建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)-3-溫度測(cè)量講解課件

3溫度測(cè)量

?溫度測(cè)量概述

?膨脹式溫度計(jì)

?熱電偶測(cè)溫

?熱電阻測(cè)溫

?非接觸式測(cè)溫

3.1溫度測(cè)量概述

3.1.1溫度與溫標(biāo)

一、溫度

?溫度是表征物體冷熱程度的物理量。

?溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量，標(biāo)志著系統(tǒng)內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。

二、溫標(biāo)

溫標(biāo)是溫度數(shù)值化的標(biāo)尺。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)和測(cè)量溫度的基本單位。各種溫度計(jì)的刻度數(shù)值均由溫標(biāo)確定。

溫標(biāo)的三要素：溫度計(jì)、固定點(diǎn)和內(nèi)插函數(shù)。

?經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)

?熱力學(xué)溫標(biāo)

?國(guó)際溫標(biāo)

?經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)

華氏溫標(biāo)

以水銀為測(cè)溫介質(zhì)，規(guī)定水沸點(diǎn)為212度，氯化氨和冰的混合物為0度，兩固定點(diǎn)間等分212格，每格為華氏1度，符號(hào)為℉。

1714Fahrenheit攝氏溫標(biāo)

攝氏溫標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰融點(diǎn)為0度，水沸點(diǎn)為100度，中間等分為100格，每格為攝氏1度，符號(hào)為℃。1740Celsius??5CF329???類似的經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)還有蘭氏、列氏等

?經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)的缺點(diǎn)在于它的局限性和隨意性

?熱力學(xué)溫標(biāo)

熱力學(xué)溫標(biāo)又稱開(kāi)氏溫標(biāo)（K）或絕對(duì)溫標(biāo)，它規(guī)定分子運(yùn)動(dòng)停止時(shí)的溫度為絕對(duì)零度。它建于熱力學(xué)基礎(chǔ)，體現(xiàn)出溫度僅與熱量有關(guān)而與測(cè)溫物質(zhì)的任何物理性質(zhì)無(wú)關(guān)的理想溫標(biāo)，已由國(guó)際權(quán)度大會(huì)采納作為國(guó)際統(tǒng)一的基本溫標(biāo)。

熱力學(xué)中卡諾定理指出：一個(gè)理想的卡諾機(jī)，當(dāng)它工作于溫度為T2的熱源與溫度為T1的冷源之間，它從熱源中吸收的熱量Q2與向冷源中放出的熱量Q1，應(yīng)遵循以下關(guān)系：

這就是建立熱力學(xué)溫標(biāo)的物理基礎(chǔ)。如果指定了一個(gè)定點(diǎn)溫度數(shù)值，就可以通過(guò)熱量比求得未知溫度值。熱力學(xué)溫標(biāo)規(guī)定水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的三相點(diǎn)為273.16K。

2211TQQT??1122TQTQ?ssTQQT???

國(guó)際溫標(biāo)

?為了使用方便，國(guó)際上經(jīng)協(xié)商，決定建立一種既使用方便，又具有一定科學(xué)技術(shù)水平的溫標(biāo)，這就是國(guó)際溫標(biāo)的由來(lái)。

?具備的條件：

?盡可能接近熱力學(xué)溫標(biāo)

?復(fù)現(xiàn)精度高，各國(guó)均能以很高的準(zhǔn)確度復(fù)現(xiàn)同樣的溫標(biāo)，確保溫度量值的統(tǒng)一

?用于復(fù)現(xiàn)溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)，使用方便，性能穩(wěn)定

?

國(guó)際溫標(biāo)

?

