熱工儀表及自動(dòng)控制

熱工儀表及自動(dòng)控制第1頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表二、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)三、自動(dòng)調(diào)節(jié)儀表四、熱工參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)總目錄第2頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六熱工測(cè)量?jī)x表重點(diǎn)難點(diǎn)：

熱電偶的測(cè)溫原理、冷端溫度補(bǔ)償及熱電偶的校驗(yàn)；電子電位差計(jì)工作原理；光學(xué)高溫計(jì)的原理及構(gòu)造；非接觸測(cè)溫的特點(diǎn)；彈性式壓力計(jì)的工作原理；節(jié)流裝置測(cè)量流量的原理；硅酸鹽工業(yè)煙氣分析的目的。下一頁第3頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六熱工測(cè)量?jī)x表下一頁硅酸鹽工業(yè)主要的熱工測(cè)量項(xiàng)目1.溫度測(cè)量：物料及制品溫度、氣體溫度、設(shè)備表面溫度等。2.壓力測(cè)量：設(shè)備及管道內(nèi)氣體壓力。3.流速和流量的測(cè)量：流體的流速和流量、物料流量等。4.物位測(cè)量：液位氣體、料位和相界位置的測(cè)量。5.氣體成分分析：主要是煙氣分析。

第4頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六§1-1測(cè)量?jī)x表分類及基本技術(shù)性能§1-2溫度測(cè)量?jī)x表§1-3壓力測(cè)量?jī)x表§1-4流量測(cè)量?jī)x表§1-5物位測(cè)量?jī)x表§1-6氣體成分分析儀表第1章目錄第5頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-1測(cè)量?jī)x表分類及基本技術(shù)性能測(cè)量?jī)x表的分類1、根據(jù)被測(cè)參數(shù)來分：溫度計(jì)、壓力表、流量計(jì)、物位計(jì)、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(hào)型、調(diào)節(jié)型等；3、按儀表的用途分：標(biāo)準(zhǔn)儀表、工業(yè)儀表、實(shí)驗(yàn)儀表、便攜儀表等；4、根據(jù)儀表是否安裝于工藝對(duì)象分：就地儀表、遠(yuǎn)方儀表等。第6頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄測(cè)量?jī)x表的基本技術(shù)性能§1-1測(cè)量?jī)x表分類及基本技術(shù)性能1、精確度（精度或準(zhǔn)確度）絕對(duì)誤差：儀表的指示值xi與被測(cè)參數(shù)的真實(shí)間xt的差值。即：△＝xi-xt＝x-x0相對(duì)誤差：某測(cè)量點(diǎn)的絕對(duì)誤差與標(biāo)準(zhǔn)儀表在該點(diǎn)的指示值之比。即：△＝相對(duì)百分誤差：儀表的最大絕對(duì)誤差與儀表量程百分比。即：第7頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄測(cè)量?jī)x表的基本技術(shù)性能§1-1測(cè)量?jī)x表分類及基本技術(shù)性能2、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(cè)參數(shù)值下，正、反程時(shí)儀表指示值的絕對(duì)誤差的最大值與儀表量程范圍之比的百分?jǐn)?shù)表示。即：造成變差的原因很多，如：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的間隙，運(yùn)動(dòng)件間的摩擦，彈性件的彈性滯后影響等。第8頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表章目錄測(cè)量?jī)x表的基本技術(shù)性能§1-1測(cè)量?jī)x表分類及基本技術(shù)性能3、靈敏度靈敏度：?jiǎn)挝槐粶y(cè)參數(shù)的變化引起儀表指示機(jī)構(gòu)的角位移或線位移。即：儀表的靈敏度反映了儀表對(duì)被測(cè)參數(shù)變化的靈敏程度，靈敏度越高，就越能觀測(cè)微小的被測(cè)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(shí)現(xiàn)。儀表的其它技術(shù)性能如：分辨率、線性度、反應(yīng)時(shí)間等從略第9頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表1、國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)以熱力學(xué)溫度為基本單位。2、常用測(cè)溫方法熱膨脹：固體、液體、氣體的膨脹位移。電阻變化：導(dǎo)體或半導(dǎo)體受熱后電阻值發(fā)生變化。熱電效應(yīng)：兩種不同性質(zhì)的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）構(gòu)成閉合回路，兩接點(diǎn)溫度不同時(shí)，回路中就產(chǎn)生電勢(shì)。（帕爾貼效應(yīng)）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(cè)溫方法，如：射流測(cè)溫、激光測(cè)溫等。第10頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表熱電偶溫度計(jì)熱電偶測(cè)溫的特點(diǎn)：1.能測(cè)量較高溫度；2.熱電偶將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，便于遠(yuǎn)傳和記錄，也利于集中檢測(cè)和控制；3.性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)耐用，維護(hù)方便；4.可做得很小很薄、熱容和熱慣性都很小，能測(cè)量點(diǎn)的溫度或表面溫度，也能用于快速測(cè)溫。右圖為熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)組成：1－熱電偶2－導(dǎo)線3－顯示儀表第11頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律

熱電現(xiàn)象（熱電效應(yīng)或帕爾貼效應(yīng)））：由兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A、B組成的閉合回路中，如果使兩個(gè)接點(diǎn)1、2處于不同的溫度，回路就會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)，這一現(xiàn)象即為熱電現(xiàn)象。該電勢(shì)即為熱電勢(shì)。熱電勢(shì)由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)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(cè)溫度，冷端連接儀表。第12頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律

溫差電勢(shì)：在同一導(dǎo)體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢(shì)。（湯姆遜效應(yīng)）當(dāng)同一導(dǎo)體的兩端溫度不同時(shí)，熱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(fù)電。從而在熱端和冷端間形成一個(gè)從熱端指向冷端的靜電場(chǎng)，該電場(chǎng)阻止電子繼續(xù)大量從熱端跑向冷端，同時(shí)加速電子從冷端跑向熱端，最后達(dá)到平衡。此時(shí)在導(dǎo)體的兩端便形成一個(gè)電勢(shì)，該電勢(shì)就是溫差電勢(shì)。第13頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律

接觸電勢(shì)：當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體接觸時(shí)，由于兩種導(dǎo)體的電子密度不同，電子在兩個(gè)方向上的擴(kuò)散速度就不一樣，從密度高的向密度低的擴(kuò)散數(shù)目多，高密度端帶正電，低密度端帶負(fù)電，因而在接觸面上形成一靜電場(chǎng)，該電場(chǎng)又將阻止電子的繼續(xù)大量擴(kuò)散，最終達(dá)到平衡狀態(tài)，在接觸面間就形成一電勢(shì)，即為接觸電勢(shì)。接觸電勢(shì)與兩導(dǎo)體的性質(zhì)及接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)。熱電勢(shì)為溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)的代數(shù)和。第14頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律

均質(zhì)導(dǎo)體定律：由一種均質(zhì)導(dǎo)體或半導(dǎo)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(shì)。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(shí)，回路如產(chǎn)生熱電勢(shì)，則說明該材料是不均勻的。第15頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律

