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1、中国矿业大学机电学院温度测量中国矿业大学机电学院一、热膨胀式温度计一、热膨胀式温度计 常用的有水银、双金属、压力等类型温度计。常用的有水银、双金属、压力等类型温度计。1.1.双金属温度计双金属温度计 测温原理：是一种固体膨胀式温度计，由两测温原理：是一种固体膨胀式温度计，由两种热膨胀系数不同的金属箔片组成测温敏感元件，种热膨胀系数不同的金属箔片组成测温敏感元件，一端固定一端固定,另一端自由，当温度变化时，由于两另一端自由，当温度变化时，由于两者伸缩不一致而发生弯曲，自由端就产生位移。者伸缩不一致而发生弯曲，自由端就产生位移。如如图图9-19-1所示。所示。第九章第九章 温度测量温度测量9-2
2、9-2 接触式测温法接触式测温法热膨胀式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计热膨胀式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计中国矿业大学机电学院图图9-1 9-1 双金属温度计双金属温度计第九章第九章 温度测量温度测量应用：可制成不同形式的温度计。还可以制作自应用：可制成不同形式的温度计。还可以制作自动调节装置的敏感元件如动调节装置的敏感元件如图图9-29-2所示。所示。中国矿业大学机电学院E12图图9-2 双金属温度计双金属温度计1-1-指示灯指示灯 2-2-双金属感温元件双金属感温元件第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院2.2.压力式温度计压力式温度计测温原理：测温原理：是利用液体是
3、利用液体或蒸汽压力使其工作的或蒸汽压力使其工作的接触式测温方法。感温接触式测温方法。感温筒置于被测介质中筒置于被测介质中,随随温度升高，筒内的酒精温度升高，筒内的酒精或水银等液体受热膨胀。或水银等液体受热膨胀。通过毛细管使波登管端通过毛细管使波登管端部产生角位移，指示温部产生角位移，指示温度值。度值。1-1-感温筒感温筒 2-2-酒精或水银酒精或水银 3-3-毛细管毛细管 4-4-波登管波登管 图图9-3 9-3 压力式温度传感器压力式温度传感器第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院二、电阻温度计二、电阻温度计1 1）全属丝热电阻）全属丝热电阻a.a.金属丝电阻与温度的关系：金属丝
4、电阻与温度的关系：R Rt t=R=R0 01+1+(t-t(t-t0 0)=R)=R0 0(1+(1+t)t)式中式中 R Rt t 温度为温度为t t的电阻的电阻,R R0 0温度为温度为t t0 0时的电阻时的电阻,电阻温度系数电阻温度系数,随不同材料而异。随不同材料而异。第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院b.b.测温范围：测温范围：常用测温电阻丝材料有铂、镍、铜等。常用测温电阻丝材料有铂、镍、铜等。其中：铂其中：铂 -259.32-259.32630.74630.74，常用作国际实用温，常用作国际实用温标的基准器。铜及镍一般用于低温测量，铜标的基准器。铜及镍一般用于低温
5、测量，铜0 0180180，镍，镍5050300 300 。c.c.接线法：接线法：一般采用电桥转换为电压的变化一般采用电桥转换为电压的变化,并由动圈式仪并由动圈式仪表表(毫伏计等毫伏计等)直接测量或经放大器输出，实行自动直接测量或经放大器输出，实行自动测量或记录。测量或记录。第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院 图图9-49-4是一种电阻丝测温传感器的结构形是一种电阻丝测温传感器的结构形式。引出导线有二线式、三线式等。采用三式。引出导线有二线式、三线式等。采用三线接法时线接法时,具有相同温度特性的导线具有相同温度特性的导线r r1 1、r r2 2接接于相邻两桥臂上，此时，由于
