量的基本概念 温度的定义：表征分子热运动的程度的 物理量 温标：衡量温度大小的标尺
摄氏：℃ 热力学：K 华氏：℉
二、温度的测量与变送
温度是工业生产过程中最普遍而重要的 操作参数。
所有的过程都是在一定的温度条件下进行的； 温度决定一些反应能否进行和反应方向； 温度决定一些反应的进程程度； 温度显示反应的能量变化。
温度不能直接测量。温度的测量都是通 过温度传递到敏感元件后，其物理性质 随温度变化而进行的。
三、温度计的分类和形式
膨胀式温度计
玻璃温度计 压力式温度计 双金属温度计
热电偶温度计 热电阻温度计 辐射式温度计
四、膨胀式温度计
玻璃温度计 压力式温度计 双金属温度计
玻璃液体温度计
利用液体受热膨胀并 沿玻璃毛细管延伸而 直接显示温度
双金属温度计
t ? t0 t = t0
不同金属受热膨胀不 同，双金属片在受热 情况下发生弯曲而显 示温度
1、玻璃液体温度计
是膨胀式温度计之一种,利用液体受热膨胀 的性质制成, 常用的液体有水银和酒精。广 泛用于测量-200-500摄氏度范围内的温度。（1）优点和缺点
玻璃液体温度计是最常用,也是最简单,最便宜 的温度计。这种温度计主要优点是构造简单,使用方便,精 度高和价格低廉。缺点是惰性大,能见度低, 不 能自动记录及远距离传送。
玻璃温度计
玻璃管温度计
2、压力式温度计
压力式温度计的工作原理是当温度变化时,工质的 体积或压力相应发生变化,以此制成温度计 这种温度计的主要优点是构造简单,防震可以远距 离测量 , 并可制成自动记录式。主要缺点是损坏 后很难修理,不能测点温和表面温度。国产WTQ型式气体压力温度计,可用来指示或记 录工业设备中气体, 蒸汽或液体的温度。测量范 围:0-120,0-160,0-200,0-3009(单位摄氏度)工作 压力:60kgf/cm^2,精度1.5与2.5级。
压力式温度计工作原理
利用液体的蒸发或气体的 膨胀而引起的压力变化进 行测量。温包：传热、容纳膨胀 介质； 毛细管：传递压力； 弹簧管：显示压力（温 度）。
带温压补偿的压力式温度计
3、双金属温度计
(一)双金属温度计的工作 原理：
双金属温度计是利用两种不 同膨胀系数的金属片A和B 将其焊接在一起并将一端固 定。当温度发生变化时,膨 胀悉数较大的金属片B伸长 较多,故其未固定端(自由端) 必然向膨胀系数较小的金属 A一方弯曲变形。利用弯曲 变形的大小不同,从而可表 示出温度的高低不同。
双金属温度计
(二).双金属片温度计 按指示部分与保护管 连接方式不同,分为 下列三种类型:
(1)轴项型 (2)径向型 (3)135度角型
双金属温度计
五、辐射式温度计
通过特定波长光波的强度或热辐射强度来确 定光源温度。1. 辐射式温度计：测定热辐射强度； 2. 光学温度计：采用光学分频法，测定不同频 率光波的强度比值； 3. 比色法：直接通过可见光颜色的对比，确定 光源温度。? 辐射式温度计，通常用于测量高温条件，特 别是光学温度计和比色温度计需要利用物体 在高温下发射的可见光进行检测。
辐射式温度计
六、热电偶温度计
1、热电偶的测温原理 热电势：两种不同的导体材料（或半导体） A，B组成的闭合回路。相接触时，存在电子 的迁移，达到平衡时，在接触的两端形成电 势
可用于点温度的测量 只与材料和温度 有关，与热电偶的长度、直
接触电势和温差电势组成
热电偶温度计
1、接触电势
在一定温度下，如果从金属A扩散到金属B 去的电子数等于从金属B吸向金属A的电子 数时，就达到了动态平衡。这时金属A，B 之间形成的电位差称为接触电势。
接触电势的大小与接头温度的高低和金属的种 类有关，温度越高，两金属的自由电子密度差 越大，则接触电势越大。
EAB（t） A
2、温差电势
温差电势：同一金属导体两端温度不同而产生 的。高温端流向低温端的自由电子与低温端被电场 吸引流向高温端的自由电子达到了动态平衡， 这时的电位差称为温差电势 e， 大小仅与金属材料及两端温差有关，而与几何 尺寸及金属（导体）温度分布无关。e(t,t0)可 用下面的函数差来表示
eA(t,t0)=eA(t)-eA(t0)
eA（t，t0）