ITS-27，第七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定

?ITS-48?IPTS-68?ITS-90

1）固定點(diǎn)

2）標(biāo)準(zhǔn)儀器

?0.65~5.2K，3He和4He蒸氣壓溫度計(jì)

?3.0~24.6K，3He或4He氣體溫度計(jì)

?13.8K~962℃，鉑電阻溫度計(jì)

?~962℃以上，光學(xué)或光電高溫計(jì)

3）內(nèi)插公式

?溫度不能“直接”

測(cè)量，而是借助于物質(zhì)的某些物理特性是溫度的函數(shù)，通過(guò)對(duì)某些物理特性變化量的測(cè)量“間接”

地獲得溫度值。

?按工作原理來(lái)劃分，也根據(jù)溫度范圍（高溫、中溫、低溫等）或儀表精度（基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)等）來(lái)劃分。

?根據(jù)溫度測(cè)量?jī)x表的使用方式，通?？煞诸悶榻佑|法與非接觸法兩大類。

3.1.2溫度測(cè)量方法及測(cè)量?jī)x表的分類

一、

接觸法

?當(dāng)兩個(gè)物體接觸后，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間達(dá)到熱平衡后，則它們的溫度必然相等。如果其中之一為溫度計(jì)，就可以用它對(duì)另一個(gè)物體實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量，這種測(cè)溫方式稱為接觸法。

?特點(diǎn)：溫度計(jì)要與被測(cè)物體有良好地?zé)峤佑|，使兩者達(dá)到熱平衡。

接觸式：測(cè)溫元件與被測(cè)對(duì)象接觸，依靠傳熱和對(duì)流進(jìn)行熱交換。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，測(cè)溫精度較高。

缺點(diǎn)：由于測(cè)溫元件與被測(cè)對(duì)象必須經(jīng)過(guò)充分的熱交換且達(dá)到平衡后才能測(cè)量，這樣容易破壞被測(cè)對(duì)象的溫度場(chǎng)，同時(shí)帶來(lái)測(cè)溫過(guò)程的延遲現(xiàn)象，不適于測(cè)量熱容量小的對(duì)象、極高溫的對(duì)象、處于運(yùn)動(dòng)中的對(duì)象。

不適于直接對(duì)腐蝕性介質(zhì)測(cè)量。

二、非接觸法

?利用物體的熱輻射能隨溫度變化的原理測(cè)定物體溫度，這種測(cè)溫方式稱為非接觸法。

?特點(diǎn)：不與被測(cè)物體接觸，也不改變被測(cè)物體的溫度分布，熱慣性小。

?通常用來(lái)測(cè)定1000℃以上的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)或反應(yīng)迅速的高溫物體的溫度。

非接觸式：測(cè)溫元件不與被測(cè)對(duì)象接觸，而是通過(guò)熱輻射進(jìn)行熱交換，或測(cè)溫元件接收被測(cè)對(duì)象的部分熱輻射能，由熱輻射能大小推出被測(cè)對(duì)象的溫度。

優(yōu)點(diǎn)：從原理上講測(cè)量范圍從超低溫到極高溫，不破壞被測(cè)對(duì)象溫度場(chǎng)。非接觸式測(cè)溫響應(yīng)快，對(duì)被測(cè)對(duì)象干擾小，可用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)的被測(cè)對(duì)象和有強(qiáng)電磁干擾、強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)合。

缺點(diǎn)：容易受到外界因素的干擾，測(cè)量誤差較大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格比較昂貴。

3.2膨脹式溫度計(jì)

膨脹式溫度計(jì)是利用物體受熱膨脹的原理制成的溫度計(jì)，主要有液體膨脹式溫度計(jì)、固體膨脹式溫度計(jì)和壓力式溫度計(jì)三種。

3.2.1液體膨脹式溫度計(jì)

一、測(cè)溫原理

液體膨脹系數(shù)遠(yuǎn)比玻璃的膨脹系數(shù)大，因此當(dāng)溫度變化時(shí)，引起工作液體在玻璃管內(nèi)體積的變化，進(jìn)而表現(xiàn)為液柱高度的變化。

玻璃棒式溫度計(jì)

留點(diǎn)水銀溫度計(jì)

銅套溫度計(jì)

二、主要特點(diǎn)

直觀，測(cè)量準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉

三、分類

標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)，實(shí)驗(yàn)室用溫度計(jì)，工業(yè)用溫度計(jì)，電接點(diǎn)溫度計(jì)