中間導(dǎo)體定律：由不同材料組成的閉合回路中，當(dāng)各種材料接觸點(diǎn)的溫度都相同時(shí)，則回路中熱電勢(shì)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(duì)回路的熱電勢(shì)沒有影響。第16頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律結(jié)論：（2）如果兩種導(dǎo)體A、B對(duì)另一種參考導(dǎo)體C的熱電勢(shì)為已知，則這兩種導(dǎo)體組成熱電偶的熱電勢(shì)是它們對(duì)參考導(dǎo)體熱電勢(shì)的代數(shù)和。參考電極通常為鉑標(biāo)準(zhǔn)電極。第17頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表1、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(diǎn)溫度為t1和t

3的熱電偶的熱電勢(shì)等于接點(diǎn)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(shì)的代數(shù)和。第18頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表1、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(jìn)行的分度，只要引入適當(dāng)?shù)男拚?，就可以在另外一個(gè)冷端溫度下使用。該結(jié)論是制訂熱電偶的熱電勢(shì)－溫度關(guān)系分度表的理論依據(jù)，同時(shí)為熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償提供理論支持。（2）和熱電偶具有相同熱電性質(zhì)的補(bǔ)償導(dǎo)線可以引入熱電偶的回路中，相當(dāng)于延長(zhǎng)了熱電偶而不影響熱電偶的熱電勢(shì)。該結(jié)論為工業(yè)測(cè)溫中應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線提供了理論依據(jù)。第19頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律圖為使用補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電偶測(cè)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(bǔ)償導(dǎo)線第20頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表1、熱電現(xiàn)象和熱電偶的基本定律常用熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶名稱補(bǔ)償導(dǎo)線t=100℃、t0=0℃時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)熱電勢(shì)（mV）正極負(fù)極材料顏色材料顏色鉑銠10－鉑銅紅銅鎳綠0.645±0.037鎳鉻－鎳硅（鎳鋁）銅紅銅鎳藍(lán)4.095±0.105鎳鉻－銅鎳鎳鉻紅銅鎳棕6.317±0.170銅－銅鎳銅紅銅鎳白4.277±0.047第21頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表2、標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶對(duì)熱電極材料的要求：（1）物理穩(wěn)定性要高，即在測(cè)溫范圍內(nèi)其熱電特性不隨時(shí)間改變，以保證與其配套的顯示儀表刻度的穩(wěn)定。（2）化學(xué)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(dǎo)電率要高，組成熱電偶后產(chǎn)生的熱電勢(shì)要大。（4）熱電勢(shì)和溫度成線性關(guān)系，或有簡(jiǎn)單的函數(shù)關(guān)系，這樣可提高顯示儀表的精度，刻度工作簡(jiǎn)單。（5）復(fù)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(jī)械強(qiáng)度。

第22頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表2、標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶

標(biāo)準(zhǔn)熱電偶：是指制造工藝較成熟、應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)化文件中的那些熱電偶。（1）鉑銠30－鉑銠6熱電偶：分度號(hào)為L(zhǎng)L-2（老）、B（新），1600℃以下可長(zhǎng)期使用，短期可測(cè)1800℃。適于氧化及中性介質(zhì)。特點(diǎn)：產(chǎn)生的熱電勢(shì)小，價(jià)格貴，低溫時(shí)熱電勢(shì)極小，故冷端溫度在40℃以下時(shí)可不進(jìn)行溫度補(bǔ)償而直接使用。

第23頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表2、標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶（2）鉑銠10－鉑熱電偶：分度號(hào)為L(zhǎng)B-3（老）、S（新），1300℃以下可長(zhǎng)期使用，短期可測(cè)1600℃。適于氧化及中性介質(zhì)。特點(diǎn)：耐高溫、不易氧化、有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，具有較高的測(cè)量精度，可用于精密測(cè)量和用作標(biāo)準(zhǔn)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(hào)為EU-2（老）、K（新），1000℃以下可長(zhǎng)期使用，短期可測(cè)1200℃。適于氧化及中性介質(zhì)。特點(diǎn)：材料復(fù)現(xiàn)性好，線性好，熱電勢(shì)大，靈敏度較高，價(jià)格便宜，精度較低。第24頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表2、標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶非標(biāo)準(zhǔn)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?zé)犭娕?，其最高使用溫度受絕緣材料的限制，一般測(cè)量的最高溫度為2400℃。國(guó)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(shí)，氬氣中50小時(shí)，真空中8小時(shí)。工作端損壞后可將原接點(diǎn)剪掉后重新制作新熱接點(diǎn)。與此類似的還有銥銠（Ir-Rh）系熱電偶。

第25頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表2、標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶（2）薄膜熱電偶： 主要用于快速測(cè)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(diǎn)。 特點(diǎn)：其接點(diǎn)很?。?.01～0.1mm），尺寸很小，故熱容量很小，反應(yīng)時(shí)間很快（幾ms），可用來測(cè)量瞬變的溫度及極小物體的表面溫度。目前國(guó)內(nèi)主要有鐵-鎳、鐵-康銅、銅-康銅三類，測(cè)溫范圍為-200～300℃，反應(yīng)時(shí)間通常為10ms到1s。圖為鐵-鎳薄膜熱電偶1－熱端；2－襯架；3－Fe膜；4－Ni膜；5－Fe絲；

6－Ni絲；7－接頭夾具第26頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表2、標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及非標(biāo)準(zhǔn)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?zé)犭娕?。通常有碳－石墨，石墨（c軸）－石墨（a軸），石墨－碳化硅等。 特點(diǎn)：熱電勢(shì)比金屬高得多，熔點(diǎn)很高，穩(wěn)定，可測(cè)量超高溫。復(fù)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(fù)合拉伸成型，將端部接點(diǎn)焊成光滑球狀結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：反應(yīng)速度快、使用方便、可彎曲、氣密性好、不怕振、耐高壓等。第27頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表2、標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶圖為鎧裝熱電偶熱接點(diǎn)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－熱電極第28頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表3、熱電偶的結(jié)構(gòu)常用熱電偶組成：熱電極、絕緣管、保護(hù)套管、接線盒第29頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表3、熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電極直徑由材料價(jià)格、強(qiáng)度、導(dǎo)電率及用途、測(cè)溫范圍等決定：貴金屬d=0.3～0.65mm，廉金屬d=0.5～3.2mm。其長(zhǎng)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350～2000mm。其焊接形式有三種：見下圖；對(duì)焊接點(diǎn)的要求為：焊點(diǎn)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(diǎn)焊；(b)-對(duì)焊；(c)-絞接點(diǎn)焊第30頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表3、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(cè)溫范圍確定。常用絕緣材料下表。第31頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表3、熱電偶的結(jié)構(gòu)保護(hù)套管： 作用是：使熱電偶不受化學(xué)腐蝕和機(jī)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(dǎo)熱率高，耐酸堿，在高溫下不會(huì)分解出對(duì)熱電偶有害的氣體。常用材料見下表。

