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3.5 温度检测 3.5.1 温度检测方法和分类 3.5.2 热电偶及其测温原理 ——热电效应和热电偶 ——中间导体定律和热电势的测量 ——等值替代定律和补偿导线 ——热电偶冷端温度的处理 3.5.3 热电阻及其测温原理 在工业应用中，热电偶一般适用于测量500℃以上的较高温度。对于500℃以下的中、低温度，热电偶输出的热电势很小，这对二次仪表的放大器、抗干扰措施等的要求就很高，否则难以实现精确测量；而且，在较低的温度区域，冷端温度的变化所引起的相对误差也非常突出。所以测量中、低温度，一般使用热电阻温度测量仪表较为合适。 ——热电阻的测温原理 ——工业上常用的金属热电阻 ——热电阻的结构形式 3.5.4 温度变送器简介 ——DDZ－III型温度变送器 （实验） 3.5.5 温度检测仪表的选用 * * 温度检测的主要方法和分类 热电偶及其测温原理 热电阻及其测温原理 温度变送器简介 其它温度检测仪表简介 温度检测仪表的选用和安装 ☆ ★ ★ ★ ☆ ☆ 不破坏温度场，测温范围大，响应块，可测运动物体的温度；易受外界环境的影响，标定较困难 0～3500 辐射式 非接触式 非接触式 灵敏度高、体积小、结构简单、使用方便；互换性较差，测量范围有一定限制 －50～150 半导体热敏电阻 －50～150 铜电阻 测量精度高，便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛；不能测高温 －200～600 铂电阻 热阻效应 测温范围广、测量精度高、便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛；需自由端温度补偿，在低温段测量精度较低 －200～1800 热电偶 热电效应 结构紧凑、可靠；测量精度低、量程和使用范围有限 －80～600 双金属 结构简单、使用方便、测量准确、价格低廉；测量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能远传 －100～600 玻璃液体 膨胀式 接 触 式 主要特点 测温范围℃ 测温仪表 测温方式 1、膨胀式温度计 玻璃液体温度计 利用液体受热膨胀并沿玻璃毛细管延伸而直接显示温度 双金属温度计 不同金属受热膨胀不同，双金属片在受热情况下发生弯曲而显示温度 t = t0 t ? t0 2、压力式温度计 原理：利用液体的蒸发或气体的膨胀而引起的压力变化进行测量。 组成： 温包：传热、容纳膨胀介质； 毛细管：传递压力； 弹簧管：显示压力（温度）。 3、辐射式温度计 通过特定波长光波的强度或热辐射强度来确定光源温度。 辐射式温度计：测定热辐射强度； 光学温度计：采用光学分频法，测定不同频率光波的强度比值； 比色法：直接通过可见光颜色的对比，确定光源温度。 辐射式温度计，通常用于测量高温条件，特别是光学温度计和比色温度计需要利用物体在高温下发射的可见光进行检测。 热电偶工作原理 热电效应和热电偶 热电偶中间导体定律与热电势的检测 热电偶的等值替代定律和补偿导线 标准化热电偶和分度表 热电偶冷端温度的处理 热电偶的结构型式 1. 不同金属具有不同的电子密度； 两种金属接触面因为电子的扩散作用而产生电场—热电现象； 电子在扩散作用和电场力作用下最终达到平衡； 电子的扩散与温度相关，温度越高，扩散作用越强。 + + - - 扩散作用 电场作用 金属A 金属B —— 热电偶工作原理 热电效应（热电偶测温的基本原理）：任何两种不同的导体或半导体组成的闭合回路，如果将它们的两个接点分别置于温度各为 t 及 t0 的热源中，则在该回路内就会产生热电势。 A B B A 图3-37 热电偶示意图 A B eAB(t0) eAB(t) eA(t,t0) eB(t,t0) 图3-38 热电现象 t 端称为工作端(假定该端置于热源中)，又称测量端或热端 t0端称为自由瑞，又称参考端或冷端 这两种不同导体或半导体的组合称为热电偶 每根单独的导体或半导体称为热电极 A B eAB(t0) eAB(t) eA(t,t0) eB(t,t0) 闭合回路中所产生的热电势由接触电势和温差电势两部分组成： 下标A表示正电极，B表示负电极，由于温差电势比接触电势小很多，常常把它忽略不计，这样热电偶的电势可表示为： 注意：如果下标次序改为eBA，则热电势e前面的符号也应相应改变，即 式(i)就是热电偶测温的基本公式。当冷端温度t0一定时，对于确定的热电偶来说，eAB(t0)为常数，因此，其总热电势EAB(t,t0)就与温度t成单值函数对应关系，和热电偶的长短、直径无关。只要测量出热电势大小，就能判断被测温度的高低，这就是热电偶的温度测量原理。 重要结论：