全輻射高溫計(jì)-課件

第2章溫度的測量本章介紹了溫標(biāo)的概念，然后按照測量方法的分類，分別介紹了各種測溫方法和儀表：包括接觸式測溫儀表、非接觸式測溫儀表、新型溫度傳感器和儀表系列溫度變送器。ppt課件1返總目錄教學(xué)目錄：2.1概述接觸式測溫方法及儀表

非接觸式測溫方法及儀表新型溫度傳感器溫度變送器2.22.32.42.5ppt課件2返總目錄2.1

概述溫度和溫標(biāo)重點(diǎn)：幾種常用溫標(biāo)的定義。難點(diǎn)：各種溫標(biāo)之間的換算。測溫方法分類重點(diǎn)：分類原則、各種測溫方法的優(yōu)缺點(diǎn)。ppt課件返總目錄3返本章目錄2.1.1

溫度和溫標(biāo)溫度的基本概念溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度的測量溫標(biāo)溫標(biāo)就是溫度的數(shù)值表示方法。溫標(biāo)的三要素（三個基本條件）：溫度計(jì)、固定點(diǎn)和內(nèi)插方程。溫標(biāo)的傳遞ppt課件返本章目錄4返本節(jié)目錄四種常用溫標(biāo)：攝氏溫標(biāo)（℃）攝氏溫標(biāo)規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的冰點(diǎn)為0℃，水的沸點(diǎn)為100℃，并將兩固定點(diǎn)之間等分

100份，每一份稱為攝氏一度，一般用“℃”表示攝氏度數(shù)。華氏溫標(biāo)（℉）

華氏溫標(biāo)規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的冰點(diǎn)為32℉，水的沸點(diǎn)為212℉，在這兩個固定點(diǎn)之間劃分180等份，每一份稱為華氏一度，用“℉”表示。華氏溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)有如下關(guān)系：m=1.8n+32式中，m、n分別表示華氏溫度值和攝氏溫度值。2.1.1

溫度和溫標(biāo)ppt課件返本章目錄5返本節(jié)目錄（3）熱力學(xué)溫標(biāo)（K）熱力學(xué)溫標(biāo)是建立在熱力學(xué)第二定律

基礎(chǔ)之上的一種理想溫標(biāo)，它與物質(zhì)性質(zhì)無關(guān)。是純理論性的，無法直接加以實(shí)現(xiàn)。（4）90國際溫標(biāo)（ITS—90）

ITS—90同時使用國際開爾文溫度（符號T90）和國際實(shí)用攝氏溫度（符號t90）。T90與t90的關(guān)系為：t90

=T90–273.15式中，T90的單位是開爾文（K），t90的單位是攝氏度（℃）。這里攝氏度與開爾文溫度分度值相同，即溫度間隔lK等于1℃。2.1.1

溫度和溫標(biāo)ppt課件返本章目錄6返本節(jié)目錄例題例2-1

已知某點(diǎn)溫度為10℃，將該溫度轉(zhuǎn)換為華式溫標(biāo)和90國際溫標(biāo)。解：根據(jù)各種溫標(biāo)間的關(guān)系

m=1.8n+32=(1.8×10+32)℉=50℉T90=t90+273.15=(10+273.15)K=283.15Kppt課件返本章目錄7返本節(jié)目錄2.1.2測溫方法分類接觸式測溫膨脹式溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)等。非接觸式測溫光學(xué)高溫計(jì)、光電高溫計(jì)、輻射高溫計(jì)和比色高溫計(jì)等。見課本表2-2ppt課件返本章目錄8返本節(jié)目錄2.2

接觸式測溫方法及儀表膨脹式溫度計(jì)壓力式溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì)接觸式測溫實(shí)例返本章目錄9ppt課件2.2.1

膨脹式溫度計(jì)1.液體膨脹式溫度計(jì)液體膨脹式溫度計(jì)是一種直讀式的、應(yīng)用最早的溫度測量儀表，最常見的是玻璃管式溫度計(jì)。1—安全包2—標(biāo)尺3—毛細(xì)管4—感溫包圖2-1

