熱工儀表及自動控制

1、主講教師：靖金球主講教師：靖金球化學與材料工程學院一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表二、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)二、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)三、自動調(diào)節(jié)儀表三、自動調(diào)節(jié)儀表四、熱工參數(shù)的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)四、熱工參數(shù)的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)總目錄總目錄熱工測量儀表熱工測量儀表重點難點：重點難點： 熱電偶的測溫原理、冷端溫度補償熱電偶的測溫原理、冷端溫度補償及熱電偶的校驗；電子電位差計工作原及熱電偶的校驗；電子電位差計工作原理；光學高溫計的原理及構(gòu)造；非接觸理；光學高溫計的原理及構(gòu)造；非接觸測溫的特點；彈性式壓力計的工作原理；測溫的特點；彈性式壓力計的工作原理；節(jié)流裝置測量流量的原理；硅酸鹽工業(yè)節(jié)流裝置測量流量的原理；硅酸鹽工業(yè)煙氣分析

2、的目的。煙氣分析的目的。下一頁下一頁熱工測量儀表熱工測量儀表下一頁下一頁硅酸鹽工業(yè)主要的熱工測量項目硅酸鹽工業(yè)主要的熱工測量項目1.溫度測量：物料及制品溫度、氣體溫度、設(shè)備表面溫度等。2.壓力測量：設(shè)備及管道內(nèi)氣體壓力。3.流速和流量的測量：流體的流速和流量、物料流量等。4.物位測量：液位氣體、料位和相界位置的測量。5.氣體成分分析：主要是煙氣分析。 1-1測量儀表分類及基本技術(shù)性能1-2溫度測量儀表1-3壓力測量儀表1-4流量測量儀表1-5物位測量儀表1-6氣體成分分析儀表第第1章目錄章目錄一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-1測量儀表分類及基本技術(shù)性能測量儀表的分類

3、測量儀表的分類1、根據(jù)被測參數(shù)來分：溫度計、壓力表、流量計、物位計、成分分析儀等；2、根據(jù)儀表顯示方式來分：指示型、數(shù)字顯示型、記錄型、累積型、信號型、調(diào)節(jié)型等；3、按儀表的用途分：標準儀表、工業(yè)儀表、實驗儀表、便攜儀表等；4、根據(jù)儀表是否安裝于工藝對象分：就地儀表、遠方儀表等。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄測量儀表的基本技術(shù)性能測量儀表的基本技術(shù)性能1-1測量儀表分類及基本技術(shù)性能1、精確度（精度或準確度）、精確度（精度或準確度）絕對誤差：儀表的指示值xi與被測參數(shù)的真實間xt的差值。 即：xi-xtx-x0相對誤差：某測量點的絕對誤差與標準儀表在該點的指示值之比。

4、即：000 xxxx相對百分誤差：儀表的最大絕對誤差與儀表量程百分比。即：%100max量程范圍一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄測量儀表的基本技術(shù)性能測量儀表的基本技術(shù)性能1-1測量儀表分類及基本技術(shù)性能2、恒定度（變差）、恒定度（變差）變差：在相同的外界條件下同一儀表讀數(shù)的穩(wěn)定程度。一般用在同一被測參數(shù)值下，正、反程時儀表指示值的絕對誤差的最大值與儀表量程范圍之比的百分數(shù)表示。即：%100|x|max量程范圍變差反正x造成變差的原因很多，如：傳動機構(gòu)的間隙，運動件間的摩擦，彈性件的彈性滯后影響等。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表章目錄章目錄測量儀表的基本技術(shù)性能測量儀

5、表的基本技術(shù)性能1-1測量儀表分類及基本技術(shù)性能3、靈敏度、靈敏度靈敏度：單位被測參數(shù)的變化引起儀表指示機構(gòu)的角位移或線位移。即：xS儀表的靈敏度反映了儀表對被測參數(shù)變化的靈敏程度，靈敏度越高，就越能觀測微小的被測參數(shù)變化。要提高儀表的靈敏度，可以采取增加放大系統(tǒng)的放大倍數(shù)的方法來實現(xiàn)。儀表的其它技術(shù)性能如：分辨率、線性度、反應時間等從略一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表1、國際實用溫標、國際實用溫標以熱力學溫度為基本單位。2、常用測溫方法、常用測溫方法熱膨脹：固體、液體、氣體的膨脹位移。電阻變化：導體或半導體受熱后電阻值發(fā)生變化。熱電效應：兩種不同性質(zhì)

6、的導體（或半導體）構(gòu)成閉合回路，兩接點溫度不同時，回路中就產(chǎn)生電勢。（帕爾貼效應）熱輻射：物體的熱輻射能隨溫度的變化而變化。另外還有一些新型測溫方法，如：射流測溫、激光測溫等。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表熱電偶溫度計熱電偶溫度計熱電偶測溫的特點：1.能測量較高溫度；2.熱電偶將溫度信號轉(zhuǎn)化為電信號，便于遠傳和記錄，也利于集中檢測和控制；3.性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟耐用，維護方便；4.可做得很小很薄、熱容和熱慣性都很小，能測量點的溫度或表面溫度，也能用于快速測溫。右圖為熱電偶測溫系統(tǒng)組成：1熱電偶2導線3顯示儀表一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁

7、下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律熱電現(xiàn)象（熱電效應或帕爾貼效應）：由兩種不同的導體或半導體A、B組成的閉合回路中，如果使兩個接點1、2處于不同的溫度，回路就會出現(xiàn)電動勢，這一現(xiàn)象即為熱電現(xiàn)象。該電勢即為熱電勢。熱電勢由接觸電勢和溫差電勢組成。高溫一端為熱端，低溫的一端為冷端或自由端。熱端感測溫度，冷端連接儀表。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律溫差電勢：在同一導體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢。（湯姆遜效應）當同一導體的兩端溫度不同時，熱

8、端的電子能量比冷端的大，電子從熱端跑向冷端的數(shù)量比冷端跑向熱端的多，結(jié)果熱端帶正電，而冷端帶負電。從而在熱端和冷端間形成一個從熱端指向冷端的靜電場，該電場阻止電子繼續(xù)大量從熱端跑向冷端，同時加速電子從冷端跑向熱端，最后達到平衡。此時在導體的兩端便形成一個電勢，該電勢就是溫差電勢。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律接觸電勢：當兩種不同的導體接觸時，由于兩種導體的電子密度不同，電子在兩個方向上的擴散速度就不一樣，從密度高的向密度低的擴散數(shù)目多，高密度端帶正電，低密度端帶負電，因而在接觸面上形成一靜電場

9、，該電場又將阻止電子的繼續(xù)大量擴散，最終達到平衡狀態(tài)，在接觸面間就形成一電勢，即為接觸電勢。接觸電勢與兩導體的性質(zhì)及接觸點的溫度有關(guān)。熱電勢為溫差電勢和接觸電勢的代數(shù)和。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律均質(zhì)導體定律：由一種均質(zhì)導體或半導體組成的閉合回路，不論其截面積如何以及各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。結(jié)論：（1）熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的材料構(gòu)成；（2）由一種材料組成的閉合回路存在溫差時，回路如產(chǎn)生熱電勢，則說明該材料是不均勻的。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄

10、1-2溫度測量儀表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律中間導體定律：由不同材料組成的閉合回路中，當各種材料接觸點的溫度都相同時，則回路中熱電勢的總和等于零。結(jié)論：（1）在熱電回路中加入第三種均質(zhì)材料，只要其兩端溫度相同，則對回路的熱電勢沒有影響。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律結(jié)論：（2）如果兩種導體A、B對另一種參考導體C的熱電勢為已知，則這兩種導體組成熱電偶的熱電勢是它們對參考導體熱電勢的代數(shù)和。參考電極通常為鉑標準電極。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目

11、錄章目錄1-2溫度測量儀表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律連接溫度或中間溫度定義：接點溫度為t1和t 3的熱電偶的熱電勢等于接點溫度分別為t1、t2和t2、t3的兩支相同性質(zhì)熱電偶的熱電勢的代數(shù)和。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律結(jié)論：（1）已知熱電偶在某一給定冷端溫度下進行的分度，只要引入適當?shù)男拚涂梢栽诹硗庖粋€冷端溫度下使用。該結(jié)論是制訂熱電偶的熱電勢溫度關(guān)系分度表的理論依據(jù)，同時為熱電偶的冷端溫度補償提供理論支持。（2）和熱電偶具有相同熱電性質(zhì)的補償導線可以引

12、入熱電偶的回路中，相當于延長了熱電偶而不影響熱電偶的熱電勢。該結(jié)論為工業(yè)測溫中應用補償導線提供了理論依據(jù)。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律圖為使用補償導線的熱電偶測溫系統(tǒng)t為熱端；t0為熱電偶原冷端；t0為新冷端；A、B為熱電偶的熱電極；A、B為補償導線一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律常用熱電偶的補償導線熱電偶名稱熱電偶名稱補償導線補償導線t=100、t0=0時的標時的標準熱電勢（準熱電勢（mV）

13、正極負極材料顏色材料顏色鉑銠10鉑銅紅銅鎳綠0.6450.037鎳鉻鎳硅（鎳鋁）銅紅銅鎳藍4.0950.105鎳鉻銅鎳鎳鉻紅銅鎳棕6.3170.170銅銅鎳銅紅銅鎳白4.2770.047一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表2、標準熱電偶及非標準熱電偶、標準熱電偶及非標準熱電偶對熱電極材料的要求：（1）物理穩(wěn)定性要高，即在測溫范圍內(nèi)其熱電特性不隨時間改變，以保證與其配套的顯示儀表刻度的穩(wěn)定。（2）化學穩(wěn)定性要高，即在高溫下不受周圍氣氛的氧化和腐蝕而變質(zhì)。（3）電阻溫度系數(shù)要小，導電率要高，組成熱電偶后產(chǎn)生的熱電勢要大。（4）熱電勢和溫度成線性關(guān)系，或有簡單的

14、函數(shù)關(guān)系，這樣可提高顯示儀表的精度，刻度工作簡單。（5）復現(xiàn)性好。要求同種材料組成的熱電偶其熱電特性都相同，在使用中可以保證良好的互換性。（6）具有一定的機械強度。 一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表2、標準熱電偶及非標準熱電偶、標準熱電偶及非標準熱電偶標準熱電偶：是指制造工藝較成熟、應用廣泛、能成批生產(chǎn)、性能優(yōu)良而穩(wěn)定并已列入工業(yè)標準化文件中的那些熱電偶。（1）鉑銠30鉑銠6熱電偶：分度號為LL-2（老）、B（新）， 1600以下可長期使用，短期可測1800。適于氧化及中性介質(zhì)。特點：產(chǎn)生的熱電勢小，價格貴，低溫時熱電勢極小，故冷端溫度在40以下時可不