(1)热电偶基本定律的内容
两种均质金属组成的热电偶，其电势大 小与热电级直径，长度和沿热电级长度 上的温度分布无关，只与热电级材料和 两端温度有关； 热电势大小是两端温度的函数差，如果 两端温度相等，则热电势为零。
(2)热电偶基本定律的推论
（1）热电偶必须用两种性质不同的热电级构成。（2）若热电级材料的性质不均匀，即当热电级温度分布不同时， 则热电偶将产生附加电势。
所以根据附加热电势检查热电极材料 是否均匀，从而衡量热电偶 质量的高低。
~220V 电炉 热电极丝 普通导线
mV 冰点槽 热电极均匀性检查装置 冰点槽
(3)中间导体定律
在热电偶回路中接入第三种均质导体后，只要保证所接入 导体两端温度相同，就不会影响热电偶的热电势。mV mV
C A t tn B A tn t0 A
A t0 B t0 C B t0
(4)中间温度定律与连接导体定律
（1）已知热电偶在某一给定冷端温度下进行分度，只要引入适当
修正，就可以在另外的冷端温度下使用。这就为制订热电偶的热电 势－温度关系温度表奠定了理论基础。（2）和热电偶具有同样热电性质的补偿导线可以引入热电偶的回 路中，相当于把热电偶延长而不影响热电偶的热电势。如下图：
A t B tn A A t0 B
将图中热端和冷端温度分别为tn和t0的热电偶A、B调换为其它热 电偶A‘、B’，只要该热电偶热电特性与原热电偶相同， 即 EAB（ tn， t0）＝EA‘B’ （ tn， t0）则EAB（ t， tn）+EA‘B’ （ tn， t0）= EAB（ t， t0） 因此，这就为工业测温中应用补偿导线提供了理论依据。
热电偶的材质与选择
热电偶的材质要求：
单位温度变化的热电势大，且尽量接近线性 关系； 热电性质稳定； 化学稳定性好：高温下抗氧化，抗腐蚀； 具有较好的延展性，易于加工； 复现性好，便于批量生产和互换。
不同材质的热电偶有不同的特性，应根 据实际需要选择
测量范围、放大系数（以分度值表示）、测 量精度、抗腐蚀能力、价格等。
七、 标准化热电偶及分度表
1.铂铑10-铂热电偶(S) 2.铂铑30-铂铑6(B)热电偶 3.镍铬-镍硅(K)热电偶 4.镍铬-康铜热电偶(E) 5.铜-康铜热电偶(T)
分度号：K 温度 ℃ 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 00 .000 4.095 8.137 12.207 16.395 20.640 24.902 29.128 33.277 37.325 41.269 45.108 48.828 52.398 10 0.397 4.508 8.537 12.623 16.818 21.066 25.327 29.547 33.686 37.724 41.657 45.486 49.192 52.747 20 0.798 4.919 8.938 13.039 17.241 21.493 25.751 29.965 34.095 38.122 42.045 45.863 49.555 53.093
镍铬——镍硅　　热电偶分度表 30 1.203 5.327 9.341 13.456 17.664 21.919 26.176 30.383 34.502 38.519 42.432 46.238 49.916 53.439 40 50 60 2.436 6.539 10.560 14.712 18.938 23.198 27.445 31.629 35.718 39.703 43.585 47.356 50.990 54.466 70 2.850 6.939 10.969 15.132 19.363 23.624 27.867 32.042 36.121 40.096 43.968 47.726 51.344 54.807 80 3.266 7.388 11.381 15.552 19.788 24.050 28.288 32.455 36.524 40.488 44.349 48.095 51.697 90 3.681 7.737 11.793 15.974 20.214 24.446 28.709 32.866 36.925 40.789 44.729 48.462 52.049 ｍＶ 1.611 2.022 5.733 6.137 9.745 10.151 13.874 14.292 18.088 18.513 22.346 22.772 26.599 27.022 30.799 31.214 34.909 35.314 38.915 39.310 42.817 43.202 46.612 46.985 50.276 50.633 53.728 54.125