第32頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表3、熱電偶的結(jié)構(gòu)接線盒： 作用：供連接熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)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、熱電極第33頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表４、熱電偶自由端（冷端）溫度補(bǔ)償冷端補(bǔ)償?shù)脑颍海?）、只有當(dāng)熱電偶的冷端溫度保持不變時(shí)，熱電勢(shì)才是被測(cè)溫度的單值函數(shù)。（2）、熱電偶在生產(chǎn)廠家分度時(shí)是在冷端溫度為0℃時(shí)進(jìn)行的，而實(shí)際使用時(shí)是不可能使其為0℃的。因此，實(shí)際測(cè)量時(shí)，測(cè)量值必定小于真實(shí)值而帶來客測(cè)量誤差。所以要對(duì)其進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ翰楸矸ǎㄓ?jì)算法或冷端溫度修正法）、冷點(diǎn)槽法（冷端溫度保持為0℃的方法）、機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法、補(bǔ)償電橋法等。另外還有多點(diǎn)冷端溫度補(bǔ)償法（補(bǔ)償熱電偶法）。第34頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表４、熱電偶自由端（冷端）溫度補(bǔ)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(jìn)行計(jì)算而得到溫度值的，主要適用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)溫。冷點(diǎn)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(yīng)用中，只能用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)溫。第35頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表４、熱電偶自由端（冷端）溫度補(bǔ)償儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法： 先測(cè)定冷端溫度，后切斷儀表電源和訊號(hào)，將儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)至指示冷端溫度的刻度處即可。

補(bǔ)償電橋法： 是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電壓來補(bǔ)償冷端溫度變化而引起的熱電勢(shì)的變化。第36頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表４、熱電偶自由端（冷端）溫度補(bǔ)償多點(diǎn)冷端溫度補(bǔ)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(diǎn)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(shí)，只需要共用一個(gè)冷端補(bǔ)償器。多點(diǎn)冷端溫度補(bǔ)償連接線路１－切換開關(guān)；２－銅導(dǎo)線；３－顯示儀表第37頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表５、熱電偶的定期校驗(yàn)對(duì)熱電偶進(jìn)行定期校驗(yàn)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(cè)量誤差增大。所以必須進(jìn)行定期校驗(yàn)。１－調(diào)壓變壓器；２－管式電爐；３－標(biāo)準(zhǔn)熱電偶；４－被校熱電偶；５－冰點(diǎn)槽；６－切換開關(guān)；７－直流電位差計(jì)；８－鎳塊；９－試管第38頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表５、熱電偶的定期校驗(yàn)校驗(yàn)方法和步驟：將被校驗(yàn)熱電偶與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的熱端放到管式電爐的恒溫區(qū)中測(cè)量溫度，比較兩者的測(cè)量結(jié)果，以確定被校誤差。為保證被校與標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用石棉繩堵嚴(yán)。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(diǎn)槽中，用調(diào)壓器調(diào)節(jié)爐溫。當(dāng)爐溫達(dá)到校驗(yàn)溫度點(diǎn)±10℃范圍內(nèi)，且每分鐘變化不超過0.2℃時(shí)，就可用電位差計(jì)測(cè)量熱電偶的熱電勢(shì)。在每一被校溫度點(diǎn)上對(duì)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(yàn)溫點(diǎn)上的溫度誤差，計(jì)算時(shí)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶熱電勢(shì)的誤差也需計(jì)入。第39頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的毫伏計(jì)方法１．毫伏計(jì)（動(dòng)圈式指示儀）工作原理：（略）其特點(diǎn)：能與熱電偶配套使用、構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低、一般用作指示儀。若添加一些附加裝置，也能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制。右圖為動(dòng)圈測(cè)量機(jī)構(gòu)中可動(dòng)部分１－動(dòng)圈；２－指針；３－平衡錘；４－平衡桿；５－張絲第40頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的毫伏計(jì)方法2.動(dòng)圈儀表的內(nèi)阻問題：動(dòng)圈電阻必須是一個(gè)固定值，否則會(huì)引起很大誤差。動(dòng)圈由銅線繞成，其電阻值會(huì)隨溫度的升高而增大，誤差也會(huì)增大，因此，為保證儀表的精度，必須對(duì)動(dòng)圈電阻進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

動(dòng)圈儀表通常采用熱敏電阻作溫度補(bǔ)償。熱敏電阻的特點(diǎn)是，當(dāng)溫度升高時(shí)，其阻值減小，這正好與動(dòng)圈電阻的變化相反。

熱敏電阻的阻值與溫度變化是一個(gè)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。第41頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的毫伏計(jì)方法R串的作用是：1）提高測(cè)量機(jī)構(gòu)的輸入電阻，減少線路電阻變化對(duì)測(cè)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(dòng)圈儀表與熱電偶的配套使用：配套使用時(shí)要注意：1）儀表的標(biāo)尺是按各種熱電偶的分度表而刻成溫度示值的，使用時(shí)必須正確配套，熱電偶的分度號(hào)應(yīng)與儀表的分度號(hào)一致。2）各種熱電偶的分度表都是在冷端溫度為零度時(shí)得到的，使用時(shí)若冷端溫度不為零度，則要進(jìn)行修正。3）與熱電偶配套的動(dòng)圈儀表的外阻總和就為15Ω，不足時(shí)要湊足。第42頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法電位差計(jì)測(cè)量電勢(shì)的工作原理：用一個(gè)已知的標(biāo)準(zhǔn)電壓與被測(cè)電勢(shì)相比較，平衡時(shí)差值為零。