15、進行溫度補償而直接使用。 一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表2、標準熱電偶及非標準熱電偶、標準熱電偶及非標準熱電偶（2）鉑銠10鉑熱電偶：分度號為LB-3（老）、S（新），1300以下可長期使用，短期可測1600。適于氧化及中性介質(zhì)。特點：耐高溫、不易氧化、有較好的化學穩(wěn)定性，具有較高的測量精度，可用于精密測量和用作標準熱電偶；靈敏度較低，不能用于還原氣氛及侵蝕性的氣體中等。（3）鎳鉻鎳硅（鎳鉻鎳鋁）熱電偶：分度號為EU-2（老）、K（新），1000以下可長期使用，短 期可測1200。適于氧化及中性介質(zhì)。特點：材料復現(xiàn)性好，線性好，熱電勢大，靈敏度較高，

16、價格便宜，精度較低。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表2、標準熱電偶及非標準熱電偶、標準熱電偶及非標準熱電偶非標準熱電偶也稱為特殊熱電偶，不能批量生產(chǎn)，只能定做，不能互換。（1）鎢錸（W-Re）系熱電偶：是一種較好的超高溫熱電偶，其最高使用溫度受絕緣材料的限制，一般測量的最高溫度為2400。國產(chǎn)鎢錸5-鎢錸20使用范圍為300 2000 ，分度精度為1%。在氫氣中連續(xù)使用100小時，氬氣中50小時，真空中8小時。工作端損壞后可將原接點剪掉后重新制作新熱接點。與此類似的還有銥銠（Ir-Rh）系熱電偶。 一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目

17、錄1-2溫度測量儀表2、標準熱電偶及非標準熱電偶、標準熱電偶及非標準熱電偶（2）薄膜熱電偶：主要用于快速測量表面溫度，通常是用真空蒸鍍等方法使兩種熱電極材料（金屬）蒸鍍到絕緣基板上，并牢固地結(jié)合在一起，形成薄膜狀熱接點。 特點：其接點很薄（0.010.1mm），尺寸很小，故熱容量很小，反應時間很快（幾ms），可用來測量瞬變的溫度及極小物體的表面溫度。目前國內(nèi)主要有鐵-鎳、鐵-康銅、銅-康銅三類，測溫范圍為-200300，反應時間通常為10ms 到1s。圖為鐵-鎳薄膜熱電偶1熱端；2襯架；3Fe膜；4Ni膜；5Fe絲；6Ni絲；7接頭夾具一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1

18、-2溫度測量儀表2、標準熱電偶及非標準熱電偶、標準熱電偶及非標準熱電偶（3）非金屬熱電偶：利用石墨和難熔化合物制成的高溫熱電偶。通常有碳石墨，石墨（c軸）石墨（a軸），石墨碳化硅等。特點：熱電勢比金屬高得多，熔點很高，穩(wěn)定，可測量超高溫。復現(xiàn)性極差，脆性大，石墨易吸潮而改變其熱電特性。 （4）鎧裝熱電偶（套管熱電偶）：由金屬套管、絕緣材料、熱電極絲一起復合拉伸成型，將端部接點焊成光滑球狀結(jié)構(gòu)。特點：反應速度快、使用方便、可彎曲、氣密性好、不怕振、耐高壓等。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表2、標準熱電偶及非標準熱電偶、標準熱電偶及非標準熱電偶圖為鎧裝熱電

19、偶熱接點形式（a）-碰底型；（b）-不碰底型；（c）-露頭型；（d）-帽型圖為鎧裝熱電偶斷面結(jié)構(gòu)1金屬套管；2絕緣材料；3熱電極一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表3、熱電偶的結(jié)構(gòu)、熱電偶的結(jié)構(gòu)常用熱電偶組成：熱電極、絕緣管、保護套管、接線盒一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表3、熱電偶的結(jié)構(gòu)、熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電極直徑由材料價格、強度、導電率及用途、測溫范圍等決定：貴金屬d=0.30.65mm，廉金屬d=0.53.2mm。其長度根據(jù)工作端在介質(zhì)中的插入深度來決定，工業(yè)熱電偶一般為3502000mm。其焊接形式有三種：見下

20、圖；對焊接點的要求為：焊點直徑不超過兩倍的熱電極直徑，以減少傳熱誤差和滯后。(a)-點焊；(b)-對焊；(c)-絞接點焊一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表3、熱電偶的結(jié)構(gòu)、熱電偶的結(jié)構(gòu)絕緣材料：其作用是：防止電極短路。其材料的選用根據(jù)測溫范圍確定。常用絕緣材料下表。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表3、熱電偶的結(jié)構(gòu)、熱電偶的結(jié)構(gòu)保護套管：作用是：使熱電偶不受化學腐蝕和機械損傷。要求：不滲透氣體，耐高溫，能承受溫度劇變，不怕氧化和還原氣氛，導熱率高，耐酸堿，在高溫下不會分解出對熱電偶有害的氣體。常用材料見下表。 一、

21、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表3、熱電偶的結(jié)構(gòu)、熱電偶的結(jié)構(gòu)接線盒：作用：供連接熱電偶和補償導線。材料一般為鋁合金，有普通式和密封式兩種。 鎧裝熱電偶組成為：金屬套管、絕緣材料、熱電極一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表、熱電偶自由端（冷端）溫度補償、熱電偶自由端（冷端）溫度補償冷端補償?shù)脑颍海?）、只有當熱電偶的冷端溫度保持不變時，熱電勢才是被測溫度的單值函數(shù)。（2）、熱電偶在生產(chǎn)廠家分度時是在冷端溫度為0時進行的，而實際使用時是不可能使其為0的。因此，實際 測量時，測量值必定小于真實值而帶來客測量誤差。所以要對