玻璃管式溫度計(jì)ppt課件返本章目錄10返本節(jié)目錄2.固體膨脹式溫度計(jì)（1）桿式溫度計(jì)（2）雙金屬式溫度計(jì)1—拉簧2—搖板3—指針4—外殼5—彈簧6—測溫管7—傳遞桿ppt課件返本章目錄11返本節(jié)目錄2.2.2壓力式溫度計(jì)測量原理：是基于封閉在容器中的液體、氣體或某種低沸點(diǎn)的飽和蒸氣受熱后體積膨脹而使壓力發(fā)生變化的性質(zhì)。1—溫包2—毛細(xì)管3—基座4—拉桿5—外殼6—扇形齒輪7—彈簧管8—齒輪軸9—刻度盤10—指針ppt課件返本章目錄12返本節(jié)目錄重點(diǎn)：熱電偶的基本定律應(yīng)用、冷端溫度補(bǔ)償、熱電偶的選型、安裝。難點(diǎn)：冷端溫度補(bǔ)償、熱電偶的選型。組成:由熱電偶、連接導(dǎo)線和顯示儀表（電位差計(jì)或動圈儀表）組成。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、測量范圍寬（－271.15℃～2800℃）、熱慣性小、精度高、適于遠(yuǎn)距離測量和便于自動控制等。2.2.3熱電偶溫度計(jì)ppt課件返本章目錄13返本節(jié)目錄2.2.3熱電偶溫度計(jì)熱電偶的測溫原理熱電偶回路特性熱電極材料熱電偶的種類熱電偶的結(jié)構(gòu)形式熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償熱電偶的實(shí)用測溫電路熱電偶的校驗(yàn)ppt課件返本章目錄14返本節(jié)目錄1.熱電偶的測溫原理熱電效應(yīng)：把兩種不同材料的金屬導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A和B連接成閉合回路，若兩個接點(diǎn)溫度t與t0不相等，則回路中就會產(chǎn)生熱電動勢，這一現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)（塞貝克效應(yīng)）。參比端（冷端或自由端）熱電勢熱電極A熱電極B測量端（熱端或工作端）ppt課件返本章目錄15返本節(jié)目錄（1）溫差電動勢：tUA(t)t0UA(t0)UA(t,t0)t>t0EA(t,t0)=VA(t)-VA(t0)1.熱電偶的測溫原理ppt課件返本章目錄16返本節(jié)目錄1.熱電偶的測溫原理（2）接觸電動勢ppt課件返本章目錄17返本節(jié)目錄（3）熱電偶回路的總電動勢ppt課件返本章目錄18返本節(jié)目錄結(jié)論：ppt課件191）熱電偶回路熱電動勢的大小，只與組成熱電偶的導(dǎo)體材料及兩端溫度有關(guān)，而與熱電偶的長度、熱電極直徑無關(guān)。若組成熱偶回路的兩熱電極材料相同，無論兩接點(diǎn)溫度如何，由于兩導(dǎo)體的電子密度相同，則不能形成接觸電動勢，而兩個溫差電動勢大小相等，方向相反，回路中不能產(chǎn)生熱電動勢。如果熱電偶兩接點(diǎn)溫度相同，熱電偶回路總電動勢為零。兩個熱電極材料確定后，熱電偶的熱電動勢只與兩端溫度有關(guān)。2.熱電偶回路特性（1）中間導(dǎo)體定律

在熱電偶回路中引入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體兩端的溫度相同，則此第三種導(dǎo)體的引入不會影響熱電偶回路的熱電動勢。ppt課件返本章目錄20返本節(jié)目錄中間導(dǎo)體定律具有如下實(shí)用價值：2.熱電偶回路特性1—顯示儀表ppt課件返本章目錄21返本節(jié)目錄2—連接導(dǎo)線3—熱電極A

4—熱電極B

5—液態(tài)金屬6—固態(tài)金屬（2）中間溫度定律中間溫度定律具有如下實(shí)用價值：為在熱電偶回路中應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線提供了理論依據(jù)。為制定和使用熱電偶分度表奠定了基礎(chǔ)。ppt課件返本章目錄22返本節(jié)目錄例2-2