分度号：S 温度 ℃ 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 00 00
0.000 0.645 1.440 2.323 3.260 4.234 5.237 6.274 7.345 8.448 9.585 10.754 11.947 13.155 14.368 15.576 16.771 17.942 10 0.055 0.719 1.525 2.414 3.356 4.333 5.339 6.380 7.454 8.560 9.700 10.872 12.067 13.276 14.489 15.697 16.890 18.056 20 0.113 0.795 1.611 2.506 3.452 4.432 5.442 6.486 7.563 8.673 9.816 10.991 12.188 13.397 14.610 15.817 17.008 18.170
铂铑——铂　　热电偶分度表 30 40 50 60 0.365 1.109 1.962 2.880 3.840 4.832 5.855 6.913 8.003 9.126 10.282 11.467 12.671 13.883 15.094 16.296 17.477 18.612 70 0.432 1.190 2.051 2.974 3.938 4.933 5.960 7.020 8.114 9.240 10.400 11.587 12.792 14.004 15.215 16.415 17.594 80 0.502 1.273 2.141 3.069 4.036 5.034 6.064 7.128 8.225 9.355 10.517 11.707 12.913 14.125 15.336 16.534 17.711 90 0.573 1.356 2.232 3.164 4.135 5.136 6.169 7.236 8.336 9.470 10.635 11.827 13.034 14.247 15.456 16.653 17.928 ｍＶ 0.235 0.299 0.950 1.029 1.785 1.873 2.692 2.786 3.645 3.743 4.632 4.732 5.648 5.751 6.699 6.805 7.782 7.892 8.899 9.012 10.048 10.165 11.229 11.348 12.429 12.550 13.640 13.761 14.852 14.973 16.057 16.176 17.243 17.360 18.394 18.504
0.173 0.872 1.698 2.599 3.549 4.532 5.544 6.592 7.672 8.786 9.932 11.110 12.308 13.519 14.731 15.937 17.125 18.282