22、其進行冷端溫度補償。冷端溫度補償?shù)姆椒ǎ翰楸矸ǎㄓ嬎惴ɑ蚶涠藴囟刃拚ǎ?、冷點槽法（冷端溫度保持為0 的方法）、機械零點調(diào)整法、補償電橋法等。另外還有多點冷端溫度補償法（補償熱電偶法）。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表、熱電偶自由端（冷端）溫度補償、熱電偶自由端（冷端）溫度補償查表法：理論依據(jù)是“中間溫度定律”。即：(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)該方法是利用熱電偶的分度表來進行計算而得到溫度值的，主要適用于實驗室測溫。冷點槽法：將冷端置于0的冰水混合物中以維持其溫度恒為0。該法難用于工業(yè)應用中，只能用于實驗室測溫。一、熱工測量儀表一、熱工測

23、量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表、熱電偶自由端（冷端）溫度補償、熱電偶自由端（冷端）溫度補償儀表機械零點調(diào)整法：先測定冷端溫度，后切斷儀表電源和訊號，將儀表機械零點調(diào)至指示冷端溫度的刻度處即可。 補償電橋法：是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電壓來補償冷端溫度變化而引起的熱電勢的變化。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表、熱電偶自由端（冷端）溫度補償、熱電偶自由端（冷端）溫度補償多點冷端溫度補償： 為了節(jié)省顯示儀表，在同一設(shè)備或同一車間，利用多點切換開關(guān)把幾支甚至幾十支同一分度的熱電偶接到一塊儀表上，這時，只需要共用一個冷 端補償器。多點冷端溫度補償連

24、接線路切換開關(guān)；銅導線；顯示儀表一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表、熱電偶的定期校驗、熱電偶的定期校驗對熱電偶進行定期校驗的必要性：熱電偶在使用過程中，由于熱端受到氧化、腐蝕、毒化、高溫下熱電偶材料發(fā)生重結(jié)晶等作用，引起熱電特性發(fā)生變化，使測量誤差增大。所以必須進行定期校驗。調(diào)壓變壓器；管式電爐；標準熱電偶；被校熱電偶；冰點槽；切換開關(guān)；直流電位差計；鎳塊；試管一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表、熱電偶的定期校驗、熱電偶的定期校驗校驗方法和步驟：將被校驗熱電偶與標準熱電偶的熱端放到管式電爐的恒溫區(qū)中測量溫度，比較兩

25、者的測量結(jié)果，以確定被校誤差。為保證被校與標準熱電偶的熱端處于同一溫度，可以把兩熱電偶的熱端放在金屬鎳塊中，再將鎳塊放于恒溫區(qū)。熱電偶放入爐中后，爐口應用石棉繩堵嚴。熱電偶插入爐中的深度一般為300mm，最小不小于150mm。熱電偶的冷端置于冰點槽中，用調(diào)壓器調(diào)節(jié)爐溫。當爐溫達到校驗溫度點10范圍內(nèi)，且每分鐘變化不超過0.2時，就可用電位差計測量熱電偶的熱電勢。在每一被校溫度點上對其讀數(shù)不得少于四次，然后求平均值，并查分度表，最后通過比較得出被校熱電偶在各校驗溫點上的溫度誤差，計算時標準熱電偶熱電勢的誤差也需計入。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱

26、電勢的毫伏計方法測量熱電勢的毫伏計方法毫伏計（動圈式指示儀）工作原理：（略）其特點：能與熱電偶配套使用、構(gòu)造簡單、成本低、一般用作指示儀。若添加一些附加裝置，也能實現(xiàn)簡單的自動控制。右圖為動圈測量機構(gòu)中可動部分動圈；指針；平衡錘；平衡桿；張絲一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的毫伏計方法測量熱電勢的毫伏計方法2.動圈儀表的內(nèi)阻問題： 動圈電阻必須是一個固定值，否則會引起很大誤差。動圈由銅線繞成，其電阻值會隨溫度的升高而增大，誤差也會增大，因此，為保證儀表的精度，必須對動圈電阻進行溫度補償。 動圈儀表通常采用熱敏電阻作溫度補償。熱敏電阻的特點是，

27、當溫度升高時，其阻值減小，這正好與動圈電阻的變化相反。 熱敏電阻的阻值與溫度變化是一個指數(shù)關(guān)系，如在熱敏電阻上并聯(lián)一錳電阻，就可以使其阻值近于線性。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的毫伏計方法測量熱電勢的毫伏計方法 R串的作用是：1）提高測量機構(gòu)的輸入電阻，減少線路電阻變化對測量結(jié)果的影響。2）可通過改變R串阻值的大小來改變儀表的量程。3.動圈儀表與熱電偶的配套使用：配套使用時要注意：1）儀表的標尺是按各種熱電偶的分度表而刻成溫度示值的，使用時必須正確配套，熱電偶的分度號應與儀表的分度號一致。2）各種熱電偶的分度表都是在冷端溫度為零度時得到的

28、，使用時若冷端溫度不為零度，則要進行修正。3）與熱電偶配套的動圈儀表的外阻總和就為15，不足時要湊足。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法 電位差計測量電勢的工作原理：用一個已知的標準電壓與被測電勢相比較，平衡時差值為零。 產(chǎn)生標準直流電壓的常用電路有：分壓線路和橋式線路兩種。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法 電位差計測量法特點是：在讀數(shù)時通過熱電偶及其連接導線的電流等于零。因而熱電偶及其連接導線的電阻值既使有些變化，也

