溫度測(cè)量及儀表 ppt課件.ppt

《溫度測(cè)量及儀表 ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、3溫度測(cè)量及儀表3.1溫度、溫標(biāo)的概念及測(cè)量方法溫度的概念(1)溫度是一個(gè)基本獨(dú)立量,是ISO七個(gè)基本單位之一(2)直觀上看,溫度是表征冷熱程度的參數(shù)(3)從熱力過(guò)程看,溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)是否與其它系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)的宏觀性質(zhì)(4)從微觀上看,溫度是物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志測(cè)溫原理選擇以合適的物體作為敏感元件，其某一物理性質(zhì)隨溫度而變換的特性已知。敏感元件與被測(cè)物體發(fā)生熱交換當(dāng)熱交換達(dá)到平衡時(shí)，敏感元件反映出被測(cè)物體的溫度特征根據(jù)熱交換的方式，可以劃分為接觸溫度測(cè)量與非接觸溫度測(cè)量?jī)纱箢悺?/p>

2、接觸測(cè)溫敏感元件直接與被測(cè)對(duì)象接觸，依靠傳熱和對(duì)流進(jìn)行熱交換，直觀可靠。必須與對(duì)象接觸，容易引起被測(cè)溫場(chǎng)的分布，破壞對(duì)象熱平衡，存在置入誤差。接觸不充分時(shí)，易出現(xiàn)誤差測(cè)量環(huán)境對(duì)元件的壽命有影響接觸測(cè)溫儀器熱脹冷縮原理：玻璃溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)熱電效應(yīng)：熱電偶電阻效應(yīng)：鉑、銅熱電阻，熱敏電阻半導(dǎo)體性能：集成溫度傳感器晶體頻率：石英晶體溫度計(jì)光纖：光纖溫度傳感器非接觸測(cè)溫儀器光纖：光纖輻射溫度計(jì)輻射能量的大?。狠椛錅囟扔?jì)單色亮度與溫度的關(guān)系：亮度溫度計(jì)兩個(gè)波長(zhǎng)亮度隨溫度變化的關(guān)系：比色溫度計(jì)

3、非接觸測(cè)溫敏感元件與被測(cè)對(duì)象不接觸，依靠對(duì)流或輻射方式進(jìn)行熱交換響應(yīng)快，不破壞溫度場(chǎng)，對(duì)被測(cè)對(duì)象干擾小便于對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行測(cè)量和強(qiáng)電磁干擾、強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)合可以用掃描方式測(cè)量溫度場(chǎng)分布溫標(biāo)不同的敏感元件、不同的溫度范圍，物理特性隨溫度的變換是不相同的。溫標(biāo)就是建立一個(gè)衡量溫度的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定溫度的起點(diǎn)及其基本單位。溫標(biāo)包含實(shí)現(xiàn)方法、使用元件、特性曲線等內(nèi)容。國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)華氏：冰32F，水沸點(diǎn)212F，中間分180份攝氏：冰0C，水沸點(diǎn)100C，中間分100份國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)：協(xié)議溫標(biāo)，由固定點(diǎn)、內(nèi)插標(biāo)準(zhǔn)儀器和內(nèi)插公

4、式三部分組成(1)水的三相點(diǎn)為熱力學(xué)溫度的1/273.16(2)每一攝氏度與每一開(kāi)爾文的量值相同，t90=T90-273.15溫標(biāo)的傳遞(1)各國(guó)根據(jù)國(guó)際溫標(biāo)的規(guī)定，建立自己的國(guó)家基準(zhǔn)(2)各地區(qū)保存次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，定期到國(guó)家基準(zhǔn)檢定(3)給企業(yè)、部分對(duì)自己的產(chǎn)品建立溫度標(biāo)定方法，定期與計(jì)量部門核準(zhǔn)(4)在進(jìn)行計(jì)量鑒定時(shí)，往往采用比較法3.2熱電偶溫度計(jì)3.2.1熱電偶測(cè)溫原理(1)Peltier效應(yīng)兩種不同電子密度的導(dǎo)體接觸在一起時(shí)，接點(diǎn)出會(huì)發(fā)生電子擴(kuò)散，電子密度大的導(dǎo)體因失去電子而帶正電，電子密度小的導(dǎo)

