过程检测仪表[电子教案]第五章__温度检测仪

第五章 温度检测仪表概述5.1.1 温度的概念温度是表征物体冷热的程度的物理量。从微观上讲，温度表示物质内部 分子热运动平均动能的大小。

热平衡和热效应是温度测量的重要基础。

5.1.2 温标温度的数值表示方法称为温标。规定了温度的读数的起点(即零点)和

测量温度的基本单位。

1.经验温标(1)摄氏温标(℃) 规定在标准大气压下，冰水混合物的温度为0℃, 水的。沸点为100℃。 (2)华氏温标(℉) 规定在标准大气压下,水的冰点温度为32℉,水的 沸点温度定为212℉

2.热力学温标热力学温标是一种理想温标，规定分子运动停止时的温度为绝对零度。 温度单位为开尔文(K),大小定义为水三相点的热力学温度的1/273.16。

3.国际实用温标ITS国际实用温标是用来复现热力学温标。 (1)T 90和t90之间关系保留以前温标定义中的计算关系，摄氏温度 的分度值与热力学温度分度值相同

t 90 T90 273 .15(2)ITS-90通过划分温区定义：0. 65K到5. OK之间，由3He蒸汽压与 温度的关系式来定义。3.OK到24. 5561K之间，是用氦气体温度计来定

义。13. 8033K到1234.93K之间，是用铂电阻温度计来定义。

(3)各温区规定一组的定义温度固定点，并规定内插公式来分度。 所采用的定义固定点一般是一些纯物质的三相点，或是溶点、凝固点。 如O2、Ar、Hg、H2O的三相点；In、Sn、Al、Ag、Au、Cu的凝固点等。

5.1.3测温仪表的分类(1)按测温方式可分为接触式和非接触式两大类； (2)按工作原理可分为膨胀式、电阻式、热电式、辐射式等；

5.2

膨胀式温度计

热膨胀式温度计是利用液体、气体或固体热胀冷

缩的性质测量温度。分为液体膨胀式温度计和固体膨胀式温度计两大类。

5.2.1 膨胀式温度计

1.玻璃管液体温度计组成：主要由玻璃温包、毛细管、工作液体和刻 度标尺等组成。

工作液：一般采用水银和酒精作为工作液，其中水银与其它液体相比有许多优点，如不粘附玻璃、 不易氧化、测量温度高、容易提纯、线性较好、准 确度高。

图5.1 玻璃管液体温度计1—玻璃温包；2—毛细管；3—刻度标尺

分类：按用途分类，可分为工业用玻璃管液体温度计、标准玻璃管液体温 度计两类。标准玻璃管液体温度计，可作为检定其它温度计用，准确度高， 测量绝对误差可达0.05~0.1℃。工业用玻璃管液体温度计为了避免使用 时被碰碎，在玻璃管外通常罩有金属保护套管。

2.双金属温度计双金属片是由两种膨胀系数不同的金属薄片叠 焊在一起制成的测温元件。利用两种膨胀系数不 同的金属元件的膨胀差异测量温度。 双金属片受热后由于两种金属片的

膨胀系数不 同而使自由端产生弯曲变形，弯曲的程度与温度 的高低成正比。

l2 x G (t t0 ) dx——双金属片自由端的位移； l——双金属片的长度； d——双金属片的厚度； G——弯曲率，取决于双金属片的材料。

图5.3 双金属片 1—双金属片；2一指针轴； 3一指针；4一刻度盘

双金属片常被用作温度继电控制器、温度开 关或仪表的温度补偿器。 双金属温度计：螺旋形双金属片的一端固定 在测量管的下部，另一端为自由端，与指针轴 焊接在一起。当被测温度发生变化时，双金属 片自由端发生位移，使指针轴转动，由指针指 示出被测温度值。 特点：双金属温度计结构简单、耐振动、耐 冲击、使用方便、维护容易、价格低廉，适于 振动较大场合的温度测量。目前国产双金属温 度计的使用温度范围为-80~600℃,精度等级 为1~2.5级。图5.4 双金属温度计 1-表玻璃；2-指针；3-刻度盘；4-表壳；5安装压帽；6-金属保护管；7-指针轴；8-双 金属螺旋；9-固定端

5.2.2 压力式温度计

1.压力式温度计的结构及原理结构：由充有感温介质的感温包、传递压力的毛细管及压力表组成。 原理：温包内的感温介质若随被测 温度升高时，其体积膨胀，但由于温包、 毛细管和弹簧管组成的封闭系统容积基 本不变，介质体积膨胀受限，造成系统 压力升高。经毛细管传给弹簧管使其产 生变形，进而通过传动机构带动指针偏 转，指示出相应的温度。 特点：强度大、不易破损、读数方 便，准确度较低、体积大。 测温范围-100℃~600℃。 类型：液体压力温度计、气体压力 温度计和蒸汽压力温度计。

(1)液体压力式温度计 感温液体：水银(测温范围-30~ 650℃); 甲醇(测温范围-100~ 150℃);二甲苯(测温范围-100~ 400℃)。 液体压力温度计使用时应将温包全部浸入被测介质之中，否则会引起较 大测量误差。环境温度变化过大，也会对示值产生影响。为此，在弹簧 管的自由端与传动机构之间插入一条双金属片补偿附加误差。 (2)气体压力温度计 工作气体：氮气(测温上限可达500~550℃);氢

气(测温下限可达-120℃)。(3)蒸汽压力温度计 其温包中充入约占2/3容积的低沸点液体，其饱 和蒸气压仅与气液界面的温度有关。通过毛细管传递弹簧管中，以指示被 测温度。工作液：氯甲烷、氯乙烷和丙酮等。 优点：温包的尺寸比较小，灵敏度高；测量范围小，T-P关系非线性， 标尺刻度不均匀。

5.3热电偶温度计测量原理：热电效应。热电偶能将温度转换成毫伏级热电势信号 输出。 特点：测温范围广，性能稳定，结构简单，测量精度高，输出信号便于 …… 此处隐藏：3542字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……