29、不會影響測量結(jié)果，使測量準確性大為提高。1.手動電位差計電路是工作電路，包括直流電源E、可變電阻RJ、檢查電阻RG、測量電阻R和開關(guān)K1。電路是標準電池電路，有一汞-隔標準電池ES、在20時的電電勢為1.0186V。電路是熱電偶測量電路。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法1.手動電位差計工作過程：1）整定工作電流I。將K2置于1位，使檢流計接入電路中，然后合上K1接通電路，調(diào)節(jié)RJ使IG=0，此時ES=IRG=常數(shù)。2）測量。將K2置于2位，接通測量電路，調(diào)節(jié)R上觸點C的位置，使IG=0，則：RREEGSx

30、其中 為可變電阻R上bc段的電阻值。R一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計組成：由測量橋路、放大器、可逆電機、指示及記錄機構(gòu)、調(diào)節(jié)裝置等組成。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計1）測量橋路 橋路分上支路（由RG、Rp、R4構(gòu)成）和下支路（由R2、R3構(gòu)成），上支路電流I1=4mA，下支路電流I2=2mA。 當電子電位差計與熱電偶配套使用時，必須考慮熱電偶的冷 端溫度補償。在測量橋路中，引入了

31、下支路后，就能很好地進行冷端溫度補償。工作原理XW系列儀表測量橋路原理圖一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計1）測量橋路工作原理XW系列儀表測量橋路原理圖優(yōu)點：、測量的起始值不僅可以從零電位或正電位開始，而且可以從負電位開始。、可以實現(xiàn)熱電偶冷端溫度補償。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計1）測量橋路橋路中各電阻的作用和要求：橋臂電阻R2：與熱電偶配套使用時，作為冷 端溫度補償電阻（RCu)

32、 。在下支路電流為2mA的橋路中，配用鎳鉻-鎳硅熱電偶時，RCu=5.33；配用鎳鉻-考銅熱電偶時， RCu=8.92；配用鉑銠-鉑熱電偶時， RCu=0.74。當不配用熱電偶時，R2則必須用錳銅繞 制。限流電阻R3：為一固定電阻，與R2一起，使下支路的工作電流為2mA。其值可用歐姆定律計算（標準工作溫度取25 ）。該電阻準確度要求較高。)(322RRIE一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計1）測量橋路橋路中各電阻的作用和要求： 起始值電阻RG：是決定儀表刻度的起始值的電阻，其值越大，儀表起始

33、值越大。通常RG由RG和rg串聯(lián)而成，rg作為微調(diào)，既可保證整體精度，又可降低對RG的精度要求。 限流電阻R4：與Rnp（等效電阻）及RG相串聯(lián)，使上支路電流為4mA。其精度要求不高。 滑線電阻Rp:其質(zhì)量影響儀表的誤差、變差、靈敏度以及運行的平穩(wěn)性等 。對材料的耐磨、抗氧化、絕緣性要求較高。對其線性度要求更高，同時還要求接觸可靠。通常采用雙滑線結(jié)構(gòu)。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計1）測量橋路橋路中各電阻的作用和要求： 附加滑線電阻 ：與滑線電阻Rp平等布置，不屬于橋路構(gòu)件，只起引出導線

34、作用。與Rp材料相同，利于觸點的平滑移動，利于接觸電勢的抵消。pR 工藝電阻RB:因滑線電阻很難繞制得很精確，且不便于用增減電阻絲圈數(shù)的方法來調(diào)整阻值。所以，給滑線電阻并聯(lián)一個電阻RB，使其總阻值為一固定值，便于成批生產(chǎn)和調(diào)整，提高生產(chǎn)精度。 量程電阻RM：是決定儀表量程的電阻。其值越大，儀表量程就越大。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計2）晶體管放大電路（JF-12型）作用：把測量橋路部分來的微弱偏差信號放大到足以推動可逆電機旋轉(zhuǎn)的程度，以帶動測量橋路中滑線電阻的滑動觸點移動，使測量橋路的

35、電動勢與被測電動勢相互補償，測量系統(tǒng)達到平衡。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計2）晶體管放大電路-變流器原理變流器起調(diào)制作用：即將直流電變?yōu)榻涣鳌Ｒ?、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計2）晶體管放大電路-電壓放大級其作用是將微弱的交流信號放大到足以驅(qū)動功率放大級。它是決定放大器的增益、穩(wěn)定性和動態(tài)特性的關(guān)鍵。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢

36、的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計2）晶體管放大電路-功率放大級 其作用是將電壓放大級送來的交流電放大到足以驅(qū)動可逆電機。分為變壓器耦合和無耦合變化器兩種。3）電子電位差計與熱電偶的配套使用儀表的標尺是刻成溫度的，所以熱電偶的分度就與儀表分度號相同。儀表能自動補償冷 端溫度，不必考慮冷端溫度補償問題。因冷端溫度補償電阻在儀表上，所以要用補償導線將熱電偶的冷端移到儀表處，以使熱電偶的冷端溫度與冷端補償電阻的溫度一樣。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾

37、問題 干擾信號：由于電磁場、漏電流或其它因素的影響，在放大器輸入端出現(xiàn)一個干擾電子電位差計正常工作的附加信號。 其影響大致有：、示值誤差增大和不穩(wěn)定；、靈敏度下降，不靈敏區(qū)增大；、指針運行緩慢，全行程時間增加；、附有位式調(diào)節(jié)器的電位差計由于指針在給定點附近擺動，會引起電磁繼電器跳動不停。 干擾類型：橫向干擾、縱向干擾一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題橫向干擾：是由于種種外因，在儀表輸入端之間出現(xiàn)的交流信號干擾，其電壓值在幾mV到幾十mV的范圍內(nèi)。其來源：、源于交變