產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)直流電壓的常用電路有：分壓線路和橋式線路兩種。第43頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法電位差計(jì)測(cè)量法特點(diǎn)是：在讀數(shù)時(shí)通過熱電偶及其連接導(dǎo)線的電流等于零。因而熱電偶及其連接導(dǎo)線的電阻值既使有些變化，也不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，使測(cè)量準(zhǔn)確性大為提高。1.手動(dòng)電位差計(jì)電路Ⅰ是工作電路，包括直流電源E、可變電阻RJ、檢查電阻RG、測(cè)量電阻R和開關(guān)K1。電路Ⅱ是標(biāo)準(zhǔn)電池電路，有一汞-隔標(biāo)準(zhǔn)電池ES、在20℃時(shí)的電電勢(shì)為1.0186V。電路Ⅲ是熱電偶測(cè)量電路。第44頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法1.手動(dòng)電位差計(jì)工作過程：1）整定工作電流I。將K2置于1位，使檢流計(jì)接入電路Ⅱ中，然后合上K1接通電路Ⅰ，調(diào)節(jié)RJ使IG=0，此時(shí)ES=I×RG=常數(shù)。2）測(cè)量。將K2置于2位，接通測(cè)量電路Ⅲ，調(diào)節(jié)R上觸點(diǎn)C的位置，使IG=0，則：其中為可變電阻R上bc段的電阻值。第45頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)組成：由測(cè)量橋路、放大器、可逆電機(jī)、指示及記錄機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)裝置等組成。第46頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)1）測(cè)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(dāng)電子電位差計(jì)與熱電偶配套使用時(shí)，必須考慮熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償。在測(cè)量橋路中，引入了下支路后，就能很好地進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。工作原理XW系列儀表測(cè)量橋路原理圖第47頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)1）測(cè)量橋路工作原理XW系列儀表測(cè)量橋路原理圖 優(yōu)點(diǎn)： ①、測(cè)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(fù)電位開始。 ②、可以實(shí)現(xiàn)熱電偶冷端溫度補(bǔ)償。第48頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)1）測(cè)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(shí)，作為冷端溫度補(bǔ)償電阻（RCu)。在下支路電流為2mA的橋路中，配用鎳鉻-鎳硅熱電偶時(shí)，RCu=5.33Ω；配用鎳鉻-考銅熱電偶時(shí)，RCu=8.92Ω；配用鉑銠-鉑熱電偶時(shí)，RCu=0.74Ω。當(dāng)不配用熱電偶時(shí)，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(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)工作溫度取25℃）。該電阻準(zhǔn)確度要求較高。第49頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)1）測(cè)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(duì)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(yùn)行的平穩(wěn)性等。對(duì)材料的耐磨、抗氧化、絕緣性要求較高。對(duì)其線性度要求更高，同時(shí)還要求接觸可靠。通常采用雙滑線結(jié)構(gòu)。第50頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)1）測(cè)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(dǎo)線作用。與Rp材料相同，利于觸點(diǎn)的平滑移動(dòng)，利于接觸電勢(shì)的抵消。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(gè)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。第51頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)2）晶體管放大電路（JF-12型）作用：把測(cè)量橋路部分來的微弱偏差信號(hào)放大到足以推動(dòng)可逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)的程度，以帶動(dòng)測(cè)量橋路中滑線電阻的滑動(dòng)觸點(diǎn)移動(dòng)，使測(cè)量橋路的電動(dòng)勢(shì)與被測(cè)電動(dòng)勢(shì)相互補(bǔ)償，測(cè)量系統(tǒng)達(dá)到平衡。第52頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)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５?3頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)2）晶體管放大電路-電壓放大級(jí)其作用是將微弱的交流信號(hào)放大到足以驅(qū)動(dòng)功率放大級(jí)。它是決定放大器的增益、穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性的關(guān)鍵。第54頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)2）晶體管放大電路-功率放大級(jí)其作用是將電壓放大級(jí)送來的交流電放大到足以驅(qū)動(dòng)可逆電機(jī)。分為變壓器耦合和無耦合變化器兩種。3）電子電位差計(jì)與熱電偶的配套使用①儀表的標(biāo)尺是刻成溫度的，所以熱電偶的分度就與儀表分度號(hào)相同。②儀表能自動(dòng)補(bǔ)償冷端溫度，不必考慮冷端溫度補(bǔ)償問題。③因冷端溫度補(bǔ)償電阻在儀表上，所以要用補(bǔ)償導(dǎo)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(bǔ)償電阻的溫度一樣。第55頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題

干擾信號(hào)：由于電磁場(chǎng)、漏電流或其它因素的影響，在放大器輸入端出現(xiàn)一個(gè)干擾電子電位差計(jì)正常工作的附加信號(hào)。

其影響大致有： ①、示值誤差增大和不穩(wěn)定； ②、靈敏度下降，不靈敏區(qū)增大； ③、指針運(yùn)行緩慢，全行程時(shí)間增加； ④、附有位式調(diào)節(jié)器的電位差計(jì)由于指針在給定點(diǎn)附近擺動(dòng)，會(huì)引起電磁繼電器跳動(dòng)不停。

干擾類型：橫向干擾、縱向干擾第56頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)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(hào)干擾，其電壓值在幾mV到幾十mV的范圍內(nèi)。

其來源：

①、源于交變磁場(chǎng)；

②、由于熱電偶在帶電體上引起的干擾。第57頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題交變磁場(chǎng)的干擾第58頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題熱電偶焊在通過電流的導(dǎo)體上引入干擾第59頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題抗橫向干擾的措施： ①、在熱電偶連接導(dǎo)線外面加屏蔽，以防止電磁場(chǎng)和靜電場(chǎng)的影響；第60頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題抗橫向干擾的措施：

②、熱電偶的連接導(dǎo)線應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)，也不要離動(dòng)力線太近，更不允許把連接導(dǎo)線與動(dòng)力線平行地放在一起或穿在同一根鐵管之內(nèi)。信號(hào)線與電源線也不能由同一孔進(jìn)入儀表。第61頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題抗橫向干擾的措施：

③、在儀表輸入端加濾波電路，以便使混雜在有用信號(hào)中的交流干擾信號(hào)大大衰減，消除它對(duì)儀表的影響。三級(jí)L型RC濾波器第62頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)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(hào)。其幅度一般在幾伏到幾十伏之間。第63頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題干擾來源： ①、最常見的是在測(cè)量電爐溫度時(shí)引入的干擾；第64頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題干擾來源： ②、不同的地電位引入的干擾；第65頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題干擾來源： ③、高壓電場(chǎng)的干擾。第66頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題抗縱向干擾的措施： ①、熱電偶“懸空”。安裝熱電偶時(shí)不要使其與耐火磚接觸。這種方法可以切斷漏電流進(jìn)入的途徑，抗干擾效果好。僅適用于垂直安裝的熱電偶。第67頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題抗縱向干擾的措施：

②、放大器“浮空”，同時(shí)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(jìn)入。但放大器對(duì)地存在分布電容和漏電阻，所以同時(shí)還得用等電位屏蔽法。第68頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題抗縱向干擾的措施：③、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。第69頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題抗縱向干擾的措施：④、熱電偶保護(hù)套管接地。將能導(dǎo)電的保護(hù)套管接地，干擾電流沿保護(hù)管通地，不再進(jìn)入熱電偶。如保護(hù)套管是絕緣體，則外加耐熱鋼管或碳化硅管后接地。第70頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)方法2.電子電位差計(jì)4）電子電位差計(jì)的抗干擾問題抗縱向干擾的措施：⑤、采用旁路電容等。在補(bǔ)償導(dǎo)線的一端，通過一個(gè)容量足夠大的電容接地，以降低干擾電壓。干擾不太強(qiáng)時(shí)，有一定效果，但干擾電壓較高時(shí)，效果不顯著。第71頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表電阻溫度計(jì)其特點(diǎn)：準(zhǔn)確度高；輸出信號(hào)比熱電偶大得多；輸出信號(hào)為電信號(hào)，便于遠(yuǎn)傳及集中控制。1工作原理是利用某些金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料的電阻值隨溫度的變化而變化的性質(zhì)來進(jìn)行工作的。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Rt=R0(1+αΔt)其中:為電阻溫度系數(shù)，即溫度每升高一度時(shí)，材料電阻相對(duì)變化的數(shù)值。大多數(shù)金屬，溫度每升高一度，其阻值增加0.4~0.6%，而半導(dǎo)體則降低0.3~0.6%。第72頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表電阻溫度計(jì)2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：①電阻溫度系數(shù)要大。

α越大，熱電阻的靈敏度就超高，測(cè)溫時(shí)越易得到準(zhǔn)確的結(jié)果。材料的純度超高，α越大；雜質(zhì)越多，α越小且不穩(wěn)定；純金屬比合金的α高且易復(fù)制；電阻絲在制成熱電阻體時(shí)必須進(jìn)行退火和老化，以消除內(nèi)應(yīng)力的影響。②在測(cè)溫范圍內(nèi)要求物理及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。③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④電阻值與溫度的關(guān)系要近似線性，以便分度和讀數(shù)。⑥價(jià)格便宜。