分度号：E 镍铬——康铜　　热电偶分度表 温度 ℃ 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 .000 6.317 13.419 21.033 28.943 36.999 45.085 53.110 61.022 68.783 76.356 10 0.591 6.996 14.161 21.814 29.744 37.808 45.891 53.907 61.806 69.549 20 1.192 7.683 14.909 22.597 30.576 38.617 46.607 54.703 62.588 70.313 30 1.801 8.377 15.661 23.383 31.350 39.426 47.502 55.498 63.368 71.075 40 50 60 3.683 10.501 17.942 25.754 33.767 41.853 49.911 57.873 65.700 73.350 70 4.329 11.222 18.710 26.549 34.574 42.662 50.713 58.663 66.473 74.104 80 4.983 11.949 19.481 27.345 35.382 43.470 51.513 59.451 67.245 74.857 90 5.646 12.681 20.256 28.143 36.190 44.278 52.312 60.237 68.015 75.608 ｍＶ 2.419 3.047 9.078 9.787 16.467 17.178 24.171 24.961 32.155 32.960 40.236 41.045 48.306 49.109 56.291 57.083 64.147 64.924 71.835 72.593
耐腐热电偶和耐磨热电偶
压着式铠装热电偶
耐高温耐腐蚀热电偶
以特殊金属陶瓷材料作为外保护套管，采用复合 型结构，使用温度1600°C，具有良好的耐高温、 抗气流冲击、抗氧化性能。主要用于高温加热炉、 裂解炉、尾气焚烧炉、焦化炉等装置的测温。
吹气型热电偶
吹气型热电偶的结构原理：
铠装热电偶感温元件和外保护管之间构成一定的气 路，在气路中，通入一定压力的惰性气体，以排除 或减少热电偶在高温、高压条件下还原气体的渗入。
WR系列隔爆热电偶
八、 热电偶的构造
1.普通型热电偶的构造
(1)热电极 (2)绝缘材料 (3)保护套管 (4)接线盒
2.铠装热电偶的构造
铠装热电偶是由热电极,绝缘材料和金属套管三者 组合而成的坚实结合体。铠装热电偶的套管材料 为铜,不锈钢或镍基高温合金等。在热电偶与套管 之间填满氧化粉末绝缘材料,套管中的热电极有单 丝的,双丝的和四丝的,互不接触。热电偶的种类有铂铑10-铂,铂铑30-铂铑6,镍铬-镍 硅和镍铬-考铜等.目前生产的铠装热电偶,其外径 为12-25mm,长度可达100m以上。
铠装热电偶的结构
热电偶的热电极直径由材料的机械强度,电 导率,价格及热电偶的用途和测量范围等决 定。用贵金属时直径很细,为0.35-0.65mm, 用廉价金属时,其直径为1-2mm.热电偶的长 度可根据实际需要来决定。普通插入式热 电偶的长度可在300mm-2150mm之间。
(2)绝缘材料
在热电偶的两根电极上套有绝缘材料, 其作 用是防止两根电极之间和电极与保护套管之 间发生短路。
常用绝缘材料橡皮,塑料等,最常用的绝缘材 料是瓷管和高温瓷管,其结构有单孔,双孔,四 孔,孔的大小根据热电极的直径而定
(3)保护套管
热电偶的热电极(包括绝缘管)装在保护套管中。使热电极避免遭受有害气体的腐蚀,玷污及机械 损伤,防止或减小火焰与气流的冲刷和辐射,保护 热电极. 对保护套管材料的要求是耐腐蚀,不渗透气体,不 与氧化性和还原性气体发生化学反应,耐酸碱腐 蚀,热惯性小,能承受温度剧变,价格低。
常用的保护套管材料有:铜,20号碳钢,镍铬合金。
主要作用是防止灰尘和水,汽的侵入,便于热 电偶与补偿导线或导线连接。接线盒用侣 合金材料制成,装在保护套管的尾部,接线盒 的上部有垫片或垫圈加以密封。
九、热电偶冷端温度补偿
热电偶的热电势是两个接点温度的函数表, 只有 当冷端温度不变时,热电势才是热端温度的单值函 数。实际应用中,热电偶冷端所处环境温度总有波动, 从而使测量得不到正确结果, 必须采取补偿措施. 冷端温度处理办法有以下几种:
1.计算修正法 2.仪表机械零点调整法 3.恒温法 4.补偿法 5.多点测量的热电偶冷端温度补偿
1.计算修正法
若温度显示仪表分度时规定热电偶冷端温度为零摄氏度, 而 在使用中冷端温度不为零摄氏度时, 根据热电偶的中间温度 定律 ,得知在这种情况下产生的热电势为EAB(t,0) = EAB(t,t0) + EAB(t0,0)