四、測(cè)溫誤差分析

玻璃材料的熱滯后效應(yīng)導(dǎo)致溫度計(jì)零點(diǎn)漂移

插入深度不夠引起測(cè)溫不準(zhǔn)

3.2.1液體膨脹式溫度計(jì)

?利用密閉容積內(nèi)工作介質(zhì)隨溫度升高而壓力升高的性質(zhì)，通過(guò)對(duì)工作介質(zhì)的壓力測(cè)量來(lái)判斷溫度值

?工作介質(zhì)是氣體、液體或蒸氣

3.2.2壓力式溫度計(jì)

?簡(jiǎn)單可靠、抗振性能好，具有良好的防爆性

?動(dòng)態(tài)性能差，示值的滯后較大，不能測(cè)量迅速變化的溫度

雙金屬片式

3.2.3固體膨脹式溫度計(jì)

3.3.1熱電偶的測(cè)溫原理

兩種不同的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）相接的兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。由此效應(yīng)所產(chǎn)生的電勢(shì)，通常稱為熱電勢(shì)。

熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)由兩部分組成：接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)。

熱電極B熱電極ATT0參考端

冷端

工作端

熱端

3.3熱電偶測(cè)溫

兩種不同材料接觸處會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)

EAB（T）

原因：

A、B材料不同，自由電子濃度不同，設(shè)NA>NB在結(jié)點(diǎn)處要發(fā)生電子擴(kuò)散，且在兩個(gè)方向上擴(kuò)散的速率不同。

總體是：A的濃度高，其擴(kuò)散的速率大。

∴A失去的電子比得到的多，故帶“+”電荷

∴B失去的電子比得到的少，故帶“-”電荷

一、接觸電勢(shì)(帕爾貼電勢(shì))

接觸電勢(shì)：

式中e——單位電荷，4.802×10-10C；

K——波爾茲曼常數(shù)，K=1.38×10-23J/K；

NA(T)、NB(T)——材料A、B在溫度T時(shí)的自由電子密度；

T——A、B接觸點(diǎn)的溫度，K。

AABBN(T)KTE(T)lneN(T)??從理論上可以證明該接觸電勢(shì)的大小和方向主要取決于兩種材料的性質(zhì)（電子密度）和接觸面溫度的高低。

?溫度越高，接觸電勢(shì)越大；兩種導(dǎo)體電子密度比值越大，接觸電勢(shì)也越大。

一、接觸電勢(shì)(帕爾貼電勢(shì))

溫差電勢(shì)：

0TA0ATAK1E(T,T)d(NT)eN???高溫端：自由電子活動(dòng)能力強(qiáng)

低溫端：自由電子活動(dòng)能力弱

二、溫差電勢(shì)（湯姆遜電勢(shì)）

∴熱端失去的電子比得到的多，故帶“+”電荷

∴冷端失去的電子比得到的少，故帶“-”電荷

三、熱電偶閉合回路的總熱電勢(shì)

AB0ABAB0B0A0E(T,T)E(T)E(T)E(T,T)E(T,T)????TT0AB

設(shè)T>T0，NA>NB；那么回路中存在兩個(gè)接觸電勢(shì)EAB(T)和EAB(T0)，兩個(gè)溫差電勢(shì)EA(T,T0)和EB(T,T0)EB（T，T0）

EA（T，T0）

EAB（T）

EAB（T0）

三、熱電偶閉合回路的總熱電勢(shì)

AB0ABAB0B0A0E(T,T)E(T)E(T)E(T,T)E(T,T)????TT0ABEB（T，T0）

EA（T，T0）

EAB（T）

EAB（T0）

代入前述公式，可得：

0TAAB0TBN(T)KE(T,T)lndTeN(T)??材料A和B確定，可簡(jiǎn)化：

EAB(T,T0)=f(T)－f(T0)

冷端溫度恒定，可簡(jiǎn)化：

EAB(T,T0)=f(T)－C

TT0ABEB（T，T0）

EA（T，T0）

EAB（T）

EAB（T0）

代入前述公式，可得：

0TAAB0TBN(T)KE(T,T)lndTeN(T)??3.3.2熱電偶的基本定律

——均質(zhì)導(dǎo)體定律

不論其截面和長(zhǎng)度如何以及沿長(zhǎng)度方向上各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢(shì)。反之，若回路中存在熱電勢(shì)則材料必為非均質(zhì)的。