第73頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表電阻溫度計(jì)2熱電阻的材料和構(gòu)造（2）常用熱電阻①鉑電阻特點(diǎn)：準(zhǔn)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(xué)性質(zhì)都非常穩(wěn)定。 在還原氣氛下，高溫時(shí)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(shí)應(yīng)用保護(hù)套管。②銅電阻特點(diǎn)：電阻值與溫度幾乎是線性關(guān)系，α較大，材料易提純，價(jià)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(cè)量精度要求不高，低溫及沒有侵蝕性的介質(zhì)中。

第74頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表電阻溫度計(jì)2熱電阻的材料和構(gòu)造（3）其它熱電阻銦電阻：是一種高準(zhǔn)確度低溫?zé)犭娮?，熔點(diǎn)為156℃，在4.2～15K范圍內(nèi)靈敏度很高，比鉑電阻高10倍。測(cè)溫范圍為4.2K～室溫，材料很軟，復(fù)制性很差。錳電阻：在2～63K低溫范圍內(nèi)，電阻隨溫度變化很大，靈敏度很高；不受磁場(chǎng)影響；質(zhì)，難拉成絲。碳電阻：很適合作液氮溫域（約0～4.55K）的溫度計(jì)，在超低溫下靈敏度很高，熱容量小，對(duì)磁場(chǎng)不敏感，價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)便，熱穩(wěn)定性差。

第75頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表電阻溫度計(jì)3熱電阻的構(gòu)造由電阻絲、支架、引出線、保護(hù)套管四部分組成。（1）、電阻絲： 鉑：舊分度號(hào)為BA1（R046Ω）、BA2（R0100Ω）；現(xiàn)統(tǒng)一分度號(hào)為Pt50、Pt100。實(shí)驗(yàn)室或標(biāo)準(zhǔn)儀表用R010Ω或R030Ω。 銅：舊分度號(hào)為G（R053Ω）；現(xiàn)統(tǒng)一為Cu50或Cu100。

第76頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表電阻溫度計(jì)3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(jī)械強(qiáng)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(dǎo)線： 要求：①對(duì)電阻絲不產(chǎn)生有害影響； ②與電阻絲及連接導(dǎo)線間不產(chǎn)生較大的熱電勢(shì)； ③化學(xué)穩(wěn)定性要好。（4）、保護(hù)套管： 與熱電偶的基本相同。（略）

第77頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表電阻溫度計(jì)4熱電阻的校驗(yàn)校驗(yàn)步驟：①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(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)；4－毫伏計(jì)；5－標(biāo)準(zhǔn)電阻；6－分壓器；7－切換開關(guān)；8－電位差計(jì)。第78頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表電阻溫度計(jì)4熱電阻的校驗(yàn)校驗(yàn)步驟：②將電阻體放入恒溫器內(nèi)，使之達(dá)到校驗(yàn)點(diǎn)溫度并保持恒溫，然后調(diào)節(jié)分壓器使毫伏計(jì)讀數(shù)約為4mA，切換開關(guān)切向標(biāo)準(zhǔn)電阻RN一邊，讀出電位差計(jì)讀數(shù)UN；然后立即將切換開關(guān)切向被校驗(yàn)電阻體一邊，讀出電位差計(jì)讀數(shù)Ut。按計(jì)算出Rt。同一點(diǎn)反復(fù)測(cè)多次取平均值，看其誤差是否在允許范圍內(nèi)。③再取測(cè)溫范圍內(nèi)10%、50%、90%的溫度作校驗(yàn)點(diǎn)重復(fù)上述校驗(yàn)，如均合格，則校驗(yàn)完畢。第79頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表電阻溫度計(jì)5接觸式測(cè)溫元件的安裝（1）測(cè)溫元件應(yīng)與被測(cè)介質(zhì)形成逆流，切勿與被測(cè)介質(zhì)形成順流。（2）感溫點(diǎn)應(yīng)選在能代表被測(cè)介質(zhì)溫度的地方。（3）測(cè)溫元件露在外面的部分應(yīng)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(dǎo)線連接處溫度低于100℃。第80頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表黑體的熱輻射強(qiáng)度與其溫度有單值函數(shù)關(guān)系。因此測(cè)量其輻射強(qiáng)度即可知道其溫度，利用此方法測(cè)溫時(shí)，傳感件不需與被測(cè)介質(zhì)相接觸，故稱為非接觸式測(cè)溫方法。其特點(diǎn)：①測(cè)溫元件不直接與被沒介質(zhì)相接觸，因此測(cè)溫傳感件不會(huì)破壞被測(cè)對(duì)象的溫度場(chǎng)，也不受被測(cè)介質(zhì)的腐蝕和毒化等影響。②傳感器不必與被測(cè)介質(zhì)達(dá)到熱平衡，其溫度可以大大低于被測(cè)介質(zhì)的溫度，故測(cè)溫上限不受限制。③動(dòng)態(tài)特性較好，可以測(cè)量處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的對(duì)象溫度和變化著的溫度。④儀表的滯后小，輻射溫度計(jì)的輸出信號(hào)大，靈敏度高，準(zhǔn)確度高。第81頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表1熱輻射測(cè)溫基本原理是利用被測(cè)溫物體的熱輻射能量與其溫度有一定關(guān)系，通過測(cè)量熱輻射能量來顯示被測(cè)物體溫度。普朗克定律：黑體的單色輻射強(qiáng)度M0λ與波長(zhǎng)λ和溫度T之間的關(guān)系。M0λ＝C1λ5（e

-1）-1kcal/m2.h.μmC1=3.17×10-16kcal.m2/h（普朗克第一輻射常數(shù)）

C2=1.4388×10-2m.k（普朗克第二輻射常數(shù)）維恩公式：M0λ=C1λ-5e-（用于3000k以下的溫度）是光學(xué)高溫計(jì)的理論依據(jù)。第82頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表1熱輻射測(cè)溫基本原理普朗克定律和維恩公式是黑體的理論公式，實(shí)際存在的物體并非黑體,其輻射強(qiáng)度M0λ對(duì)波長(zhǎng)的分布與普朗克定律不同，上兩式不適用，必須加以修正：Mλ＝ε（λ）M0λ其中ε（λ）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，λ有關(guān)，其數(shù)值由實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定。

第83頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表2光學(xué)高溫計(jì)物體在高溫狀態(tài)會(huì)發(fā)光，具有一定亮度，其亮度和輻射強(qiáng)度成正比，即Lλ＝CMλ

C為比例常數(shù)。由于Mλ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?yàn)楦鞣N物體的黑度ελ是不同的，因此即使它們的亮度相同，其溫度也是不相同的，這就使得按某一物體的溫度刻度的光學(xué)高溫計(jì)不可以用來測(cè)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(dāng)測(cè)量實(shí)際物體的溫度時(shí)，所測(cè)量出的結(jié)果，不是物體的真實(shí)溫度，而是相當(dāng)黑體的溫度，即物體的亮度溫度，然后通過修正求得被測(cè)物體的真實(shí)溫度。