用鎳鉻—鎳硅（K型）熱電偶測量爐溫，熱電偶的冷端溫度為40℃，測得的熱電動勢為35.72mV，問被測爐溫為多少?解：查K型熱電偶分度表知E(40,0)=1.611mV測得：E(t,40)=35.72mV則：E(t,0)=E(t,40)+E(40,0)=(35.72+1.611)mV=37.33mV查分度表知t=900.1℃，則被測爐溫為900.1℃。ppt課件返本章目錄23返本節(jié)目錄（3）標(biāo)準(zhǔn)電極定律實(shí)用價值：只要知道某兩種金屬導(dǎo)體分別與標(biāo)準(zhǔn)電極相配的分度表，就可以計(jì)算出這兩種導(dǎo)體組成的熱電偶的分度表。ppt課件返本章目錄24返本節(jié)目錄3.熱電極材料熱電動勢及熱電動勢率要大，保證足夠的靈敏度。熱電特性最好是線性或近似線性的單值函數(shù)關(guān)系。能在較寬的溫度范圍內(nèi)使用，物理、化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定。要有高的電導(dǎo)率、小的電阻溫度系數(shù)及小的導(dǎo)熱系數(shù)。復(fù)制性要好，即用同一種材料制成的熱電偶其熱電特性要一致，這樣便于制作統(tǒng)一的分度表。材料組織要均勻，具有良好的韌性，焊接性能好，以便熱電偶的制作。資源要豐富，價格低廉。ppt課件返本章目錄25返本節(jié)目錄4.熱電偶的種類——標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶鉑銠10—鉑熱電偶（S型）鉑銠13—鉑熱電偶（R型）鉑銠30—鉑銠6熱電偶（B型）鎳鉻—鎳硅熱電偶（K型）鎳鉻硅—鎳硅熱電偶（N型）鎳鉻—康銅（E型）鐵—康銅（J型）銅—康銅（T型）ppt課件返本章目錄26返本節(jié)目錄5.熱電偶的結(jié)構(gòu)形式裝配式熱電偶鎧裝型熱電偶薄膜型熱電偶快速微型熱電偶鎧裝型熱電偶可長達(dá)上百米ppt課件返本章目錄27返本節(jié)目錄6.熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償（1）補(bǔ)償導(dǎo)線法補(bǔ)償導(dǎo)線：在100℃以下的溫度范圍內(nèi)，熱電特性與所配熱電偶相同且價格便宜的導(dǎo)線，稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。補(bǔ)償導(dǎo)線的作用：就是延長熱電極，即將熱電偶的冷端延伸到溫度相對穩(wěn)定區(qū)。補(bǔ)償導(dǎo)線的型號：延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線——用于廉金屬熱電偶；補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線——用于貴金屬熱電偶和某些非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。補(bǔ)償導(dǎo)線的使用注意事項(xiàng)：ppt課件返本章目錄28返本節(jié)目錄6.熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償例2-3用鎳鉻—鎳硅熱電偶測量某一實(shí)際為1000℃的對象溫度。所配用儀表在溫度為20℃的控制室里，設(shè)熱電偶冷端溫度為50℃。當(dāng)熱電偶與儀表之間用補(bǔ)償導(dǎo)線或普通銅導(dǎo)線連接時，測得溫度各為多少?又與實(shí)際溫度相差多少?ppt課件返本章目錄29返本節(jié)目錄6.熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償解：查K型熱電偶分度表，得E(1000,0)=41.269mV，E(50,0)=2.022mV，E(20,0)=0.798mV。若用補(bǔ)償導(dǎo)線，儀表測得熱電動勢值為E(1000,20)=E(1000,0)

–E(20,0)=40.471mV查分度表得對應(yīng)的溫度為979.6℃若用銅導(dǎo)線，儀表測得熱電動勢值為E(1000,50)=E(1000,0)