若閉合回路由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成，

TT0ABEB（T，T0）

EA（T，T0）

EAB（T）

EAB（T0）

3.3.2熱電偶的基本定律

TT0ABC0A0AB0B0KTN(T)E(T)lneN(T)?0A0AC0C0KTN(T)E(T)lneN(T)?0C0CB0B0KTN(T)E(T)lneN(T)?AB0AC0CB0E(T)E(T)+E(T)?回路中引入第三種導(dǎo)體不改變回路總電勢(shì)。

——中間導(dǎo)體定律

TT0AB3.3.2熱電偶的基本定律

——中間溫度定律

TTnABTnT0AB0TAAB0TBN(T)KE(T,T)lndTeN(T)??nTAABnTBN(T)KE(T,T)lndTeN(T)??n0TAABn0TBN(T)KE(T,T)lndTeN(T)??EAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0)

中間導(dǎo)體定律：在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體兩端溫度相同，對(duì)熱電偶回路的總電勢(shì)沒(méi)有影響。

?熱電偶回路中可接入各種儀表或連接導(dǎo)線。只要所處的環(huán)境溫度穩(wěn)定，回路熱電勢(shì)將不受影響。

?熱電偶的接點(diǎn)不僅可以焊接而成，也可以借助均質(zhì)等溫的導(dǎo)體加以連接。

3.3.2熱電偶的基本定律

均質(zhì)導(dǎo)體定律：由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路中，不論其截面和長(zhǎng)度如何以及沿長(zhǎng)度方向上各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢(shì)。

同理，熱電偶回路中接入多種導(dǎo)體后，只要保證接入的每種導(dǎo)體的兩端溫度相同，則對(duì)熱電偶的熱電勢(shì)沒(méi)有影響。

中間導(dǎo)體定律：在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體兩端溫度相同，對(duì)回路總電勢(shì)沒(méi)有影響。

3.3.2熱電偶的基本定律

均質(zhì)導(dǎo)體定律：由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路中，不論其截面和長(zhǎng)度如何以及沿長(zhǎng)度方向上各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢(shì)。

中間溫度定律：熱電偶回路中，兩接點(diǎn)溫度分別為T、T0時(shí)的熱電勢(shì)，等于接點(diǎn)溫度為T、TN和TN、T0的兩支同性質(zhì)熱電偶的熱電勢(shì)的代數(shù)和。

EAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0)?當(dāng)熱電偶參比端溫度t0≠0℃時(shí)，只要能測(cè)得熱電勢(shì)E(t,t0)，且t0已知，仍可以采用熱電偶分度表求得被測(cè)溫度t值。

例：用熱電偶測(cè)量金屬壁面溫度有兩種方案，如下圖所示，當(dāng)熱電偶具有相同的參考端溫度t0時(shí)，問(wèn)在壁溫相等的兩種情況下，儀表的示值是否一樣？為什么？

例：用兩支分度號(hào)為K的熱電偶測(cè)量A區(qū)和B區(qū)的溫差，連接回路如右圖所示。當(dāng)熱電偶參考端溫度t0為0℃時(shí)，儀表指示200℃。問(wèn)在參考端溫度上升25℃時(shí)，儀表的指示值為多少？為什么？

?熱電偶結(jié)構(gòu)

3.3.3熱電偶的結(jié)構(gòu)與分類

兩個(gè)

熱電極

熱電偶接點(diǎn)

鎧裝熱電偶

表面熱電偶

?熱電偶的分類

根據(jù)熱電偶的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同，可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）推薦了七種標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶：

非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶

：鎢-錸系熱電偶(max:2600~3000oC)、

鎢-銥系熱電偶(max:2200oC)