第84頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表2光學(xué)高溫計(jì)亮度溫度：當(dāng)物體在輻射波長(zhǎng)為λ，溫度為T時(shí)的亮度Lλ，和黑體在輻射波長(zhǎng)為λ，溫度為Ts時(shí)的亮度L0λ相等，則將TS稱為該物體在波長(zhǎng)為λ時(shí)的亮度溫度。令其亮度相等，則：其中，λ為單色輻射波長(zhǎng)，通常用λ＝0.65μm的紅光；C2為普朗克第二輻射常數(shù)；ε(λ)為黑度系數(shù)。第85頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表2光學(xué)高溫計(jì)WGG-2型光學(xué)高溫計(jì)的結(jié)構(gòu)1-物鏡；2-灰色吸收玻璃；3-高溫計(jì)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(cè)量?jī)x表；11-刻度盤；12-干電池；13-按鈕開關(guān)第86頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表2光學(xué)高溫計(jì)（1）鎢絲亮度較暗；（2）鎢絲亮度較亮；（3）鎢絲與物體亮度相等第87頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表2光學(xué)高溫計(jì)使用注意事項(xiàng)：①非黑體的影響：由于被測(cè)物體不是絕對(duì)黑體，而且物體的單色輻射黑度系數(shù)ελ不是常數(shù)，它與波長(zhǎng)、物體的表面情況以及溫度高低都有關(guān)。ελ有時(shí)變化很大，對(duì)測(cè)量會(huì)帶來不利影響。②中間介質(zhì)的影響：光學(xué)高溫計(jì)和被測(cè)物體之間如有灰塵、煙霧和CO2等介質(zhì)時(shí)，對(duì)熱輻射會(huì)有吸收作用，因而產(chǎn)生誤差。所以測(cè)量距離不能太遠(yuǎn)，一般不要超過3m。③光學(xué)高溫計(jì)要盡量做到不在反射光強(qiáng)的地方進(jìn)行測(cè)量，否則要產(chǎn)生誤差。第88頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表2光學(xué)高溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量時(shí)要手動(dòng)平衡亮度，要用人眼來判斷亮度平衡狀態(tài)，所以光學(xué)高溫計(jì)不是連續(xù)測(cè)溫儀表，應(yīng)用受到一定限制。

光電高溫計(jì)可自動(dòng)平衡亮度，它是在光學(xué)高溫計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的自動(dòng)連續(xù)測(cè)溫儀表。光電高溫計(jì)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(hào)，此信號(hào)經(jīng)電子放大器后被測(cè)量，其大小則相應(yīng)于被測(cè)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(dòng)對(duì)測(cè)量的影響，光電高溫計(jì)來用負(fù)反饋原理進(jìn)行工作。

第89頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表2光學(xué)高溫計(jì)光電高溫計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：（1）能自動(dòng)測(cè)量溫度，使用方便，可避免操作者的主觀誤差。（2）其計(jì)數(shù)可自動(dòng)記錄和傳遞，有利于參數(shù)的集中控制（檢測(cè)）。（3）其光電器件可接受可見光也可接受紅外光，這使高溫計(jì)的測(cè)溫范圍不受人眼光譜敏感度的限制，可向低溫方面擴(kuò)展。光電高溫計(jì)使用注意事項(xiàng)：除光學(xué)高溫計(jì)注意事項(xiàng)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(shí)必須對(duì)整個(gè)儀表重新進(jìn)行調(diào)整和刻度。

第90頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表3全輻射高溫計(jì)（1）測(cè)溫工作原理普朗克定律只給出了絕對(duì)黑體單色輻射強(qiáng)度隨溫度變化的規(guī)律，若要得到波長(zhǎng)λ從0－∞之間的全部輻射能量的總和，可將M0λ對(duì)λ進(jìn)行積分即全輻射能量為：Kcal/m2·h其中：為：斯蒂芬－玻爾茲曼常數(shù)（4.96×10-8kcal/h·m2·k4）此式稱為絕對(duì)黑體全輻射定律（斯－玻定律）。它說明絕對(duì)黑體全輻射能量和絕對(duì)溫度的四次方成正比。對(duì)于實(shí)際物體必須進(jìn)行修正ε為全輻射黑度（物體的發(fā)射率）。其值在0~1之間。第91頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表3全輻射高溫計(jì)（2）全輻射高溫計(jì)WFT-202型全輻射感溫器1-對(duì)物透鏡；2-外殼；3-補(bǔ)償光欄；4-座架；5-熱電堆；6-接線柱；7-穿線套；8-蓋；9-目鏡第92頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表3全輻射高溫計(jì)（2）全輻射高溫計(jì)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(jì)的起點(diǎn)不同，熱電堆分別由16對(duì)或8對(duì)直徑為0.05~0.07mm的鎳鉻-考銅熱電偶串聯(lián)而成，每對(duì)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(gè)熱電堆固定在環(huán)形云母架上。第93頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表3全輻射高溫計(jì)（2）全輻射高溫計(jì)全輻射高溫計(jì)是將被測(cè)物體的全輻射能量通過熱電堆轉(zhuǎn)換為熱電勢(shì)，然后送入顯示儀表。物體的全輻射能量由物鏡聚焦后經(jīng)光欄使焦點(diǎn)落在熱電堆上。熱電堆測(cè)量端感受熱量，熱電堆輸出熱電勢(shì)送到二次儀表，由二次儀表指示或記錄被測(cè)物體的溫度。

光欄是用來攔除外界雜散光，并對(duì)熱電堆的冷端溫度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償，它是采用控制孔徑的裝置，它由四個(gè)補(bǔ)償片和四個(gè)雙金屬片組成。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，雙金屬片的自由端因升溫向四周伸展，帶動(dòng)四片補(bǔ)償片各自向外移動(dòng)，于是光欄孔擴(kuò)大，輻射到熱電堆上的能量增加，使輸出熱電勢(shì)不致因冷端溫度升高而減小，起到了補(bǔ)償作用。第94頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表3全輻射高溫計(jì)（2）全輻射高溫計(jì)全輻射高溫計(jì)是按黑體被測(cè)對(duì)象進(jìn)行刻度的。在測(cè)量實(shí)際物體時(shí)必有誤差。輻射溫度：當(dāng)被測(cè)物體的真實(shí)溫度為T時(shí)，其輻射出射度（全輻射能量）M等于黑體在溫度Tp時(shí)的輻射出射度M0，溫度Tp稱為被測(cè)物體的輻射溫度。

