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双金属温度计原理图

时间: 2023-08-21 13:30:01 作者: 雷竞技app下载地址

   膨胀式温度计种类很多,按膨胀基体可分 成液体膨胀式玻璃温度计、液体或气体膨 胀式压力温度计及固体膨胀式双金属温度 计。

   玻璃液体温度计简称玻璃温度计,是一种 直读式仪表。水银是玻璃温度计最常用的 液体,其凝固点为-38.9℃、测温上限为 538℃。

   玻璃温度计特点:结构相对比较简单,制作容易, 价格低,测温范围较广,安装使用起来更便捷, 现场直接读数,一般无需能源,易破损, 测温值难自动远传记录。

   局浸式:读数容易,但 测量误差较大,即使采 取修正措施其误差比全 浸式仍要大好几倍或更 多。

  6.1 温度与标定 6.2 测温方法分类及其特点 6.3 热膨胀式测温方法 6.4 热阻式测温方法 6.5 热电式测温方法 6.6 辐射法测温 6.7 新型温度传感器及其测温技术

   温度是国际单位制给出的基本物理量之一, 它是工农业生产、科学试验中需要经常测 量和控制的主要参数;

  ① 电阻温度系数大、线性好、稳定性很高; ② 使用温度范围广、加工方便; ③ 固有电阻大,互换性好,复制性强。

   内引线是热电阻出厂时自身具备的引线, 其功能是使感温元件能与外部测量及控制 装置相连接。

   双金属温度计的感温 双金属元件的形状有 平面螺旋型和直线螺 旋型两大类,其测温 范围大致为-80℃— 600℃,精度等级通 常为1.5级左右。

   双金属温度计抗振性 好,读数方便,但精 度不太高,只能用做 一般的工业用仪表。

   热电阻主要缺点是需要电源激励、有(会影响 测量精度)自热现象以及测量温度不能太高。

  线性,但测温范围广,精度高,且材料易提纯, 复现性好;在氧化性介质中,甚至高温下,其物 理、化学性质都很稳定。  目前工业用铂电阻分度号为Pt100和Pt10,其中 Pt100更为常用。

   利用一些物质的某些物性(诸如尺寸、密度、 硬度、弹性模量、辐射强度等)随气温变化 的规律,通过这一些量来对温度进行间接测 量。

  1714年德国人法勒海特(Fahrenheit)以水 银为测温介质,制成玻璃水银温度计。

   感温元件不与被测对象非间接接触,而是通过接受 被测物体的热辐射能实现热交换,据此测出被测 对象的温度;

   非接触式测温具有不改变被测物体的温度分布, 热惯性小,测温上限可设计得很高,便于测量运 动物体的温度和快速变化的温度等优点。

  ①阻值与温度的关系非线性严重; ②元件的一致性差,互换性差; ③元件易老化,稳定性较差; ④除特殊高温热敏电阻外,绝大多数热 敏电阻仅适合0~150℃范围,使用时必须注 意。

  原理上测量范围可以从超低温到极高温, 但1000℃以下,测量误差大,能测运动物 体和热容小的物体温度

  工业用表通常为1.0、0.5、0.2及0.1级, 实验室用表可达0.01级

  整个测温系统结构相对比较简单、体积小、可靠、维 护方便、价格低,仪表读数直接反映被 测物体实际温度;可方便地组成多路集中 测量与控制系统

  整个测温系统结构较为复杂、体积大、调整麻 烦、价格昂贵;仪表读数通常只反映被测 物体表现温度(需进一步转换);不易组成 测温、控温一体化的温度控制装置

   根据测温转换的原理,接触式测温又可分 为膨胀 (包括液体和固体膨胀) 式,热阻 (包 括金属热电阻与半导体热电阻) 式、热电(包 括热电偶和PN结)式等多种形式。

   基于固体受热膨胀原理,测量温度通常是把两片 线线胀系数差异相对很大的金属片叠焊在一起, 构成双金属片感温元件当气温变化时,因双金属 片的两种不一样的材料线线胀系数差异相对很大而产 生不同的膨胀和收缩,导致双金属片产生弯曲变 形。下图是双金属温度计原理图:

   指导思想:尽可能地接近热力学温标,复 现精度要高,制作较容易,稳定性很高,使 用方便;

   1989年7月第77届国际计量委员会批准建立 了新的国际温标,简称ITS一90。

   ITS一90基本内容为:  重申国际实用温标单位仍为K;  国际摄氏温度和国际实用温度关系为:

   基于热电阻原理测温是根据金属导体或半导体 的电阻值随气温变化的性质,将电阻值的变化 转换为电信号,进而达到测温的目的。

   用于制造热电阻的材料,要求电阻率、电阻温 度系数要大,热容量、热惯性要小,电阻与温 度的关系最好近于线性。

   热电阻测温的优点是信号灵敏度较高、易于连续 测量、可以远传、无需参比温度;金属热电阻 稳定性高、互换性好、准确度高,可以用作基 准仪表。

   标准值法就是用适当的方法建立起一系列国际温 标定义的固定温度点(恒温)作标准值,把被标定温 度计(或传感器)依次置于这些标准温度值之下,记 录下温度计的相应示值(或传感器的输出),并根据 国际温标规定的内插公式对温度计(传感器)的分度 作对比记录,从而完成对温度计的标定;被定 后的温度计可作为标准温度计来测温度。

  铜电阻(WZC)的电阻值与温度的关系几乎呈线性, 其材料易提纯,价格低;但因其电阻率较低 (仅为铂的1/2左右)而体积较大,热响应慢; 另因铜在250℃以上温度本身易于氧化,故通常 工业用铜热电阻(分度号分别为Cu50和Cul00) 一般其工作时候的温度范围为-40℃~120℃。其电阻值 与温度的关系为:

  1740年瑞典人摄氏(Celsius)提出在标准大 气压下,把水的冰点规定为0度,水的沸点 规定为100度。

   把被标定温度计(传感器)与已被标定好的更 高一级精度的温度计(传感器),紧靠在一起, 共同置于可调节的恒温槽中,分别把槽温 调节到所选择的若干温度点,比较和记录 两者的读数,获得一系列对应差值,经多 次升温,降温、重复测试,若这些差值稳 定,则把记录下的这些差值作为被标定温 度计的修正量,就成了对被标定温度计的 标定。

  根据传感器的测温方式,温度基本测量方 法通常可分成接触式和非接触式两大类。

   由于感温元件与被测介质非间接接触,从而要影响 被测介质热平衡状态,而接触不良则会增加测温 误差;被测介质有腐蚀性及温度太高亦将严重 影响感温元件性能和寿命等缺点。

  ③体积小; ④热惯性小,响应速度快,适用于快速变化的 测量场合; ⑤结构相对比较简单坚固,能承受较大的冲击、振动。

   新确认和规定17个固定点温度值以及借助依据 这些固定点和规定的内插公式分度的标准仪器 来实现整个热力学温标。见表6-1所示:

   热电偶是工业和武备试验中温度测量应用 最多的器件,它的特点是测温范围宽、测 量精度高、稳定性很高、结构相对比较简单,且动态 响应较好;输出直接为电信号,可以远传, 便于集中检测和自动控制。

  热电偶的测温原理基 于热电效应。将两种 不同的导体A和B连成 闭合回路,当两个接 点处的温度不同时, 回路中将产生热电势 ,由于这种热电效应 现象是1821年塞贝克( Seeback ) 首 先 发 现 提 出,故又称塞贝克效 应(如图6-9所示)。

   热力学温标为了在分度上和摄氏温标相一 致,把理想气体压力为零时对应的温度— —绝对零度与水的三相点温度分为273.16 份,每份为1 K (Kelvin) 。

   从理想气体状态方程入手,来复现热力学温标叫 绝对气体温标。由波义耳定律:

  的加入几乎不改变对象的温度;被测温度不 超过感温元件能承受的上限温度;被测对象不 对感温元件产生腐蚀

  特别适合1200℃以下、热容大、无腐蚀性 对象的连续在线℃以上 的温度测量较困难

   压力温度计和玻璃温度计相 比,具有强度大、不易破损、 读数方便,但准确度较低、 抵抗腐蚀能力较差等特点。

   从热平衡的观点看,温度能作为物体内 部分子无规则热运动剧烈程度的标志;

   为了保证温度量值的准确和利于传递,需 要建立一个衡量温度的统一标准尺度,即 温标。

   热电阻感温元件是用来感受温度的电阻器。 它是热电阻的核心部分,由电阻丝及绝缘 骨架构成。作为热电阻丝材料应具备如下 条件:

   压力温度计是根据一 定质量的液体、气体、 蒸汽在体积不变的条 件下其压力与温度呈 确定函数关系的原理 实现其测温功能的。

   这类压力温度计其毛细管细 而长(规格为1—60m)它的作 用主要是传递压力,长度愈