?廉金屬熱電偶

1）T型（銅－康銅）熱電偶

-20~350oC，在廉金屬熱電偶中準(zhǔn)確度最高，熱電勢(shì)較大

2）K型（鎳鉻－鎳鋁或鎳硅）熱電偶

-200~1100oC，在廉金屬熱電偶中測(cè)溫范圍最寬，溫度-毫

伏信號(hào)接近線性，熱電勢(shì)較大

3）E型（鎳鉻－康銅）熱電偶

靈敏度最高，氧化氣氛中可使用到1000oC4）J型（鐵－康銅）熱電偶

0~750oC（氧化氣氛），0~950oC（還原氣氛），在很多國(guó)家工業(yè)上最通用，價(jià)廉、靈敏

?貴金屬熱電偶

1）S型（鉑銠10－鉑）熱電偶

0~1600oC，準(zhǔn)確度等級(jí)最高，熱電勢(shì)小，熱電特性曲線非線性較大

2）R型（鉑銠13－鉑）熱電偶

0~1600oC，熱電勢(shì)稍大

3）B型（鉑銠30－鉑銠6）熱電偶

0~1800oC，抗污染能力強(qiáng)，具有較好穩(wěn)定性，熱電勢(shì)極小

3.3.4熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)

熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)是由熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線、顯示儀表及相應(yīng)的電路構(gòu)成的。

?補(bǔ)償導(dǎo)線

型號(hào)

分度號(hào)

補(bǔ)償導(dǎo)線合金絲

100℃時(shí)允差(℃)

200℃時(shí)允差(℃)

正極

負(fù)極

普通級(jí)

精密級(jí)

普通級(jí)

精密級(jí)

SCSSPC(銅)SNC(銅鎳)±5±3±5－

KCKKPC(銅)KNC(銅鎳)±2.5±1.5－

－

KXKKPX(鎳鉻)KNX(鎳硅)±2.5±1.5±2.5±1.5EXEEPX(鎳鉻)ENX(銅鎳)±2.5±1.5±2.5±1.5JXJJPX(鐵)JNX(銅鎳)±2.5±1.5±2.5±1.5TXTTPX(銅)TNX(銅鎳)±2.5±1.5±2.5±1.5?顯示儀表（變送器）

變送器

直流電源

轉(zhuǎn)換電阻

補(bǔ)償導(dǎo)線

補(bǔ)償導(dǎo)線

?參考端溫度的處理

1）冷端恒溫及計(jì)算修正法

?原理：用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端延長(zhǎng)到某一溫度T0處（通常是環(huán)境溫度），然后再對(duì)冷端溫度進(jìn)行修正。

中間溫度定律：

EAB(T,0)=EAB(T,T0)+EAB(T0,0)例：用分度號(hào)為K的鎳鉻鎳硅熱電偶及毫伏表刻度的顯示儀表測(cè)量爐溫，在自由端溫度為20oC時(shí)，測(cè)得的熱電勢(shì)Et=39.17mV問(wèn)爐溫為多少度？

解：由

??????00,,,,ttEttEtttEnABnABnAB??得

????????mV968.39798.017.390,2017.390,,0,11???????ABABABABEtEttEtE則根據(jù)插值法得

C967703.39096.40703.39968.39960970960????????tt4）補(bǔ)償電橋法

?原理：在熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)中串聯(lián)一個(gè)不平衡電橋，此電橋輸出的電壓隨熱電偶冷端溫度變化而變化，從而修正熱電偶冷端溫度波動(dòng)引入的誤差。

假定0oC度時(shí)電橋平衡，溫度升高后a、b點(diǎn)間的電勢(shì)如何變化？

?熱電偶的檢定

?為了保證熱電偶的測(cè)量精度，必須定期進(jìn)行檢定。熱電偶的檢定方法有兩種，比較法和定點(diǎn)法。

1）分度誤差：指檢定時(shí)產(chǎn)生的誤差，其值不得超過(guò)允許誤差。

2）冷端溫度引起的誤差。

3）補(bǔ)償導(dǎo)線的誤差：由于補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電特性與所配熱電偶不完全相同所造成的