–E(50,0)=39.247mV查分度表得對應(yīng)的溫度為948.4℃兩種方法測得的溫度相差31.2℃，測量誤差分別為–20.4℃和–51.6℃。ppt課件返本章目錄30返本節(jié)目錄6.熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償（2）冷端恒溫法冰浴法恒溫箱法3）恒溫室法冰水混合物冰點(diǎn)器水銀試管蓋銅導(dǎo)線顯示儀表ppt課件返本章目錄31返本節(jié)目錄6.熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償（3）計(jì)算校正法1）準(zhǔn)確計(jì)算校正法根據(jù)中間溫度定律，對測得熱電動勢進(jìn)行修正。適用于實(shí)驗(yàn)室中用直流電位差計(jì)來測溫的情況。

2）近似計(jì)算校正法K的取值：K型熱電偶，在0～1000℃范圍內(nèi)，K≈1；S型熱電偶，在800～1300℃，K=0.6～0.5ppt課件返本章目錄32返本節(jié)目錄6.熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償例2-4用分度號為S的鉑銠10—鉑熱電偶測爐溫，其冷端溫度為30℃，而直流電位差計(jì)測得的熱電動勢為9.481mV，試求被測溫度。解：查鉑銠10—鉑熱電偶分度表，得E(30,0)=0.173mV，由式（2-5）得再查該分度表得被測溫度t=1006.5℃。若不進(jìn)行校正，則所測9.481mV對應(yīng)的溫度為991℃，誤差–15.5℃。ppt課件返本章目錄33返本節(jié)目錄6.熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償例2-5用S型熱電偶測爐溫，其冷端溫度為30℃，顯示儀表的指示值為991℃，試求爐溫。解：在l000℃左右，鉑銠10—鉑熱電偶的校正系數(shù)可近似取0.55，因此按式（2-9）可得爐溫t為t=

t′+Ktn=

(991

+

0.55×30)℃=1007.5℃與例2-4相比可以看出，近似計(jì)算法僅比準(zhǔn)確計(jì)算方法相差1℃。這說明此種方法在一些精度要求不高的現(xiàn)場是可以使用的。ppt課件返本章目錄34返本節(jié)目錄6.熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償（4）儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法用熱電偶測溫時，若t0=tn≠0℃，要使指示值不偏低，可先將顯示儀表指針調(diào)整到相當(dāng)于熱電偶冷端溫度tn的位置上。應(yīng)用于：一些精度要求不高、冷端溫度不經(jīng)常變化的情況下。ppt課件返本章目錄35返本節(jié)目錄6.熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償（5）補(bǔ)償電橋法補(bǔ)償電橋法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電動勢來補(bǔ)償熱電偶冷端溫度變化而引起的熱電動勢變化。ppt課件返本章目錄36返本節(jié)目錄7.熱電偶的實(shí)用測溫電路（1）工業(yè)用熱電偶測溫的基本線路（2）熱電偶的串聯(lián)1）熱電偶的正向串聯(lián)若將多支熱電偶的測量端置于同一測量點(diǎn)上構(gòu)成熱電堆（如輻射溫度計(jì)），測量微小溫度變化或輻射能時，可大大提高靈敏度。ppt課件返本章目錄37返本節(jié)目錄7.熱電偶的實(shí)用測溫電路，2）熱電偶的反向串聯(lián)將兩支同型號的熱電偶反接起來可以測量兩點(diǎn)間的溫差。注意：用這種差動電路測量溫差時，兩支熱電偶的熱電特性必須相同且成線性，否則會引起測量誤差。ppt課件返本章目錄38返本節(jié)目錄7.熱電偶的實(shí)用測溫電路（3）熱電偶的并聯(lián)三支同型號的熱電偶的并聯(lián)線路，此時輸入到顯示儀表的電動勢值為：E=(E1+E2+E3)/3。ppt課件返本章目錄39返本節(jié)目錄8.熱電偶的校驗(yàn)（1）溫度校驗(yàn)點(diǎn)各種不同型號的熱電偶必須在表2-7規(guī)定的校驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行校驗(yàn)，且每個溫度校驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)控制在±10℃范圍內(nèi)。表2-7工業(yè)用熱電偶校驗(yàn)點(diǎn)溫度ppt課件返本章目錄40返本節(jié)目錄8.熱電偶的校驗(yàn)2）校驗(yàn)用儀器與設(shè)備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ppt課件返本章目錄41返本節(jié)目錄6、切換開關(guān)7、直流電位差計(jì)8、鎳塊9、試管8.熱電偶的校驗(yàn)（3）校驗(yàn)方法熱電偶插入爐中的深度一般為300mm，熱電偶的冷端置于冰點(diǎn)槽中以保持其為0℃。用自耦變壓器來調(diào)節(jié)爐溫，當(dāng)達(dá)到預(yù)定校驗(yàn)點(diǎn)溫度±10℃以內(nèi)，并且每分鐘變化不超過0.2℃時，便可開始讀數(shù)。在每一個校驗(yàn)點(diǎn)上的讀數(shù)不應(yīng)少于四次。當(dāng)同時校驗(yàn)幾支熱電偶時，其讀數(shù)順序：標(biāo)準(zhǔn)→被檢l→被檢