式中EAB(t,0) - 冷端为0,热端为t时的热电势； EAB(t,t0) - 冷端为t0,热端为t时的热电势,即实测值； EAB(t0,0) - 冷端为t0,时的应加校正值。将 t0 摄 氏度 的 仪 表实 测 读 数与 相 应 的校 正 值代数 相 加 得 EAB(t,0),然后从分度表查得被测温度t值。这种方法只适用于 实验室。
2.仪表机械零点调整法
仪表的机械零点为仪表输入电势为零时,指针 停留的刻度点, 也就是仪表的起始点。若预 知热电偶冷端温度为t0,在此时相当于人为给 仪表输入热电势EAB(t0, 0),在接通测温回路 后,输入仪表的热电势为EAB(t,t0) + EAB(t0,0) = EAB(t,0) 使仪表指针指示热端温度t值。仪表机械零点调整法比较简单, 如热电偶冷 端温度波动频繁,变化较大,不宜采用此法
在精密测温中,一般要求热电偶温度保持为0 摄氏度,通常采用冰点槽。用清洁的水制成冰 屑与清洁的水相混合盛于冰点槽的保温瓶内, 并使其达到平衡而保持恒定的0摄氏度, 使用 时将热电偶冷端放在插入冰点槽的试管底部 恒温法是准确度很高的冷端处理方法,然而使 用比较麻烦,需要保持冰,水两相。
补偿法是利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电 偶冷端温度变化所引起的热电势的变化。由热电势计算修正法可知,当热电偶冷端温度tn偏 离规定值t0时,热电势的修正值为EAB(tn,t0),如果在 热电偶测量回路中串接一个等于EAB(tn,t0)的直 流电压U,则回路的总电势为：
EAB(t,tn) + U = EAB(t,tn) + EAB(tn,t0) = EAB(t,t0)
5、多点测量的热电偶冷端温度补偿
在工业生产中为了有效利用控制盘和节省显示 仪表，常通过多点切换开关把几只甚至几十只 同一分度号的热电偶接到一块表上.这时可将各 热电偶的冷端用补偿导线引至温度变化比较小 的地方，然后共用一个桥式补偿器进行冷端温 度补偿.补偿方法有以下两种. 补偿方法有以下两种(1)利用一块显示仪表和一个冷端温度补偿器的 多点测量线路. (2)用一只辅助热电偶对多只同型号热电偶冷端 进行补偿的线路.
6、 热电偶的校验和误差分析
热电偶的误差来源主要有以下一些(1)分度误差:由于热电极材料成分不符要求和材料均匀性 等原因, 使热电偶的热电性质与统一的分度表之间产生分 度误差。(2)补偿导线误差:由于补偿导线和热电极材料在100℃ 以 下的热电性质不同将产生误差。(3)参比端温度变化引起的误差:在利用补偿电桥进行参比 温度补偿时,由于不能完全补偿而产生误差。(4)由于热电极变质,使热电性质变化而产生误差。
使用热电偶补偿导线应该注意的问题
（1）补偿导线必须与相应型号的热电偶配 用； （2）补偿导线在与热电偶、仪表连接时， 正负极不能接错，两对连接点要处于相 同温度； （3）补偿导线与热电偶连接点温度不得超 过规定使用的温度范围； （4）要根据所配仪表的不同要求选有补偿 导线的线径。
现场如何判断热电偶的型号及补偿导线的极性？ 要判断热电偶的型号及补偿导线的极性， 必须掌握热电偶材料的物理性质及补偿导线的 性质。如：K分度热偶：镍铬（+）（不亲磁） （-）（稍亲磁），对应补偿导线；铜（+） （红色）——康铜（-）（白色）。E分度热偶 镍铬（+）（褐绿色）——康铜（-）（白色）， 对应补偿导线为热电偶延长线，性质相同。掌 握以上性质在现场工作时：（1）看颜色；（2） 试软硬；（3）亲磁与否，就可方便辨出。
常见补偿导线使用中的错误和产生的误差
1. 热电偶补偿导线正负极与热电偶接反 如果将热电偶补偿导线的正负极与热电 偶正负极接反,而热电偶的正负极与仪表 的正极连接是正确的, 这种错误在应用中 比较普遍,因为连接后,被控制对象的温度 变化趋势与显示仪表是一致的。加之目 前热电偶补偿导线产品很多标注不规范, 难以辨认；有些甚至是生产厂家将颜色 标错。下面分析由于这种情况所产生的 误差。