6、附加电阻引起于相邻两桥臂上，此时，由于附加电阻引起的输出将自行补偿。的输出将自行补偿。第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院图图9-4 9-4 热电桥电阻接法热电桥电阻接法返回返回第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院2 2）热敏电阻）热敏电阻a.a.测温原理测温原理R R0 0温度为温度为T T0 0时的电阻值时的电阻值BB电阻温度系数，通常取值为电阻温度系数，通常取值为3400K3400K第九章第九章 温度测量温度测量b.b.主要优缺点主要优缺点 优点：灵敏度高；体积小，热惯性小，响应速优点：灵敏度高；体积小，热惯性小，响应速度快；电阻值大；稳定性好度快；电阻值大；
7、稳定性好 缺点：非线性大；老化快；对环境温度敏感性大缺点：非线性大；老化快；对环境温度敏感性大c.c.应用应用 测温仪表、自动控制、自动检测等测温仪表、自动控制、自动检测等中国矿业大学机电学院 1.1.热电偶热电偶 测量原理：测量原理：基于两种不同材料的热电效应，基于两种不同材料的热电效应，输入是温度，输出是热电势。输入是温度，输出是热电势。基本要求：基本要求：在所测温度范围内具有较好的在所测温度范围内具有较好的灵敏度和直线性；熔点足够高，物理化学性能灵敏度和直线性；熔点足够高，物理化学性能稳定；导电性和抗氧化性能好，电阻温度系数稳定；导电性和抗氧化性能好，电阻温度系数小等。小等。三、热电偶温
8、度计三、热电偶温度计第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院 2.2.热电势测量：热电势测量：测温仪表：测温仪表：测量热电势可用动圈式仪表、电位测量热电势可用动圈式仪表、电位差计以及电子电位差计等。差计以及电子电位差计等。采用动圈式仪表测量热电势时，注意外接电阻采用动圈式仪表测量热电势时，注意外接电阻不能太大，这样有：不能太大，这样有：RiRi仪表内阻；仪表内阻；R R0 0外接电阻外接电阻第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院测温仪表同热电偶的组合测温仪表同热电偶的组合 针对不同的测温目的和要求，测温仪表与热电偶针对不同
9、的测温目的和要求，测温仪表与热电偶可采用不同的组合方式。可采用不同的组合方式。（1 1）平均温度测量）平均温度测量（2 2）两点温度测量）两点温度测量（3 3）多点温度测量）多点温度测量（4 4）自然热电偶法）自然热电偶法第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院3 3、冷端补偿、冷端补偿（1 1）冷端恒温）冷端恒温第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院（2 2）冷端补偿）冷端补偿第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院4 4、标定、标定第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院9-3 9-3 非接触式测温法非接触式测温法 一一:辐射温度计辐射温度计 工作
10、原理如图工作原理如图9-59-5所示基于全辐射定律所示基于全辐射定律(即黑体的全范辐射出射度和它的绝对温度的即黑体的全范辐射出射度和它的绝对温度的四次方成正比四次方成正比)通常被测物体是通常被测物体是 的灰体的灰体(称为黑度称为黑度)，如果以黑体辐射作为基准进行定标刻度，如果以黑体辐射作为基准进行定标刻度，知道了物体的知道了物体的 值，即可根据公式求得物体值，即可根据公式求得物体的温度。的温度。TT被测物体的温度被测物体的温度T T0 0黑体全辐射所具有的温度黑体全辐射所具有的温度第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院图图9-5 9-5 辐射温度计工作原理辐射温度计工作原理 1 1
11、物镜物镜 2 2受热板受热板 3 3热电偶热电偶 4 4目镜目镜 5 5被测物体被测物体图9-5第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院二二.红外测温红外测温 红外测温与辐射温度计测温原理相同，红外测温与辐射温度计测温原理相同，都是基于热辐射原理。不同之处是它有一都是基于热辐射原理。不同之处是它有一个红外探测器，辐射温度计多用于个红外探测器，辐射温度计多用于 以上的高温和可见光范围，而红外测温则以上的高温和可见光范围，而红外测温则用于低温和红外线范围。用于低温和红外线范围。结束结束第九章第九章 温度测量温度测量中国矿业大学机电学院此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