2→…→被檢n→被檢n→…→被檢2→被檢1→標(biāo)準(zhǔn)→標(biāo)準(zhǔn)→被檢l→…的循環(huán)順序讀數(shù)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。ppt課件返本章目錄42返本節(jié)目錄8.熱電偶的校驗(yàn)（4）數(shù)據(jù)處理熱電偶校驗(yàn)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，一定要考慮標(biāo)準(zhǔn)熱電偶本身的測量值也有一定誤差，必須考慮這部分誤差后計(jì)算出測量點(diǎn)的真實(shí)溫度。例2-6在1000℃下，測得被校K型熱電偶的熱電動勢之算術(shù)平均值為41.347mV

，二等標(biāo)準(zhǔn)S型熱電偶的熱電動勢

之算術(shù)平均值為9.601mV。該標(biāo)準(zhǔn)熱電偶證書上寫明，在測量端為1000℃、冷端為0℃時的熱電動勢為9.624mV。求此被校K型熱電偶在1000℃時的誤差，并驗(yàn)證是否合格。ppt課件返本章目錄43返本節(jié)目錄8.熱電偶的校驗(yàn)解：查S型熱電偶的分度表，E(1000,0)=9.585mV，則該標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的修正值為9.624–9.585=0.039mV，因此要把標(biāo)準(zhǔn)熱電偶熱電動勢的算術(shù)平均值減去修正值：9.601–0.039=9.562mV。再查S型熱電偶的分度表得998℃，即真實(shí)溫度。從K型熱電偶的分度表中查得41.347mV相當(dāng)于1002℃，所以此被校熱電偶在1000℃時的誤差為：1002–998=4℃。被校K型熱電偶在–40～1300℃的溫度范圍內(nèi)，允許偏差為±0.75%|t|，所以4℃<998×0.75%=7.5℃。此熱電偶在該校驗(yàn)點(diǎn)合格。ppt課件返本章目錄44返本節(jié)目錄2.2.4熱電阻溫度計(jì)熱電阻重點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻型號、選型，接線制。難點(diǎn)：接線制。半導(dǎo)體熱敏電阻重點(diǎn)：熱敏電阻的特性及分類。ppt課件返本章目錄45返本節(jié)目錄1.熱電阻（1）熱電阻的材料與溫度的關(guān)系電阻溫度系數(shù)與電阻比W100=R100/R0

