溫度檢測和儀表

另一方面，溫度測量的基本概念溫度是表示物體冷熱程度的物理量。 溫度只能通過隨溫度變化的物體特性間接測量，測量物體溫度值的比例稱為溫度比例。 規(guī)定溫度讀取開始點(零點)和測量溫度的基本單位。 現(xiàn)在國際上常用的溫度標準是華氏、攝氏、熱力學溫度標準和國際實用溫度標準。 華氏溫度標準( oF )在標準大氣壓下，冰的熔點分為32度，水的沸點分為212度，中間分為180等分，苐yi次規(guī)定為新聞氏1度，符號為off。 攝氏溫度(℃)在標準大氣壓下，冰的熔點分為0度，水的沸點分為100度，中間分為100等分，第1分為報紙氏1度，符號規(guī)定為℃。 熱力學溫度坐標也稱為開爾文溫度坐標，或者也稱為溫度坐標，將分子運動停止時的溫度規(guī)定為零度，將記號規(guī)定為k。 國際實用溫度標準是國際協(xié)議性溫度標準，接近熱力學溫度標準，再現(xiàn)精度高，使用方便。 現(xiàn)在國際通用的溫度標準是1975年第15屆國際權(quán)力大會上通過的“1968年國際實用溫度標準-1975年修訂版”，記載為IPTS-68(Rev-75 )。 但是，由于IPTS-68溫度顯示存在一定不足，國際計量委員會在18次國際計量大會第7號決議中1989年會議上通過了1990年國際溫度標準ITS-90，用IPTS-68代替了ITS-90溫度標準。 我國自1994年1月1日起全面實施ITS-90國際溫度標準。 1990年國際溫度標準( ITS-90 )介紹如下。 1 .溫度單位的熱力學溫度(符號t )是基本功能的物理量，其單位為開爾文(符號k )，定義為水三相點的熱力學溫度的1/273.16。 在以往的溫度基準的定義中，使用與273.15K (冰點以下)之間的差來表現(xiàn)溫度，因此現(xiàn)在該方法還存在。 根據(jù)定義，攝氏的大小和開爾文一樣，溫度差也可以用攝氏和開爾文來表示。 國際溫度標準ITS-90定義了國際開爾文溫度(符號T90 )和國際攝氏溫度(符號T90 )的2 .國際溫度標準ITS-90的通則ITS-90從0.65K向普朗克輻射法則用單色輻射實際可測定的zui高溫度。 ITS-90被設(shè)定為，在整個范圍內(nèi)，任何溫度的T90值都非常接近采用溫度坐標時t的zui佳推定值，與直接測定熱力學溫度相比，T90的測定非常方便，且具有精密、高的再現(xiàn)性。 3. ITS-90的定義*溫度區(qū)域在0.65K到5.00K之間，t9由3He和4hh的蒸氣壓和溫度的關(guān)系式定義。 第二溫區(qū)在3.0K到氖三相點( 24.5661K )之間的T90由氦氣溫度計定義。 第二溫區(qū)從平衡氫三相點( 13.8033K )到銀的凝固點( 961.78℃)之間，T90由鉑電阻溫度計定義。

二、溫度計的分類溫度計根據(jù)測溫方式分為接觸式和非接觸式。 通常，接觸式測溫計的測溫計比較簡單、可靠、測量精度高，但是測溫元件和被測介質(zhì)需要進行充分的熱交換金剛，達到熱平衡需要時間，因此在存在測溫延遲現(xiàn)象的同時，被高溫材料限制，不能應(yīng)用于高溫測量。 非接觸式儀表測溫是以熱輻射的原理來測量溫度的，測溫元件不需要與被測介質(zhì)接觸，測溫范圍廣，沒有測溫上限的限制，沒有破壞被測物體的溫度場，反應(yīng)速度一般也較快，但受物體發(fā)射率、測距、煙塵、水分等外在因素的影響，測量誤差較大。

三、熱電偶是工業(yè)上zui常用的溫度檢測元件之一。 ①具有測量精度高的優(yōu)點。 由于熱電偶直接與被測對象接觸，因此不受中間介質(zhì)的影響。 ②測量范圍廣。 通常的熱電偶可以從-50~+1600℃繼續(xù)測量，特定的特殊熱電偶zui可以測量到-269℃(例如金鐵鎳鈷合金)，zui可以測量到+2800℃(例如鎢-錸)。 ③結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。 熱電偶通常由兩種不同的電線組成，且不受大小和開頭限制，外面有保護套，使用方便。

1 .熱電偶測溫的基本原理

焊接兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體a和b，構(gòu)成圖2-1-1所示的閉環(huán)

能顯示。 如果在導(dǎo)體a和b兩個執(zhí)著點1和2間存在溫度差，則在兩者間產(chǎn)生電動勢

電路中流過大電流的現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。 熱電偶利用這個效果發(fā)揮作用

做了。

2 .熱電偶的種類和結(jié)構(gòu)形成

(1)熱電偶的種類

常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩類。 被調(diào)用的標準熱電偶是指國家

標準規(guī)定了熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、具有統(tǒng)一標準尺度的熱電偶