式中ε：全輻射黑度（發(fā)射率），其值隨物體的化學(xué)成分，表面狀態(tài)，溫度和輻射條件不同而不同，且難準(zhǔn)確測(cè)定，測(cè)量誤差較大。第95頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表3全輻射高溫計(jì)（2）全輻射高溫計(jì)使用注意事項(xiàng)：①使用時(shí)應(yīng)盡可能準(zhǔn)確地確定被測(cè)物體的黑度，或人為地創(chuàng)造黑體輻射的條件。安裝時(shí)正對(duì)著砌在爐膛側(cè)壁內(nèi)封底陶瓷管的底部，以提高測(cè)量準(zhǔn)確度。測(cè)量時(shí)要使高溫計(jì)的鉑箔片正好被整個(gè)被測(cè)對(duì)象的像覆蓋，否則測(cè)量值是不準(zhǔn)確的。②全輻射高溫計(jì)和被測(cè)物體之間的中間介質(zhì)如水蒸汽、CO2等會(huì)吸收輻射能量，使高溫計(jì)接收到的輻射能減少而引起誤差。由于中間介質(zhì)對(duì)不同波段輻射能的吸收程度不同，中間介質(zhì)吸收全輻射能比吸收單色輻射能要多，所以全輻射高溫計(jì)受中間介質(zhì)的影響更大些。為了減小誤差，高溫計(jì)與被測(cè)物體之間的距離不可太大。第96頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表章目錄§1-2溫度測(cè)量?jī)x表輻射測(cè)溫和儀表3全輻射高溫計(jì)（2）全輻射高溫計(jì)③全輻射高溫計(jì)與被測(cè)物體間的距離往往較小，高溫計(jì)在物體熱輻射的影響下溫度逐漸升高，會(huì)使其中熱電偶冷端溫度升高，增加測(cè)量誤差。故，當(dāng)環(huán)境溫度過高時(shí)（＞100℃），則需在高溫計(jì)外裝設(shè)冷卻水套，以降低儀表工作溫度。④對(duì)不同型號(hào)的全輻射高溫計(jì)，要求被測(cè)物體的直徑D和被測(cè)物體與高溫計(jì)之間的距離L之比有一定限制。當(dāng)D/L太小時(shí)，被測(cè)物體在熱電堆平面上成像太小，全輻射能不能完全充滿熱電堆十字平面，指示值偏低。而且距離太遠(yuǎn)，中間介質(zhì)的影響增大，溫度的指示值也偏低。第97頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表液柱式壓力計(jì)：是根據(jù)流體靜力學(xué)原理，把被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度，主要有：U形管，單管，斜管等。彈性式壓力計(jì)：是根據(jù)彈性件受力變形的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成位移。電氣式：是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成各種電量，依據(jù)電量的大小而實(shí)現(xiàn)壓力的間接測(cè)量?；钊剑菏歉鶕?jù)水壓機(jī)液體傳送壓力的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞面積進(jìn)行校驗(yàn)和刻度。

第98頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表彈性式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)是利用各種形式的彈性元件，在被測(cè)介質(zhì)的壓力作用下產(chǎn)生彈性變形的程度（一般用位移的大小）來度量被測(cè)壓力的大小。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)壓范圍寬、計(jì)數(shù)清晰、有足夠的精度、價(jià)格便宜、現(xiàn)場(chǎng)使用和維修方便。常用的彈性元件有：彈簧管、波紋管、波紋膜片等。第99頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表彈性式壓力計(jì)1彈簧管式彈性元件：其測(cè)壓范圍較寬，可測(cè)量高達(dá)1000MPa的壓力。有單圈和多圈之分。單圈彈簧管是彎成圓弧形（2700）的金屬管子，其截面做成扁圓形或橢圓形，其自由端封閉，管子的另一端固定在接頭上，通入被測(cè)壓力。當(dāng)通入壓力P后，截面漲成圓形，其自由端會(huì)產(chǎn)生位移。其位移量較小能測(cè)量較高的壓力。為增加自由端的位移，可制成多圈彈管。

第100頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表彈性式壓力計(jì)2波紋管（或膜片）式彈性元件：彈性膜片是由金屬或非金屬做成的具有彈性的一張膜片，在壓力作用下能產(chǎn)生變形。有時(shí)也可由兩塊金屬膜片沿周口對(duì)焊起來成一薄壁盒子稱為膜盒。

波紋管是一個(gè)周圍為波紋狀的薄壁金屬筒體，這種彈性元件易于變形，而且位移可以很大，應(yīng)用非常廣泛。第101頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表電氣式壓力計(jì)電氣式壓力計(jì)是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳輸及顯示的儀表。其測(cè)量范圍較廣，誤差較小，可遠(yuǎn)距離傳輸，便于集中控制。它一般由壓力傳感器、測(cè)量線路、信號(hào)處理裝置等組成。第102頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表電氣式壓力計(jì)1霍爾片式壓力傳感器是利用霍爾元件將由壓力引起的位移轉(zhuǎn)換成電勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)壓力的間接測(cè)量。霍爾元件是一塊鍺半導(dǎo)體薄片。將其置于磁場(chǎng)中，并在垂直磁場(chǎng)的方向通以電流，可以發(fā)現(xiàn)垂直于磁場(chǎng)和電流方向?qū)w的兩側(cè)會(huì)主生一個(gè)相應(yīng)的電勢(shì)，這一電勢(shì)稱為霍爾電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。第103頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表電氣式壓力計(jì)1霍爾片式壓力傳感器霍爾片式彈簧管壓力變送器是將霍爾元件與彈簧管彈性元件組合在一起構(gòu)成的。從彈簧管的固定端引入被測(cè)壓力P，其自由端與霍爾片相連，霍爾片上、下方垂直安裝兩對(duì)磁極，形成非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，霍爾片的四端引出四根導(dǎo)線，其中與磁鋼2相平行的兩根導(dǎo)線和直流穩(wěn)壓電源相連接，另兩根導(dǎo)線用來輸出信號(hào)。1-彈簧管；2-磁鋼；3-霍爾片第104頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表電氣式壓力計(jì)2電接點(diǎn)信號(hào)壓力表在壓力高于或低于規(guī)定范圍時(shí)，壓力表能發(fā)出燈光或音響信號(hào)，作報(bào)警或自動(dòng)控制用。它是在彈簧管壓力表上增加電接點(diǎn)形成的。第105頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表電氣式壓力計(jì)3應(yīng)變片式壓力傳感器是利用電阻應(yīng)變?cè)順?gòu)成的。電阻應(yīng)變片有金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類。被沒壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變，當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生壓縮應(yīng)變時(shí)，其阻值減小；當(dāng)應(yīng)變片拉伸應(yīng)變時(shí)，其阻值增加。其阻值的變化，再通過橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級(jí)電勢(shì)輸出，并用毫伏計(jì)或其它記錄儀表顯示被測(cè)壓力值。第106頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表壓力表的選用和安裝1壓力表的選用壓力表的選用主要考慮量程范圍、精確度和靈敏度，其次還要考慮儀表的外形尺寸、安裝場(chǎng)所的工作條件、被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)、是否要遠(yuǎn)傳和儀表的其它功能(如記錄、顯示、調(diào)節(jié)等)。彈簧管壓力表在選擇量程時(shí)，要選擇得大一些。壓力較穩(wěn)定的，被測(cè)壓力值應(yīng)在刻度的1/3~3/4之間；壓力不穩(wěn)定時(shí)，被測(cè)壓力值就在刻度的1/3~2/3之間。第107頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表壓力表的選用和安裝2壓力表的安裝(1)取壓口的形狀和位置的選擇：理論上取壓口應(yīng)與流束的流動(dòng)方向完全垂直，并且不能破壞原來的流線。取壓口處理原則：①取壓口不宜過大，尤其對(duì)較小的管徑更應(yīng)該注意；②取壓口軸線應(yīng)盡量與流束的流向垂直；③取壓口鉆孔后必須仔細(xì)清理毛刺與加工表面，不要使取壓口形成各種形式的擴(kuò)口。第108頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表壓力表的選用和安裝取壓口位置的選擇原則：①避免處于管路的彎曲、分叉及流束形成渦流的區(qū)域；②當(dāng)管路中突出物(如測(cè)溫元件)時(shí)，則取壓口應(yīng)位于它的前面；③當(dāng)必須在調(diào)節(jié)閥門附近取壓時(shí)，取壓口如在其前，則與閥門的距離不小于2D，處于其后則不小于3D。第109頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表壓力表的選用和安裝(2)連接導(dǎo)管：其作用是將被測(cè)介質(zhì)的壓力從取壓口傳遞到測(cè)壓儀表，并保證不發(fā)生滲漏現(xiàn)象。儀表安裝處與測(cè)壓點(diǎn)的距離應(yīng)盡量短，以避免指示遲緩。通常連接導(dǎo)管的長(zhǎng)度不超過60m。連接導(dǎo)管的敷設(shè)，對(duì)于水平段應(yīng)有1:10的似斜度，以利于排除冷凝水或氣體。測(cè)量液體壓力時(shí)，要使測(cè)壓點(diǎn)位置高于儀表位置，否則應(yīng)在導(dǎo)壓管系統(tǒng)的最高處加設(shè)集氣器，以收集和排出導(dǎo)壓管中的氣體。測(cè)量氣體壓力時(shí)，要使測(cè)壓點(diǎn)的位置低于儀表位置，否則應(yīng)在導(dǎo)壓管系統(tǒng)的最低處加設(shè)水分分離器，以收集和排除導(dǎo)壓管中的液體。第110頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-3壓力測(cè)量?jī)x表壓力測(cè)量?jī)x表壓力表的選用和安裝(3)壓力表的安裝：①壓力表的安裝位置應(yīng)易于觀察和檢修；②介質(zhì)有腐蝕性時(shí)，必須采取保護(hù)措施。如加裝充有中性隔離液的隔離罐等；③盡量避免溫度的影響；(遠(yuǎn)離高溫?zé)嵩?，或加隔熱擋板等；測(cè)蒸汽或高溫流體壓力時(shí)，應(yīng)加回轉(zhuǎn)冷凝管等)④當(dāng)被測(cè)壓力頻繁和劇烈波動(dòng)時(shí)，要采用阻尼裝置；⑤壓力計(jì)的連接處應(yīng)加密封墊片；⑥取壓口到壓力表之間還應(yīng)裝有切斷閥門，以備檢修壓力表時(shí)使用。第111頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-4流量測(cè)量?jī)x表流量測(cè)量?jī)x表流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體流量的大小?？偭浚耗骋欢螘r(shí)間內(nèi)流過管道的流體流量的總和。重量流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過的流體的重量。G體積流量Q質(zhì)量流量M測(cè)量方法：容積式流量測(cè)量方法：橢圓齒輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)。速度式流量測(cè)量方法：渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)、熱式流量計(jì)。差壓式流量測(cè)量方法：畢托管與均速管、節(jié)流變壓降流量計(jì)。質(zhì)量流量計(jì)：直接式質(zhì)量流量計(jì)、溫度壓力補(bǔ)償式流量計(jì)。