5、體因得到電子而帶負(fù)電。擴(kuò)散穩(wěn)定后形成的電勢(shì)除與材料有關(guān)外，還與接點(diǎn)溫度有關(guān)。Peltier效應(yīng)k—玻爾茲曼常數(shù)(1.38×10-23J/K)e—電子電荷(1.602×10-19C)(2)Thomson效應(yīng)同一金屬，當(dāng)兩端溫度不同時(shí)，溫度高的一端因電子動(dòng)能高會(huì)向溫度低的一端擴(kuò)散而帶正電。熱電效應(yīng)結(jié)論(1)產(chǎn)生熱電勢(shì)的條件是兩種不同的導(dǎo)體材料構(gòu)成回路，兩端接點(diǎn)處溫度不同(2)熱電勢(shì)大小只與材料、溫度有關(guān)(3)當(dāng)材料確定以后，熱電勢(shì)只與溫度有關(guān)。當(dāng)T0恆定時(shí)，只與測(cè)量點(diǎn)的溫度有關(guān)。3.2.2熱電偶的應(yīng)用定律

6、(1)均質(zhì)導(dǎo)體定律(2)中間導(dǎo)體定律在熱電偶回路中接入中間導(dǎo)體后，只要中間導(dǎo)體兩端的溫度相同，對(duì)熱電偶回路的總電勢(shì)值沒(méi)有影響。(3)中間溫度定律3.3常用熱電偶對(duì)熱電極材料的要求(1)熱電性能穩(wěn)定,不隨時(shí)間和被測(cè)對(duì)象而變化(2)物理化學(xué)性能穩(wěn)定,不易氧化和腐蝕,耐輻射(3)有足夠的靈敏度(4)熱電特性接近單值線性或近似線性(5)電導(dǎo)率高,電阻溫度系數(shù)小(6)機(jī)械性能好,價(jià)格便宜工業(yè)熱電偶分類及性能高溫?zé)犭娕肌K、鉑銠系列測(cè)溫范圍寬、特性穩(wěn)定。測(cè)量精度高，可用于精密測(cè)量在高溫時(shí)性能穩(wěn)定，可以長(zhǎng)期工作在高

7、溫環(huán)境熱電勢(shì)小，非線性大價(jià)格貴低溫?zé)犭娕肌~-康銅溫度范圍-200℃～400℃測(cè)量精度高、溫度性好低溫時(shí)有較高靈敏度0℃以上時(shí)銅為正，0℃以下時(shí)康銅為正0℃～100℃為二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，用來(lái)檢定其它低溫?zé)犭娕嫉蜏責(zé)犭娕兼囥t-金鐵、銅-金鐵低溫時(shí)靈敏度高性能穩(wěn)定主要用于超導(dǎo)、宇航、受控核反應(yīng)等廉價(jià)熱電偶—鎳基系列性能穩(wěn)定、熱電勢(shì)大熱電特性好、復(fù)現(xiàn)性好高溫下抗氧化能力強(qiáng)耐輻射使用范圍寬、應(yīng)用廣泛。熱電偶的結(jié)構(gòu)形式普通熱電偶：為裝配式結(jié)構(gòu)，由熱電極、絕緣管、保護(hù)套和接線盒組成。熱容大，對(duì)溫度的響應(yīng)慢鎧裝熱電偶

8、：將熱電偶絲、絕緣材料、保護(hù)管組合裝配后，經(jīng)拉伸加工而成。熱容小，反映快，撓性好，可彎曲，可安裝在負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)的測(cè)量場(chǎng)合。冷端溫度處理(1)補(bǔ)償導(dǎo)線法選用與熱電偶具有相同熱電勢(shì)-溫度特性的導(dǎo)線與熱電偶配套使用。(2)參比端溫度測(cè)量計(jì)算法用補(bǔ)償導(dǎo)線將冷端溫度移到室外常溫環(huán)境，測(cè)量環(huán)境溫度進(jìn)行補(bǔ)償(3)冷端恒溫(4)補(bǔ)償電橋法。3.4熱電阻測(cè)溫原理：金屬或?qū)w的電阻隨溫度變化而變化(溫度每升高1度，金屬電阻增加0.4～0.6%，半導(dǎo)體電阻減小2～6%)優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量