的關(guān)系可見：W100越大，電阻絲的純度越高，α值越大；W100越小，電阻絲的雜質(zhì)越多，α值越小，而且不穩(wěn)定。因此，熱電阻常用純金屬制成。電阻溫度系數(shù)是指溫度每變化1℃的電阻值的相對變化量，用α來表示：若導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系是線性的，則α可用下式表示：ppt課件返本章目錄46返本節(jié)目錄1.熱電阻（2）熱電阻的測溫原理當(dāng)溫度發(fā)生改變時，熱電阻的阻值隨之變化。通過變化的電阻值可間接地測得溫度的變化量，這就是熱電阻的測溫原理。這種電阻隨溫度變化的特性可用如下三種方法表示：列表法（分度表）作圖法（特性曲線）數(shù)學(xué)表示法ppt課件返本章目錄47返本節(jié)目錄1.熱電阻（3）熱電阻的結(jié)構(gòu)普通工業(yè)用鉑電阻和銅電阻由電阻體、引出線、絕緣管、保護(hù)管和接線盒等組成。1）電阻體（無感雙繞法）1-外殼或絕緣體ppt課件返本章目錄48返本節(jié)目錄2-鉑絲3-骨架4-引出線（3）熱電阻的結(jié)構(gòu)2）熱電阻的引出線①兩線制。方式簡單，費(fèi)用低引線電阻以及引線電阻的變化會帶來附加誤差。②三線制。可以較好地消除引線電阻的影響，測量準(zhǔn)確度高于兩線制，所以應(yīng)用較廣。③四線制。精度高，但是麻：煩。1、熱電阻2、引出線3、接線盒4、連接線5、顯示儀表ppt課件返本章目錄49返本節(jié)目錄（4）標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻1）鉑電阻優(yōu)點(diǎn)：鉑是一種貴金屬，具有準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好、性能可靠以及抗氧化性很強(qiáng)。在–259.3467～961.78℃的溫域內(nèi)以鉑電阻溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)儀器。缺點(diǎn)：鉑電阻的電阻值與溫度為非線性關(guān)系，電阻溫度系數(shù)α比較小，……。工業(yè)用鉑電阻溫度計(jì)的使用范圍：–200～850℃分度號：Pt10

、Pt100ppt課件返本章目錄50返本節(jié)目錄（4）標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻2）銅電阻優(yōu)點(diǎn)：價格低廉，具有較大的電阻溫度系數(shù)，材料容易提純，具有較好的復(fù)制性，容易加工成絕緣的銅絲，銅的電阻值與溫度的關(guān)系在測量范圍內(nèi)幾乎是線性的。缺點(diǎn)：易氧化，氧化后即失去其線性關(guān)系。工業(yè)用銅電阻溫度計(jì)的使用范圍：–50～150℃分度號：Cu50

、Cu100ppt課件返本章目錄51返本節(jié)目錄（6）熱電阻的校驗(yàn)方法Rt=

(Ut/UN)

RN1-加熱恒溫器2-被檢驗(yàn)電阻體3-標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)4-毫安表5-標(biāo)準(zhǔn)電阻6-分壓器7-雙刀雙擲切換開關(guān)8-電位差計(jì)ppt課件返本章目錄52返本節(jié)目錄將電阻體從保護(hù)管中抽出后，放入恒溫器中，使之達(dá)到檢驗(yàn)點(diǎn)溫度并

保持恒溫，然后調(diào)節(jié)分

壓器使毫安表指示約為

4mA。將切換開關(guān)倒向標(biāo)準(zhǔn)電阻RN的一邊，讀出電位差計(jì)示值UN；然后立即將切換開關(guān)倒向

被測熱電阻Rt的一邊，

讀出電位差計(jì)的示值Ut。2.半導(dǎo)體熱敏電阻（1）熱敏電阻的特性及分類1、概念：用金屬氧化物或半導(dǎo)體材料作為電阻體的溫敏元件。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC臨界溫度系數(shù)熱敏電阻CTR其中：PTC、CTR一般是利用其在特定溫度下電阻值急劇變化的特性構(gòu)成溫度開關(guān)器件；NTC一般用于溫度檢測。ppt課件返本章目錄53返本節(jié)目錄2.半導(dǎo)體熱敏電阻（2）熱敏電阻的結(jié)構(gòu)（3）熱敏電阻的特點(diǎn)電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高，電阻率大；互換性差，部分產(chǎn)品穩(wěn)定性不好。ppt課件返本章目錄54返本節(jié)目錄2.2.5接觸式測溫實(shí)例1.固體表面溫度的測量（1）熱電偶與被測表面的接觸形式ppt課件返本章目錄55返本節(jié)目錄2.2.5接觸式測溫實(shí)例2.管道中流體溫度的測量主要誤差：導(dǎo)熱誤差。（1）感溫元件的安裝要求把感溫元件的外露部分用保溫材料包起來。感溫元件應(yīng)逆著介質(zhì)流動方向傾斜安裝，至少應(yīng)正交，切不可順流安裝。