如果正确连接,仪表所接收的总热电势为 EZ=EK（T1,T3）+EKX（T3,T2）=EK（T1,T3） +EK（T3,T2） =EK（T1,T2）（6） 因为连接的错误,根据中间导体定律,仪表所接收的 总热电势为 E′Z=EK（T1,T3）+EKX（T3,T2）（7） 对于KX延伸型补偿导线,有 E′KX（T3,T2）=-EKX（T3,T2）=-EK（T3,T2） （8） 计算,仪表测量值由此产生误差为 EZ′-EZ=EK（T1,T3）-EK（T3,T2）-EK（T1,T3） -EK（T3,T2） =2EK（T3,T2）（9）
一般工业炉附近的温度,至少比控制间的温度高 8℃。那么由此产生误差正好是补偿导线补偿 值的2倍。对于K型偶,微分电势值基本在40℃/ （μV）左右,测量温度大约比实际温度低16℃。如果控制温度设定在600℃,实际温度应该在 616℃左右。从上面的分析可以看出,当热电偶补偿导线正负 极接反,不仅没有起到补偿作用,误差比不接补 偿导线还增加一倍,因此补偿导线在连接时一定 要注意极性。如果不能确定热电偶补偿导线极性时,可以取 一段补偿导线,将一端绝缘去掉后拧在一起,放 在热水杯中,用普通万用表直流电压量程最低档 测量另一端的2根线,万用表上会显示测量电压 的正负,信号的正极为补偿导线的正极。
2. 使用的补偿导线型号不对 同种补偿导线配同种热电偶, 如果所选的补偿导线种类不对,一样产生误差。假设使用S 型热电偶,选择了K型偶的补偿导线KX, 根据中间导体定律,仪表所接收的总热电势为 E′Z（T1,T2）=ES（T1,T3）+EKX（T3,T2）（10） 如果正确使用S型偶补偿导线SC,不考虑补偿导线自身误差, 仪表测量的总电势为 EZ（T1,T2）=ES（T1,T3）=ES（T3,T2）（11） 由于选错了补偿导线仪表测量值由此产生误差为式(10)-式 (11) EZ′-EZ=EK（T3,T2）-ES（T3,T2）-EK（T3,T2）ES（T3,T2）（12） 如果S型热电偶工作温度为900℃,控制间环境温度为25℃, 仍按照T3-T2=8℃,分别查S偶和K偶分度表,得出电势差为 EK（T3,T2）-ES（T3,T2）=0.278mV 仪表测量温度比实际温度高。如果仪表控制在900℃时,实 际值只有875.1℃,误差24.9℃。如果上述情况又将极性接反,仪表测量值偏高,仪表显示 900℃时,实际温度为933.2℃,误差33.2℃。
热电偶补偿导线的外形图
十、热电阻温度计
一.热电阻测温原理
二.工业常用热电阻 三.热电阻构造
一、热电阻温度计测温原理
物理学指出:各种材料的电阻率都随温度变 化。若忽略物体的长度和截面随温度的变化,则 在参比温度t0下的电阻值Rt0和电阻率的温度 系数(简称电阻温度系数 )a已知物体,可以通过 测量此物体的电阻来反映其温度。简言之就是 利用金属电阻随温度变化的规律进行测量；测 量金属在不同温度下电阻值的变化。
结构：普通型，铠装型，薄膜型
二.工业常用热电阻
在我国,标准化的热电阻现有铂的和铜的两种材质：
铂电阻：0~650? C，Pt10，Pt100 铜电阻：-50~+150? C，Cu50，Cu100
工业热电阻的品种与性能 :
2.R0电阻与比阻W100
3.使用特点
1.分度号及分度表
根据IEC规定,铂电阻有Pt10和Pt100两种 分度号
铜 热 电 阻 按 WZC 标 准 , 代 号 有 Cu50 和 Cu100两种。
分度号：Pt100 温度 ℃ -200 -100 -0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 18.49 60.25 100.00 100.00 138.50 175.84 212.02 247.04 280.90 313.59 345.13 375.51 10 20 电 56.19 96.09 103.90 142.29 179.51 215.57 250.48 284.22 316.80 348.22 378.48 52.11 92.16 107.79 146.06 183.17 219.12 253.90 287.53 319.99 351.30 381.45 48.00 88.22 111.67 149.82 186.82 222.65 257.32 290.83 323.18 354.37 384.40 30 阻