4）熱交換所引起的誤差

5）測(cè)量線路和顯示儀表的誤差

6）其他誤差

?熱電偶的誤差分析

?熱電偶的使用與安裝

流體溫度測(cè)量

管道上測(cè)溫元件斜插安裝

測(cè)表面溫度的熱電偶安裝

帶防腐蝕套管的熱電偶

熱電阻是用金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料制成的感溫元件。導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻率與溫度有關(guān)，利用此特性制成電阻溫度感溫件，它與測(cè)量電阻阻值的儀表配套組成電阻溫度計(jì)。

3.4熱電阻測(cè)溫

3.4.1熱電阻的特性

0000()ttttRRRRttRt???????電阻溫度系數(shù)：

電阻比：

9090()()(273.16)RTWTRK?百度電阻比：

???(100)(100)(0)RCWRC01ddtRRt?單位為1/℃

3.4.2常用熱電阻元件

常用的熱電阻有鉑熱電阻、銅熱電阻、鎳熱電阻和半導(dǎo)體熱電阻。

鉑熱電阻和銅熱電阻屬國(guó)際電工委員會(huì)推薦的，也是我國(guó)國(guó)標(biāo)化的熱電阻。

一、鉑熱電阻

?特點(diǎn)：精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。有良好的工藝性，可以制成極細(xì)的鉑絲或極薄的鉑箔。與其他熱電阻材料相比，有較高的電阻率。電阻溫度系數(shù)較小，價(jià)格較貴。

?電阻溫度關(guān)系：

－200℃~0℃：Rt=R0[1+At+Bt2+C(t－100)t3]

0~650℃：

Rt=R0(1+At+Bt2)

式中，A（3.96847×10-3）、B（-5.847×10-7)、C（-4.22×10-12)。

?百度電阻比W（100）=1.387~1.390?純度越高，W（100）越高。

二、銅熱電阻

?特點(diǎn)：它的電阻值與溫度的關(guān)系是線性的，電阻溫度系數(shù)也比較大，而且材料易提純，價(jià)格比較便宜，但它的電阻率低，易于氧化。

?在－50℃~150℃范圍內(nèi)，銅的電阻溫度關(guān)系為

Rt=R0

(1+αt)

式中，α—

銅的電阻溫度系數(shù)，α＝4.25×10-3~4.28×10-3℃-1?測(cè)溫范圍-50~150

三、

鎳熱電阻

?特點(diǎn)：電阻溫度系數(shù)較鉑大，約為鉑的1.5倍。

?在－50～150℃內(nèi)，其電阻與溫度關(guān)系為

Rt=100+0.5485t+0.665×10-3t2+2.805×10-9t4

?200℃左右具有特異點(diǎn)，故多用于150℃以下

四、半導(dǎo)體熱敏電阻

大多數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻具有負(fù)的溫度系數(shù)，其電阻值與溫度的關(guān)系為：

RT=AeB/T

測(cè)溫范圍：-40~350℃

優(yōu)點(diǎn)：

?具有較大的負(fù)電阻溫度系數(shù)

?電阻率遠(yuǎn)比金屬材料大得多

缺點(diǎn)是電阻溫度特性分散性大，非線性嚴(yán)重，元件性能不穩(wěn)定，因此互換性差，精度較低。

3.4.3熱電阻測(cè)溫電路

?平衡/不平衡電橋測(cè)溫

3.4.3熱電阻測(cè)溫電路

?平衡/不平衡電橋測(cè)溫

321RRRRx?三線制的優(yōu)勢(shì)？

比較熱電阻與熱電偶兩種測(cè)溫方法的異同？

接觸式測(cè)溫方法的共同特點(diǎn)？

3.5非接觸測(cè)溫

非接觸測(cè)溫主要是利用光輻射來(lái)測(cè)量物體溫度，與被測(cè)對(duì)象無(wú)直接的物理接觸。

控制室光端機(jī)RS485網(wǎng)線網(wǎng)線RS485球機(jī)控制24V球機(jī)12VDC光端機(jī)RS485網(wǎng)線光纖24VAC電器箱12V熱像儀控制器定位裝置?普朗克定律