3）感溫元件應(yīng)有足夠的插入深度。感溫元件應(yīng)與被測介質(zhì)充分接觸。應(yīng)使測溫管或保護(hù)管的壁厚和外徑盡量小一些。ppt課件返本章目錄56返本節(jié)目錄2.2.5接觸式測溫實(shí)例（2）應(yīng)用實(shí)例分析1-蒸汽管道ppt課件返本章目錄57返本節(jié)目錄2-保溫層（a）中，熱電偶逆著氣流方向沿管道中心插得很深，熱電偶外露部分很短，在安裝部位有保溫層，測量誤差很小。熱電偶插到管道中心，外露部分有保溫層，測量誤差為-1℃。熱電偶保護(hù)管的直徑及壁厚都較大，插入深度超過管道中心，誤差增大到-2℃。沒插到管道中心，誤差為-15

℃。熱電偶安裝部位的管道沒有保溫層，外露部分多，誤差達(dá)到-45

℃2.3非接觸式測溫方法及儀表輻射測溫的基礎(chǔ)理論光學(xué)高溫計(jì)光電高溫計(jì)全輻射高溫計(jì)比色高溫計(jì)前置反射器輻射溫度計(jì)非接觸式測溫實(shí)例重點(diǎn)：基本概念、黑體輻射定律，各種溫度計(jì)的原理、結(jié)構(gòu)、使用。難點(diǎn)：基本概念。返本章目5錄8ppt課件2.3.1輻射測溫的基礎(chǔ)理論1.基本概念輻射能 所有物體，溫度高于熱力學(xué)零度，都會以電磁波的形式向外發(fā)射輻射能。熱輻射輻射測溫技術(shù)最關(guān)心是物體所能吸收的，在吸收時可以重新轉(zhuǎn)換為熱能的那些射線，這部分電磁波為熱輻射。輻射功率：物體在單位時間內(nèi)從單位面積向半球空間發(fā)射的全部波長的總輻射能量。符號W，單位W/m2。單色輻射功率：物體在一定波長下的輻射功率。用符號Wλ表示，單位為W/m2μm。發(fā)射率單色發(fā)射率ppt課件返本章目錄59返本節(jié)目錄2.3.1輻射測溫的基礎(chǔ)理論——2.輻射能的分配當(dāng)輻射能投射到物體表面時，一般情況下，其中的一部分被物體吸收，一部分被反射，另一部分可透過物體。式中，α、ρ、τ分別是吸收率、反射率、透射率。α=1的物體稱為絕對黑體，簡稱為黑體。ρ=1的物體稱為絕對鏡白體，簡稱白體；或絕對鏡體，簡稱鏡體。τ=1的物體稱為絕對透明體，簡稱為透明體。對于一般工程材料來講，τ=0而α+ρ=1，稱為灰體。ppt課件返本章目錄60返本節(jié)目錄2.3.1輻射測溫的基礎(chǔ)理論——3.黑體輻射定律（1）普朗克定律λ為輻射波長，單位為um；T為黑體的熱力學(xué)溫度，單位為K；Wbλ為黑體的單色輻射功率，單位為W/m2.um，它是波長λ和熱力學(xué)溫度T的函數(shù)，C1為普朗克第一常數(shù)，

C1=3.7415*108

W．m-2.um4

；C2為普朗克第二常數(shù)，

C2=1.4388*104

um.K。ppt課件返本章目錄61返本節(jié)目錄（2）維恩位移定律當(dāng)溫度升高時，單色輻射功率也隨之增大，其增大程度因波長不同而不同。當(dāng)溫度升高時，單色輻射功率的最大值向短波方向移動。ppt課件62（3）斯蒂芬—玻爾茲曼定律將普朗克定律公式在整個波長范圍內(nèi)積分，得到波長λ在0~∞范圍內(nèi)黑體的輻射功率Eb為：ppt課件63σ為斯蒂芬—玻爾茲曼常數(shù)，σ=5.6697*10-8W/m2.K42.3.2光學(xué)高溫計(jì)1.光學(xué)高溫計(jì)的工作原理受熱物體亮度大小也反映了物體溫度的高低。但因?yàn)楦鞣N物體的單色發(fā)射率是不相同的，因此即使它們亮度相同，而溫度卻不一定相同。光學(xué)高溫計(jì)用黑體的溫度來進(jìn)行儀表刻度。