　　铂热电阻分度表 40 50 值 39.71 80.31 119.40 157.31 194.07 229.67 264.11 297.39 329.51 360.47 390.26 60 70 (Ω ) 31.32 72.33 127.07 164.76 201.29 236.65 270.84 303.91 335.79 366.52 80 90
43.87 84.27 115.54 153.58 190.45 226.17 260.72 294.11 326.35 357.42 387.34
35.53 76.33 123.24 161.04 197.69 233.17 267.49 300.65 332.66 363.50
27.08 68.33 130.89 168.46 204.88 240.13 274.22 307.15 338.92 369.53
22.80 64.30 134.70 172.16 208.45 243.59 277.56 310.38 342.03 372.52
分度号：Ｃｕ５０ 温度 ℃ -0 0 100 0 50.00 50.00 71.40 10 20 30 40
　　铜热电阻分度表
50 60 70 80 90 电 阻 值 (Ω ) 47.85 45.70 43.55 41.40 39.24 52.14 54.28 56.42 58.56 60.70 62.84 64.98 67.12 69.26 73.54 75.68 77.83 79.98 82.13
2.R0电阻与比阻W100
零摄氏度热电阻值因分度号而异.比阻 W100=R100/R0表示阻丝材料的存度.比阻 W100越大,纯度越高,同时灵敏度也越高.纯 度高, 则复现性和稳定性也好。若比阻 W100相同,R0不同时,则Rt值也不同.Pt100 的Rt值是Pt10值的10倍;Cu100\的Rt 值是 Cu50的Rt 值的两倍。
3.使用特点
铂热电阻用于－２００－＋６５０摄氏度范 围内测温，铜热电阻因在高温下易氧化而适 用于５０－＋１５０摄氏度范围内测温。前 者稳定性好，准确度高；后者价格便宜，电 阻与温度关系的线性度较好。
三.热电阻构造
与热电偶一样，工业热电阻有普通基型结 构和铠装结构两种。它们都由感温元件， 引出线，保护套管，接线盒，绝缘材料等 组成。热电阻的接线采用三线制，其目的是减少 引线电阻变化引起的附加误差。
热电阻的结构
专用热电阻和隔爆型热电阻
套管式热电阻
套管式热电阻作为温 度测量和控制的传感 器与显示仪表配套， 以直接测量和控制生 产过程中气体，液体 和蒸汽的温度。不仅 用于发电厂管道测温， 同时也用于其他工业 部门的测温。
装配式热电阻
工业用铂电阻 作为温度测量 的传感器，通 常用来和显示 仪表、记录仪 表和电子调节 器配套使用。
耐腐型、耐磨型热电阻
但在某些特殊场合， 如化工厂、冶炼厂、 火电厂等，用普通热 电偶，热电阻就极易 损坏。因此，在这些 场合必须采用特殊材 料及机构的热电偶热 电阻。
十一、热电阻温度计常见的故障
（1）热电阻电阻丝之间短路或接地； （2）热电阻电阻丝断开； （3）保护套管内积水或污物，局部短路； （4）电阻元件与接线盒间引出导线断路； （5）连接导线接触不良使阻值增大，或有 局部短路等。
十二、思考及计算
1.补偿导线与热电偶配套使用时，应注意那些问题？ 2.热电偶测温为什么要进行冷端补偿？ 3.一支测温电阻体，分度号已看不清，你如何用简 单方法鉴别出电阻体的分度号？ 4.某设备内的温度为200。C，拟用热电阻测量， 应选用那一种电阻温度计？ 5.采用K型热电偶测温,已知被测温度与冷端温度分 别为500℃和50℃，试求热电势的数值？ 6.用S型热电偶测温,已知冷端温度为40℃，而实测 的热电势为9.352mV,试求被测温度值?