第112頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-4流量測(cè)量?jī)x表流量測(cè)量?jī)x表差壓式流量計(jì)是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，是利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)所產(chǎn)生的壓力差實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。由能將測(cè)流體的流量轉(zhuǎn)換成壓差信號(hào)的節(jié)流裝置，以及用來測(cè)量壓差而顯示出的差壓計(jì)所組成。在單元組合儀表中，由節(jié)流裝置產(chǎn)生的壓差信號(hào)，經(jīng)常通過差壓變送器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號(hào)，以供顯示，記錄世調(diào)節(jié)用。目前最常用的節(jié)流裝置：孔板、噴嘴、文丘里噴嘴、文丘里管已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)都有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，要求和計(jì)算所需要的通用化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)資料，可查有關(guān)的手冊(cè)或資料。

第113頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-4流量測(cè)量?jī)x表流量測(cè)量?jī)x表差壓式流量計(jì)1節(jié)流裝置的流量測(cè)量原理1-孔板2-噴嘴（管嘴）3-文丘里管第114頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-4流量測(cè)量?jī)x表流量測(cè)量?jī)x表差壓式流量計(jì)1節(jié)流裝置的流量測(cè)量原理

節(jié)流裝置是在管道中放置一個(gè)局部收縮元件，應(yīng)用最廣的是孔板。在管道的1、2截面對(duì)不可壓縮流體列伯努利方程，連續(xù)性方程：其中：F1、F2、F0分別為管道、孔口、頸部截面積，μ為流束收縮系數(shù)，m為截面比即孔口截面與管道截面積之比。所以：第115頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-4流量測(cè)量?jī)x表流量測(cè)量?jī)x表差壓式流量計(jì)1節(jié)流裝置的流量測(cè)量原理必須在截面1、2的位置上測(cè)得，但截面2的位置是隨流速的不同而改變的，根本無法確定，實(shí)際上是在孔板前后的管壁上選擇兩個(gè)固定的取壓點(diǎn)，測(cè)量流體在節(jié)流裝置前后的壓力變化，此外，實(shí)際流體和理想流體不同由于流體的粘滯性和流動(dòng)時(shí)對(duì)管壁的摩擦阻力等，引起在截面的各個(gè)點(diǎn)發(fā)生了能量和速度損失，所以，實(shí)際上測(cè)量出來的p1、p2與不同，因此，引入取壓系數(shù)來修正。∴第116頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-4流量測(cè)量?jī)x表流量測(cè)量?jī)x表差壓式流量計(jì)1節(jié)流裝置的流量測(cè)量原理式中：上式關(guān)鍵在α取值，它是一個(gè)受許多因素影響的綜合性系數(shù)，與節(jié)流裝置的形式，尺寸，取壓方式，流體流動(dòng)的性質(zhì)和管道內(nèi)壁粗糙度等多種因素有關(guān)。上述公式是依據(jù)不可壓縮流體的情況導(dǎo)出的，對(duì)于可壓縮流體，即節(jié)流裝置前后壓力變化較大時(shí)的氣體或蒸汽，必須考慮流體重度的變化和膨脹功的影響。故對(duì)于壓縮流體的流量方程：第117頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、熱工測(cè)量?jī)x表下一頁章目錄§1-4流量測(cè)量?jī)x表流量測(cè)量?jī)x表差壓式流量計(jì)2氣動(dòng)差壓變送器變送器是單元組合儀表中不可缺少的基本單元之一，其任務(wù)是測(cè)量表征生產(chǎn)運(yùn)行情況的各種物理參數(shù)，并將被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后根據(jù)系統(tǒng)的需要，送到有關(guān)單元進(jìn)行顯示或調(diào)節(jié)。按測(cè)量和傳送的參數(shù)不同，變送器可分為差壓變送器、壓力變送器、液位變送器、溫度變送器等。如變送器以壓縮空氣為能源，便是氣動(dòng)變送器：主要介紹QBC型氣動(dòng)差壓變送器。

(1)氣動(dòng)元件及組件①氣阻：氣體通過節(jié)流元件時(shí)，會(huì)受到一定的阻力，這種節(jié)流元件叫氣阻。氣阻在氣動(dòng)儀表中阻礙氣體的流動(dòng)，起降壓和限流的作用。第118頁，共155頁，2023年，2月20日，星期六一、