亮度溫度TL

：在波長為λ的光線中，物體在溫度T時的亮度與黑體在溫度為TL時的亮度相等，則稱TL為這個物體在波長為λ時的亮度溫度。ppt課件返本章目錄64返本節(jié)目錄2.3.2光學(xué)高溫計(jì)2.光學(xué)高溫計(jì)的結(jié)構(gòu)1-物鏡

2-吸收玻璃

3-燈泡

4-目鏡5-紅色濾光片

6-指示儀表

7-可調(diào)電阻ppt課件返本章目錄65返本節(jié)目錄2.3.2光學(xué)高溫計(jì)3.光學(xué)高溫計(jì)的使用例2-6用光學(xué)高溫計(jì)測量有氧化層表面光滑的鋼板溫度，光學(xué)高溫計(jì)的讀數(shù)為1250℃，ε0.66=0.8求鋼板的真實(shí)溫度。解：根據(jù)鋼板表面狀態(tài)在表2-10中查出單色發(fā)射率

ε0.66=0.8，在圖2-54中，從橫坐標(biāo)為1250℃、ε0.66=0.8，查出24℃，此值即為修正值。T=(1250+24)

℃=1274℃ppt課件返本章目錄66返本節(jié)目錄2.3.3光電高溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)在測量時要靠手動平衡亮度，用人眼判斷亮度是否平衡，所以不能連續(xù)測溫，在應(yīng)用上受到了一定限制。光電高溫計(jì)可以自動平衡亮度，它是在光學(xué)高溫計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的自動連續(xù)測溫儀表。ppt課件返本章目錄67返本節(jié)目錄2.3.4全輻射高溫計(jì)1.全輻射高溫計(jì)的測溫原理的溫度。輻射溫度：被測目標(biāo)的輻射能用透鏡收集起來，經(jīng)光欄在涂黑的熱點(diǎn)堆熱接點(diǎn)上成像。熱點(diǎn)堆將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)闊犭妱觿莺笏偷斤@示儀表，由顯示儀表進(jìn)行指示或記錄被測物體ppt課件返本章目錄68返本節(jié)目錄1-透鏡2-可調(diào)光欄3-固定光欄4-熱點(diǎn)堆受光面2.3.4全輻射高溫計(jì)全輻射高溫計(jì)的使用正確連接線路和外接電阻。環(huán)境溫度不許高于100℃，否則應(yīng)冷卻。隨著感溫器到被測物體的距離L的不同，對被測物體的大?。ㄍǔＶ钢睆紻）有一定的限制值，感溫器要與被測表面垂直。顯示儀表上讀數(shù)為輻射溫度，要修正得到物體的真實(shí)溫度。ppt課件返本章目錄69返本節(jié)目錄2.3.5比色高溫計(jì)1.比色高溫計(jì)的測溫原理及特點(diǎn)根據(jù)維恩位移定律，測得亮度比的變化便可測得相應(yīng)的溫度。比色溫度：特點(diǎn)：比色溫度可小于、等于或大于真實(shí)溫度。與真實(shí)溫度之差小得多，測量準(zhǔn)確度高。比色高溫計(jì)可在惡劣環(huán)境中使用。ppt課件返本章目錄70返本節(jié)目錄2.3.6前置反射器輻射溫度計(jì)只要被測表面的發(fā)射率大于0.6（無需知道確切值）就可直接測得真實(shí)

溫度，而不需進(jìn)行

任何修正。ppt課件返本章目錄71返本節(jié)目錄2.3.7非接觸式測溫實(shí)例1.非接觸式測溫的干擾分析光路中的干擾：在波長為1.8～2.8μm、3.0～5.5μm和8～14μm三個波段內(nèi)輻射