1.补偿导线与热电偶配套使用时，应注意那些问题？ （1）补偿导线必须与热电偶配套，不同型号的热电偶应选用不 同的补偿导线。（2）补偿导线与热电偶连接时应正极接正极，负极接负极。（3）补偿导线与热电偶连接的两个接点必须同温。2.热电偶测温为什么要进行冷端补偿？ 热电偶热电势的大小与其两端的温度有关，其温度-热电势关系曲 线是在冷端温度为0℃时分度的，在实际应用中，由于热电偶冷 端暴露在空间受到周围环境温度的影响，所以冷端温度不可能保 持在0℃不变，也不可能固定在某个温度不变，而热电势既决定 于热端温度，也决定于冷端温度，所以如果冷端温度自由变化， 必然会引起测量误差，为了消除这种误差，必然进行冷端补偿。3.一支测温电阻体，分度号已看不清，你如何用简单方法鉴别出 电阻体的分度号？ 用万用表R×1档或R×10档测量电阻体阻值，测出电阻为Rt， 再估计一下周围环境温度为t℃，最后查对电阻-温度对照表，即 可很快鉴别出电阻体的分度号。4.某设备内的温度为200。C，拟用热电阻测量，应选用那一种电 阻温度计？ 选用铂电阻温度计。
5.采用K型热电偶测温,已知被测温度与冷 端温度分别为500℃和50℃，试求热电势 的数值？ V(500,50℃）
=V(500,0℃）－ V(50,0℃）=20.644－ 2.023=18.621mV
6.用S型热电偶测温,已知冷端温度为 40℃，而实测的热电势为9.352mV,试求 被测温度值? 由分度表查出：E（40，0）=0.235mV E（t，0）=9.352+0.235=9.587Mv 由分度表查出t=1000℃
第一篇:温度计的种类温度计 温度计有全浸式和局浸式两种 1）全浸式温度计的刻度是在温度计的水银柱全部均匀受热的情况下刻出来的， 但在测量时，往往是仅有部分水银柱受热，因而露出的水银柱温度就较全部 受热时低。这些在准确测量中都应予以校正。2）半浸式温度计，在水银球上端不远处有一标志线，测量时只要将线下部分放 入待测体系中，便无需进行露出部分的校正。那么也就是说，咱们一般见到的都是全浸式，半浸式有标志线 3）局浸温度计有四种区别方式，第一种是用于烘箱的竹节温度计，局浸位置找 节点处。第二种是在局浸位置有一条刻线表示局浸位置，第三种是内标式温 度计在内标尺背面写明了局浸位置深度。第四种是电接点温度计，局浸位置 在玻璃管径渐变的上部位置，不可以将上部玻璃管浸没入温场，哪里经受不 住高温的。除了这四类以外的一律作为全浸式处理。普通温度计的刻度是在温度计全部均匀受热的情况下刻出来的。但我们在测 定温度时常仅将温度计的一部分插入热液中，有一段水银线露在液面外，这样测 定的温度比温度计全部浸入液体中所得的结果偏低。因此，要准确测定温度，就 必须对外露的水银线造成的误差进行校正。读数的校正，可按照下式求出水银线的校正值?t＝kn(t1-t2) 式中：?t--外露段水银线的校正值，单位为℃； t1--温度计测得的读数值，单位为℃； t2--露出待测系统外水银柱的有效温度，单位为℃(用另一支辅助温度计测定， 将这支温度计的水银球紧贴于露出液面的一段水银线的中央)； n--温度计的水银线外露段的度数，单位为℃； k--水银和玻璃膨胀系数的差。普通玻璃在不同温度下的 k 值为t＝0-150℃时，k＝0．000158；t＝200℃时，k＝0．000159；t＝250℃时， k＝0．000161；t＝300℃时，k＝0．000164。
例如：浴液面在温度计的 30℃外测定的熔点为 190℃(t1)，则外露段为 190℃-30℃＝160℃，这样辅助温度计水银球应放在 160℃×1／2 十 30℃＝ 110℃处。测得 t2＝65℃，熔点为 190℃，则 k＝0．000159；故照上式则可 求出：?t＝0．0℃×(190℃-65℃)＝3．18≈3．2℃。所以，校 正后熔点应为 190℃十 3．2℃＝193．2℃。
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