38、磁場；、由于熱電偶在帶電體上引起的干擾。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題交變磁場的干擾一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題熱電偶焊在通過電流的導體上引入干擾一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題抗橫向干擾的措

39、施：、在熱電偶連接導線外面加屏蔽，以防止電磁場和靜電場的影響；一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題抗橫向干擾的措施：、熱電偶的連接導線應遠離強磁場，也不要離動力線太近，更不允許把連接導線與動力線平行地放在一起或穿在同一根鐵管之內(nèi)。信號線與電源線也不能由同一孔進入儀表。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題抗橫向干擾的措施：、在儀表輸入端加濾

40、波電路，以便使混雜在有用信號中的交流干擾信號大大衰減，消除它對儀表的影響。三級L型RC濾波器一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題縱向干擾：由于某種原因，儀表任一輸入端與地之間產(chǎn)生交流的干擾信號。其幅度一般在幾伏到幾十伏之間。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題干擾來源：、最常見的是在測量電爐溫度時引入的干擾；一、熱工測量儀表一、熱工測量儀

41、表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題干擾來源：、不同的地電位引入的干擾；一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題干擾來源：、高壓電場的干擾。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題抗縱向干擾的措施：、熱電偶“懸空”。安裝熱電偶時不要使其與耐火磚接觸

42、。這種方法可以切斷漏電流進入的途徑，抗干擾效果好。僅適用于垂直安裝的熱電偶。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題抗縱向干擾的措施： 、放大器“浮空”，同時采用等電位屏蔽法。將放大器與與儀表殼體（大地）絕緣，切斷干擾電流的泄漏途徑，使干擾電流無法進入。但放大器對地存在分布電容和漏電阻，所以同時還得用等電位屏蔽法。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗

43、干擾問題抗縱向干擾的措施： 、采用三線熱電偶。在熱電偶允許的情況下，從熱電偶的熱端引出一根金屬線接地，干擾電壓形成短接使熱電偶與地幾乎處于同一電位，有利于消除縱向干擾。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題抗縱向干擾的措施： 、熱電偶保護套管接地。將能導電的保護套管接地，干擾電流沿保護管通地，不再進入熱電偶。如保護套管是絕緣體，則外加耐熱鋼管或碳化硅管后接地。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表測量熱電勢的電位差計方法測量熱電勢的

44、電位差計方法2.電子電位差計4）電子電位差計的抗干擾問題抗縱向干擾的措施： 、采用旁路電容等。 在補償導線的一端，通過一個容量足夠大的電容接地，以降低干擾電壓。干擾不太強時，有一定效果，但干擾電壓較高時，效果不顯著。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表電阻溫度計電阻溫度計其特點：準確度高；輸出信號比熱電偶大得多；輸出信號為電信號，便于遠傳及集中控制。1工作原理工作原理是利用某些金屬導體或半導體材料的電阻值隨溫度的變化而變化的性質(zhì)來進行工作的。其數(shù)學表達式為：Rt=R0(1+t) 其中:為電阻溫度系數(shù)，即溫度每升高一度時，材料電阻相對變化的數(shù)值。大多數(shù)金屬，

45、溫度每升高一度，其阻值增加0.40.6%，而半導體則降低0.30.6%。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表電阻溫度計電阻溫度計2熱電阻的材料和構(gòu)造熱電阻的材料和構(gòu)造（1）熱電阻的材料作為熱電阻材料的要求：電阻溫度系數(shù)要大。越大，熱電阻的靈敏度就超高，測溫時越易得到準確的結(jié)果。材料的純度超高，越大；雜質(zhì)越多，越小且不穩(wěn)定；純金屬比合金的高且易復制；電阻絲在制成熱電阻體時必須進行退火和老化，以消除內(nèi)應力的影響。在測溫范圍內(nèi)要求物理及化學性質(zhì)穩(wěn)定。要有較大的電阻率。電阻率越大，電阻體的體積越小，熱容量和電阻值與溫度的關(guān)系要近似線性，以便分度和讀數(shù)。價格便宜。

46、一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表電阻溫度計電阻溫度計2熱電阻的材料和構(gòu)造熱電阻的材料和構(gòu)造（2）常用熱電阻鉑電阻特點：準確度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。在氧化氣氛中即使是高溫下，其物理、化學性質(zhì)都非常穩(wěn)定。在還原氣氛下，高溫時很易被還原性氣體污染，材質(zhì)變脆，改變其電阻與溫度間的關(guān)系，此時應用保護套管。銅電阻特點：電阻值與溫度幾乎是線性關(guān)系，較大，材料易提純，價格便宜。100以上易氧化。電阻率較小，體積較大，熱慣性大。主要用于測量精度要求不高，低溫及沒有侵蝕性的介質(zhì)中。 一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表電阻溫度計電阻