1512[exp1]CC0(/T)E???????3.5.1熱輻射基本定律

式中，C1=3.74×10-16W·m2，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);λ輻射波長(zhǎng)，m；T黑體絕對(duì)溫度，K；E0λ光譜輻射強(qiáng)度，W/m3。

任何物體都會(huì)有一部分的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠?，溫度越高，則發(fā)射到周圍空間的能量就越多。

絕對(duì)黑體的單色輻射強(qiáng)度：

3.5.1熱輻射基本定律

任何物體都會(huì)有一部分的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠?，溫度越高，則發(fā)射到周圍空間的能量就越多。

式中，C1=3.74×10-16W·m2，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);λ輻射波長(zhǎng)，m；T黑體絕對(duì)溫度，K；E0λ光譜輻射強(qiáng)度，W/m3。

1512[exp1]CC0(/T)E???????絕對(duì)黑體的單色輻射強(qiáng)度：

?普朗克定律

?維恩公式

溫度在3000K以下普朗克公式可用維恩公式代替。

512expTCC0(/)E???????維恩位移定律

熱輻射電磁波中包含著各種波長(zhǎng)．物體峰值輻射波長(zhǎng)與物體自身的絕對(duì)溫度T成以下關(guān)系：

32.89710mKmT?????斯忒潘—玻耳茲曼定律

物體的總的輻射出射度E與溫度的四次方成正比。

4TE???式中，E—某物體在溫度T時(shí)單位面積和單位時(shí)間的輻射總能量；σ—斯忒藩-玻爾茲曼常數(shù)，等于5.67×10-8W/(m2·K4)；ε—輻射率

0.65微米單色光輻射強(qiáng)度

全輻射能量

3.5.2單色輻射溫度計(jì)

?????521exp(c/)ccT????????521exp(c/)ccBT對(duì)于灰體：

高溫物體會(huì)明顯發(fā)出可見(jiàn)光，具有一定亮度。

???cBE亮度溫度

同樣溫度下黑體與灰體哪個(gè)亮度更高？

同樣亮度下黑體與灰體哪個(gè)溫度更高？

亮度溫度和實(shí)際溫度之間的關(guān)系？

一、光學(xué)高溫計(jì)

光學(xué)高溫計(jì)結(jié)構(gòu)原理圖

1-物鏡；2-吸收玻璃；3-高溫計(jì)燈泡；4-目鏡；5-紅色慮光片；6-顯示儀表；7-滑線電阻

二、光電高溫計(jì)

光電高溫計(jì)用光電器件作為敏感元件感受輻射源的亮度變化，并將其轉(zhuǎn)換成與亮度成比例的電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)電子放大器放大，最后輸出被測(cè)溫度值，并將自動(dòng)記錄下來(lái)。

光學(xué)高溫計(jì)

光電高溫計(jì)

使用單色高溫計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)？

使用單色高溫計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)

①

非黑體輻射的影響

由于被測(cè)物體均為非黑體，其ελ隨波長(zhǎng)、溫度、物體表面情況而變化，使被測(cè)物體溫度示值可能具有較大的誤差。

②

中間介質(zhì)的吸收

其間的灰塵、煙霧、水蒸氣和二氧化碳等對(duì)熱輻射均可能有散射效應(yīng)或吸收作用而造成測(cè)量誤差，一般在1～2m比較合適。

③被測(cè)對(duì)象

光學(xué)高溫計(jì)不宜測(cè)量反射光很強(qiáng)的物體；不能測(cè)量不發(fā)光的透明火焰。

使用單色高溫計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)？

根據(jù)絕對(duì)黑體全輻射定律的原理設(shè)計(jì)的高溫計(jì)稱為全輻射高溫計(jì)。當(dāng)測(cè)出黑體全輻射強(qiáng)度E0后就可知溫度T。

4TE???全輻射高溫計(jì)是按絕對(duì)黑體對(duì)象進(jìn)行分度的，則溫度Tp稱為被測(cè)物體的輻射溫度。

??41/pTT1物鏡；2光欄；3玻璃泡；4熱電堆；5