现代检测技术-李英顺-电子教案-第11章.ppt

温 方
类别
典型仪表名称
式
测温原理
其它 电学 类
石英晶体温度 计
集成温度传感 器
晶体的固有频率随温度变 化
半导体器件的温度效应
非 光电亮度温度传感器 接
物体单色辐射强度及亮度 随温度变化
触 全辐射温度传感器 式
物体全辐射能随温度变化
测 温
部分辐射温度传感器
限于特定部分光谱范围工 作内辐射能随温度变化
仪 表
3.绝对气体温标 从理想气体状态方程入手，复现的热力学温标称为绝
对气体温标，由波义尔定律，有
PVRT （11-3)
式中，为P一定质量的气体的压强；为V该气体的体积 ；为R普适常数；为T热力学温度。
当气体的体积为恒定时，其压强就是温度的单值函数 T 2T 1P 2P 1nV R恒（量 11-4）
这种比值关系与开尔文给出的热力学温标的比值关系 完全类似。因此若用同一固定点（水的三相点）来作参考 点，两种温标在数值上就完全相同。上式就是理想气体的 温标方程。
系为
t90T9027.135
（11-5）
温度量程的分段与内插方程。摄氏温度与热力学温
度之间的关系仍如式（11-5）所示，可记为
tT27.135 （11-6）
11.1概述
11.1.3温度测量仪表的分类
温度测量范围广，测温仪表的种类很多。按
工作原理分，有膨胀式、热电阻、热电偶以及辐
射式等；按测量方式分，有接触式和非接触式两
11.1概述
11.1.1温度测量方法
⑴接触式测温 接触式温度测量的特点是感温元件直接与被测对象 相接触，两者进行充分的热交换，最后达到热平衡，此 时温度计的示值就是被测对象的温度。 以接触式方法测温的常用温度计有玻璃温度计、压 力温度计、双金属温度计、热电偶以及热电阻等接触式 温度测量特别适合 120 C 0 以下，热容大，无腐蚀性对 象的连续在线测温。
光电比色温度传感器
两个波长的亮度比随温度 变化
测量范围
C
50~120 50~150 600~2400
700~2000
11.2热电偶
在温度测量中虽有许多不同测量方法，但利用热电
偶作为测温元件应用最为广泛，其主要优点为：
①结构简单，其主体实际上是由两种不同性质的导
体或半导体互相绝缘并将一端焊接在一起而成的。
第11章 温度测量
11.1概述 11.2热电偶 11.3热电阻和热敏电阻
11.4集成温度传感器AD590
第三篇 常见过程参数的测量
过程控制系统至少包括被控对象（或称被控 过程）、检测装置（包括传感器和变送器）和控 制器（或调节器）以及执行机构四个基本部分。
检测装置将被测参数如温度、压力、流量、 液位以及成分量等检测出来，并变换成相应的统 一标准信号，系统显示、记录或进行下一步的调 整控制作用。检测装置实际上包括两部分内容， 首先是将被控参数检测出来，然后变送器将其变 换成统一标准信号。
回路中会存在热电E势ABT,T0 ，因而就有电流产生，
这一现象称为热电效应。
图11-1 热电偶回路
11.2热电偶
类。按温度范围范围，可分为超低温、低温、中
高温和超高温温度测量。超低温一般是指0-10K
，低温指10-800K ，中温指50 ~ 1 06 C 00 ，高温
指
16~ 02 050 C0250C 0
，
以上被认为是超高温。
表11-1 常用测温仪表
测
温 方
类别
典型仪表名称
式
测温原理
测量范围 C
双金属温度计
固体热膨胀变形量随温度 变化
80~600
接 触
膨胀 式
压力式温度计
气体、液体在定容条件下， 10~0500 压力随温度变化
式 测 温
玻璃管液体温 液体热膨胀体积量随温度 10~0600
度计
变化
仪 表
电阻 类
热电阻
金属或半导体电阻值随温 20~0650 度变化
热电 类
热电偶
热电效应
200~1800
测
11.1概述
⒋国际温标
根据国际温标规定：热力学温度是基本温度，用符
号T表示，单位是开，记为K。它规定水的三相点热力
学温度（即固态、液态、气态三相共存时的平衡温度）
为273.16K，定义1K（开尔文1度）等于水的三相点热
力学温度的1/273.16。通常将比水的三相点温Hale Waihona Puke Baidu低
0.01K的温度规定为摄氏零度，它与摄氏温度之间的关
②具有较高的准确度。
③测量范围宽，常用的热电偶，低温可测到
，
高温可50测C达到
左右1，6配0C以0特殊材料的热电极，
最低可测
，最高1可80C 达
的温度28。0C0
④具有良好的敏感度。
⑤使用方便。
11.2热电偶
11.2.1热电效应 两种不同材料的导体或半导体A、B串接成一个闭 合回路，并使结点1和2处于不同的温度 TT0、 ，那么
11.1概述
温度是表征物体冷热程度的一种物理量，是工业生产 和科学实验中最普遍、最重要的热工参数之一。 温度不能 直接进行测量，只能借助于冷热不同的物体之间的热交换 ，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性 ，来进行间接的测量。
根据测温的方式可以分为接触式测温法与非接触式测温 法两大类。
11.1概述
⑵非接触式测温 非接触式温度测量的特点是感温元件不与被测对象直接
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。
为了保证温度量值的准确并利于传递，需要建立一个衡 量温度的统一尺度，即温标。它规定了温度的读数起点（零 点）和测量温度的基本单位。
11.1概述
11.1.2温度的单位
1.经验温标 根据某些物质的体积膨胀与温度的关系，用实验方法或
经验公式所确定的温标称为经验温标。 ①华氏温标 华氏温标规定在大气压下纯水的冰点为32度，沸点为212
度，中间划分为180等份，每一等份为1华氏度. ②摄氏温标
摄氏温标将标准大气压下水的冰点定为零度，水的沸点 定为100度，在0-100之间划分了100等份，每一等份为1摄氏 度，用符号t表示。
11.1概述
摄氏温标与华氏温标的关系为 T1.8t32（11-1）
⒉热力学温标 1848年由开尔文提出的以卡诺循环为基础建立的
热力学温标，是一种理想而不能真正实现的理论温 标，它是国际单位制中七个基本物理单位之一。
它与摄氏温度之间的关系为
tT27 .13 （511-2）
单位是开，记为 K 。
11.1概述