47、溫度計2熱電阻的材料和構(gòu)造熱電阻的材料和構(gòu)造（3）其它熱電阻銦電阻：是一種高準確度低溫熱電阻，熔點為156，在4.215K范圍內(nèi)靈敏度很高，比鉑電阻高10倍。測溫范圍為4.2K室溫，材料很軟，復制性很差。錳電阻：在263K低溫范圍內(nèi)，電阻隨溫度變化很大，靈敏度很高；不受磁場影響；質(zhì)，難拉成絲。碳電阻：很適合作液氮溫域（約04.55K）的溫度計，在超低溫下靈敏度很高，熱容量小，對磁場不敏感，價格便宜，操作簡便，熱穩(wěn)定性差。 一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表電阻溫度計電阻溫度計3熱電阻的構(gòu)造熱電阻的構(gòu)造由電阻絲、支架、引出線、保護套管四部分組成。（1）、電

48、阻絲：鉑：舊分度號為BA1（R046）、BA2（R0100）；現(xiàn)統(tǒng)一分度號為Pt50、Pt100。實驗室或標準儀表用R010或R030。銅：舊分度號為G（R053）；現(xiàn)統(tǒng)一為Cu50或Cu100。 一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表電阻溫度計電阻溫度計3熱電阻的構(gòu)造熱電阻的構(gòu)造（2）、支架：要求：耐高溫，膨脹系數(shù)小，絕緣性好，有一定的機械強度。主要材料：塑料、用于銅電阻100以下；云母：用于鉑電阻500以下；石英或陶瓷：用于鉑電阻500以上。（3）、引出導線：要求：對電阻絲不產(chǎn)生有害影響；與電阻絲及連接導線間不產(chǎn)生較大的熱電勢；化學穩(wěn)定性要好。（4）、保

49、護套管：與熱電偶的基本相同。（略） 一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表電阻溫度計電阻溫度計4熱電阻的校驗熱電阻的校驗校驗步驟：按下圖連接線路，并檢查是否正確；1加熱恒溫器；2被校難電阻體；3標準溫度計；4毫伏計；5標準電阻；6分壓器；7切換開關(guān)；8電位差計。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表電阻溫度計電阻溫度計4熱電阻的校驗熱電阻的校驗校驗步驟：將電阻體放入恒溫器內(nèi)，使之達到校驗點溫度并保持恒溫，然后調(diào)節(jié)分壓器使毫伏計讀數(shù)約為4mA，切換開關(guān)切向標準電阻RN一邊，讀出電位差計讀數(shù)UN；然后立即將切換開關(guān)切向被校驗電

50、阻體一邊，讀出電位差計讀數(shù)Ut。按計算出Rt。同一點反復測多次取平均值，看其誤差是否在允許范圍內(nèi)。再取測溫范圍內(nèi)10%、50%、90%的溫度作校驗點重復上述校驗，如均合格，則校驗完畢。NNttRUUR 一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表電阻溫度計電阻溫度計5接觸式測溫元件的安裝接觸式測溫元件的安裝（1）測溫元件應與被測介質(zhì)形成逆流，切勿與被測介質(zhì)形成順流。（2）感溫點應選在能代表被測介質(zhì)溫度的地方。（3）測溫元件露在外面的部分應盡可能短（保證最大允許插入深度）。（4）加保溫層使電極與連接導線連接處溫度低于100。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一

51、頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表輻射測溫和儀表輻射測溫和儀表黑體的熱輻射強度與其溫度有單值函數(shù)關(guān)系。因此測量其輻射強度即可知道其溫度，利用此方法測溫時，傳感件不需與被測介質(zhì)相接觸，故稱為非接觸式測溫方法。其特點：測溫元件不直接與被沒介質(zhì)相接觸，因此測溫傳感件不會破壞被測對象的溫度場，也不受被測介質(zhì)的腐蝕和毒化等影響。傳感器不必與被測介質(zhì)達到熱平衡，其溫度可以大大低于被測介質(zhì)的溫度，故測溫上限不受限制。動態(tài)特性較好，可以測量處于運動狀態(tài)的對象溫度和變化著的溫度。儀表的滯后小，輻射溫度計的輸出信號大，靈敏度高，準確度高。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表輻射

52、測溫和儀表輻射測溫和儀表1熱輻射測溫基本原理熱輻射測溫基本原理是利用被測溫物體的熱輻射能量與其溫度有一定關(guān)系，通過測量熱輻射能量來顯示被測物體溫度。普朗克定律：黑體的單色輻射強度M0與波長和溫度T之間的關(guān)系。M0C15（e -1）-1 kcal/m2.h.mC1=3.1710-16kcal.m2/h （普朗克第一輻射常數(shù)） C2=1.438810-2m.k（普朗克第二輻射常數(shù)）維恩公式：M0=C1-5e- （用于3000k以下的溫度）是光學高溫計的理論依據(jù)。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表輻射測溫和儀表輻射測溫和儀表1熱輻射測溫基本原理熱輻射測溫基本原

53、理普朗克定律和維恩公式是黑體的理論公式，實際存在的物體并非黑體,其輻射強度M0對波長的分布與普朗克定律不同，上兩式不適用，必須加以修正：M（）M0其中（）為物體的光譜發(fā)射率（單色輻射黑度）。其值在0與1之間，它與溫度，物體的性質(zhì)和表面情況，有關(guān)，其數(shù)值由實驗方法測定。 一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表輻射測溫和儀表輻射測溫和儀表2光學高溫計光學高溫計物體在高溫狀態(tài)會發(fā)光，具有一定亮度，其亮度和輻射強度成正比，即LCMC為比例常數(shù)。由于M與T有關(guān)，所以受熱物體的亮度大小也反映了物體溫度的高低，但因為各種物體的黑度是不同的，因此即使它們的亮度相同，其溫度也