我有這個和配套的顯示器。 未標準化的熱電偶在使用范圍和數(shù)量水平上不符合標準

化熱電偶一般沒有統(tǒng)一的尺度表，主要用于特殊情況下的測量。

標準化熱電偶我國自1988年1月1日起，熱電偶和熱阻均按IEC國際標準生產(chǎn)，將s、b、e、k、r、j、t 7種標準化熱電偶指定為中國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶。

(2)為了保證熱電偶可靠且穩(wěn)定地工作，熱電偶的結(jié)構(gòu)形式有以下要求

①構(gòu)成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固

②兩個熱電極應(yīng)該相互絕緣，防止短路

③補償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接應(yīng)簡單可靠

④保護套必須保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

3 .熱電偶冷端的溫度補償

由于熱電偶的材料一般很貴重(特別是采用貴金屬時)，因此從測溫點到儀表的距離較遠，為了節(jié)約熱電偶材料、降低成本，通常使用補償導(dǎo)線將熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室，并與儀表端子連接。 必須指出，熱電偶補償導(dǎo)線的作用只是將熱電偶的冷端子移動到控制室的儀表端子，不能消除冷端子的溫度變化對測溫的影響，不能進行補償。 因此，為了補償冷卻溫度t0&ne，還需要其他修正方法，對0℃下的測溫產(chǎn)生影響。

使用熱電偶補償導(dǎo)線時，要注意形式一致，不能搞錯極性，補償導(dǎo)線和熱電偶連接端的溫度不得超過100℃。

四、測溫電阻體是中低溫區(qū)zui中常用的溫度檢測器。 其主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。 其中鉑熱的電阻測度zui高，不僅在工業(yè)測溫中，在標準標準儀器中也得到了廣泛應(yīng)用。 1 .測溫電阻體的測溫原理和材料測溫電阻體是根據(jù)金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加的特性進行溫度測定的。 熱電阻幾乎都是純金屬材料制成的，現(xiàn)在大多使用zui的是鉑和銅，除此之外，現(xiàn)在還開始用中值、鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。 2 .熱阻的結(jié)構(gòu)(1)精通型熱阻工業(yè)中常用的熱阻感溫元件(電阻體)的結(jié)構(gòu)和特征如表2-1-11所示。 根據(jù)測溫電阻體的測溫原理，被測溫度的變化直接通過測溫電阻體的電阻值的變化來測量，因此熱電阻體的引線等各種引線電阻的變化對溫度測量有影響。 (2)護套熱阻體護套熱阻體是組合了溫感元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套筒的堅固的體，如圖2-1-7所示，外徑一般為&phi； 2~&phi； 8mm，zui小可達&phi； mm。 與普通型熱阻體相比，具有體積小、內(nèi)部無氣隙、熱慣性上測量滯后小的優(yōu)點②機械性能好、耐振動、耐沖擊③能彎曲、安裝容易④壽命長。 (3)端面熱阻端面熱阻感溫元件用經(jīng)過特殊處理的電阻線材卷繞，與溫度計端面緊密接觸，其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。 這與一般的軸向熱電阻體相比，能夠更準確且迅速地反映被測量端面的實際溫度，適用于測量金屬和其他工件的端面溫度。 (4)隔爆型隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型的隔爆型熱電阻體可以在Bla~B3c級區(qū)域用于有爆炸危險的場所的溫度測量。 3 .構(gòu)成測溫電阻體系統(tǒng)的測溫電阻體系統(tǒng)一般由測溫電阻體、連接線、顯示器等構(gòu)成。 ①測溫電阻體與顯示器的分度代號必須一致②為了消除連接導(dǎo)線電阻變化的影響，必須注意必須采用三線式連接法。 具體內(nèi)容見本篇第三章。 (2)護套測溫電阻體護套測溫電阻體是組合了感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套筒的堅固的體，如圖2-1-7所示，其外徑一般為&phi； 2~&phi； 8mm，zui小可達&phi； mm。 與普通型熱阻體相比，具有體積小、內(nèi)部無氣隙、熱慣性上測量滯后小的優(yōu)點②機械性能好、耐振動、耐沖擊③能彎曲、安裝容易④壽命長。 (3)端面熱阻端面熱阻感溫元件用經(jīng)過特殊處理的電阻線材卷繞，與溫度計端面緊密接觸，其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。 這與一般的軸向熱電阻體相比，能夠更準確且迅速地反映被測量端面的實際溫度，適用于測量金屬和其他工件的端面溫度。 (4)隔爆型電阻體隔爆型電阻體通過特殊構(gòu)造的端子箱，為了使其殼體內(nèi)部的爆炸性混合氣體接受電火花或電弧等影響電阻體的切斷修理，改變電阻線的長度對電阻值產(chǎn)生影響，因此更換新電阻體較好，采用焊接修理時，焊接后檢查合格后使用。

本文熱電偶高頻詞： 測溫  測量 

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