54、是不相同的，這就使得按某一物體的溫度刻度的光學高溫計不可以用來測量黑度不同的另一物體的溫度，為解決此問題，儀表按黑體的溫度刻度，當測量實際物體的溫度時，所測量出的結(jié)果，不是物體的真實溫度，而是相當黑體的溫度，即物體的亮度溫度，然后通過修正求得被測物體的真實溫度。 一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表輻射測溫和儀表輻射測溫和儀表2光學高溫計光學高溫計亮度溫度：當物體在輻射波長為，溫度為T時的亮度L，和黑體在輻射波長為，溫度為Ts時的亮度L0相等，則將TS稱為該物體在波長為時的亮度溫度。sTCTCeCCLeCCL2251)(051)(令其亮度相等，則：)(21

55、ln11CTTs其中，為單色輻射波長，通常用0.65m的紅光；C2為普朗克第二輻射常數(shù)；()為黑度系數(shù)。 一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表輻射測溫和儀表輻射測溫和儀表2光學高溫計光學高溫計WGG-2型光學高溫計的結(jié)構(gòu)1-物鏡；2-灰色吸收玻璃；3-高溫計燈泡；4-皮帶；5-目鏡；6-紅色濾光鏡；7-目鏡定位螺母；8-零位調(diào)節(jié)器；9-滑線電阻盤；10-測量儀表；11-刻度盤；12-干電池；13-按鈕開關(guān)一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表輻射測溫和儀表輻射測溫和儀表2光學高溫計光學高溫計（1）鎢絲亮度較暗；（2）鎢絲

56、亮度較亮；（3）鎢絲與物體亮度相等一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表輻射測溫和儀表輻射測溫和儀表2光學高溫計光學高溫計使用注意事項：非黑體的影響：由于被測物體不是絕對黑體，而且物體的單色輻射黑度系數(shù)不是常數(shù)，它與波長、物體的表面情況以及溫度高低都有關(guān)。 有時變化很大，對測量會帶來不利影響。中間介質(zhì)的影響：光學高溫計和被測物體之間如有灰塵、煙霧和CO2等介質(zhì)時，對熱輻射會有吸收作用，因而產(chǎn)生誤差。所以測量距離不能太遠，一般不要超過3m。光學高溫計要盡量做到不在反射光強的地方進行測量，否則要產(chǎn)生誤差。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1

57、-2溫度測量儀表輻射測溫和儀表輻射測溫和儀表2光學高溫計光學高溫計光學高溫計測量時要手動平衡亮度，要用人眼來判斷亮度平衡狀態(tài)，所以光學高溫計不是連續(xù)測溫儀表，應用受到一定限制。光電高溫計可自動平衡亮度，它是在光學高溫計的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的自動連續(xù)測溫儀表。光電高溫計用光電器件作為儀表的傳感器，代替人眼來感受輻射源的亮度變化，并轉(zhuǎn)換成與亮度成比例的電信號，此信號經(jīng)電子放大器后被測量，其大小則相應于被測物體的溫度。為減小光電器件、電子元件參數(shù)變化和電源電壓波動對測量的影響，光電高溫計來用負反饋原理進行工作。 一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表輻射測溫和儀表輻射

58、測溫和儀表2光學高溫計光學高溫計光電高溫計的優(yōu)點：（1）能自動測量溫度，使用方便，可避免操作者的主觀誤差。（2）其計數(shù)可自動記錄和傳遞，有利于參數(shù)的集中控制（檢測）。（3）其光電器件可接受可見光也可接受紅外光，這使高溫計的測溫范圍不受人眼光譜敏感度的限制，可向低溫方面擴展。光電高溫計使用注意事項：除光學高溫計注意事項外，由于反饋燈及光電器件等元件特性的分散性大，元件的互換性很差，在更換反饋燈或光電器件時必須對整個儀表重新進行調(diào)整和刻度。 一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表輻射測溫和儀表輻射測溫和儀表3全輻射高溫計全輻射高溫計（1）測溫工作原理普朗克定律只

59、給出了絕對黑體單色輻射強度隨溫度變化的規(guī)律，若要得到波長從0之間的全部輻射能量的總和，可將M0對進行積分即全輻射能量為：40150100) 1(2TdeCdMTcKcal/m2 h其中：為：斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù)（4.9610-8kcal/h m2 k4）0此式稱為絕對黑體全輻射定律（斯玻定律）。它說明絕對黑體全輻射能量和絕對溫度的四次方成正比。對于實際物體必須進行修正為全輻射黑度（物體的發(fā)射率）。其值在01之間。40TM一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表輻射測溫和儀表輻射測溫和儀表3全輻射高溫計全輻射高溫計（2）全輻射高溫計WFT-202型全輻射感溫器1-

60、對物透鏡；2-外殼；3-補償光欄；4-座架；5-熱電堆；6-接線柱；7-穿線套；8-蓋；9-目鏡一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表輻射測溫和儀表輻射測溫和儀表3全輻射高溫計全輻射高溫計（2）全輻射高溫計熱電堆熱電堆由云母環(huán)、靶心、引出線和熱電偶組成。按輻射高溫計的起點不同，熱電堆分別由16對或8對直徑為0.050.07mm的鎳鉻-考銅熱電偶串聯(lián)而成，每對熱電偶的熱端焊在瓣形鎳箔上，其冷端由考銅箔串聯(lián)起來，最后一端由考銅箔帶作引出線，整個熱電堆固定在環(huán)形云母架上。一、熱工測量儀表一、熱工測量儀表下一頁下一頁章目錄章目錄1-2溫度測量儀表輻射測溫和儀表輻射測