火电厂热工新员工培训(第四月 温度测量)

第四月温度测量

1.1温度测量的基本概念

温度是表征物体冷热程度的物理量。

1、温标

1）摄氏温标（℃）

摄氏温标（℃）又称百分温标，它把标准大气压下冰的融点定为零度（0℃）；把水的沸点定为一百度（100℃），在0℃到100℃之间划分一百等分。每一等分为一摄氏度。

2）华氏温标（℉）

华氏温标（℉）规定标准大气压下冰的融点为32℉，水的沸点为212℉，中间划分180等分。每一等分称为一华氏度。

3）热力学温标（K）

热力学温标，又称开尔文温标、绝对温标，简称开氏温标，是国际单位制七个基本物理量之一，单位为开尔文，简称开，（符号为K），其描述的是客观世界真实的温度，它规定分子运动停止（即没有热存在）时的温度为绝对零度或最低理论温度（0K）。一般所说的绝对零度指的便是0K，对应零下273.15摄氏度。

2、测量方法

温度测量方法有接触式和非接触式两类。

现场使用最多的是双金属温度计、热电阻、热电偶，我们主要介绍这三种测温元件。

1.2双金属温度计

在双金属温度计制造时，通常将它的感温元件绕成螺旋形,并将一端固定，另一端连接指针轴，当温度变化时，由于双金属受温度的作用使感温元件的曲率发生变化，通过指针轴带动指针偏转，在仪表刻度盘上直接显示出温度的变化值。

双金属温度计是一种测量中低温度的现场检测测仪表。可以直接测量各种生产过程中的-80℃～+500℃范围内液体、蒸汽和气体介质温度。

1、分类

按双金属温度计指针盘与保护管的连接方向可以把双金属温度

计分成轴向型、径向型、135°向型和万向型四种。

1）轴向型双金属温度计：指针盘与保护管垂直连接。

2）径向型双金属温度计：指针盘与保护管平行连接。

3）135°向型双金属温度计：指针盘与保护管成135°连接。

4）万向型双金属温度计：指针盘与保护管连接角度可任意调整。

双金属温度计具有不同的安装固定形式：可动外螺纹管接头、可动内螺纹管接头、固定螺纹接头、卡套螺纹接头、卡套法兰接头和固定法兰。

2、结构

1.3热电阻

1、测温原理

热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出被测温度。500℃以下一般选择热电阻。

目前，主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

金属热电阻：金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示：

00[1()]

t t R R t t α=+- 式中：t R 为被测温度t 时对应的电阻值

0t R 为温度t0(通常t0＝0℃)时对应的电阻值

α为温度系数。

半导体热敏电阻：半导体热敏电阻的阻值和温度的关系为：

B t t R Ae

= 式中：t R 为温度t 时对应的电阻值

A 、

B 是取决于半导体材料和结构的常数

从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这种性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大、在使用的温度范围内具有稳定的化学和物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有单值函

数关系（最好呈线性关系）。

2、结构

3、常用热电阻

我国最常用的铂热电阻有R0＝10Ω、R0＝100Ω和R0＝1000Ω等几种，它们的分度号分别为Pt10、Pt100和Pt1000；

铜热电阻有R0＝50Ω和R0＝100Ω两种，分度号分别为Cu50和Cu100

字母：表示热电阻的材质

数字：表示热电阻在0℃时的电阻值

热电阻常用分度号为Pt100。即0℃对应100Ω，1Ω对应2.56℃。根据阻值计算温度的经验公式：t=2.56*（R-100）

4、接线方式

1）二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号。这种引线方式最简单但由于连接导线必然存在引线电阻r，r的大小与导线的材质和长度等因素有关。

很明显，图中的

2

i t

R R r =+

2）三线制：在热电阻根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好地消除引线电阻的影响，是工业过程中最常用的引线方式。三线制要求三

根导线的材质、线径、长度一致且工作温度相同，使三根导线的电阻值相同。

3）四线制：在热电阻根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流Is，把Rt转换为电压信号Ui，再通过另两根引线把Ui引至二次仪表。可见这种引线方式可以完全消除引线电阻的影响，主要用于高精度的温度检测。

t

R

s

I

5、如何判断热电阻是否正常

1）肉眼观察，保护管是否腐蚀穿透，是否变形严重等。

2）使用万用表电阻档，假定为PT100：在0摄氏度时为100欧姆，

在20度时为107.7935欧姆。微分电阻约为0.39欧姆/摄氏度。根据你现场环境温度，自己算一下电阻值应为多少，然后用万用表电阻档测一下即可，然后用热源加热下热电阻，看其阻值是否上升。

1.4热电偶

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而不同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成。500℃以上选择热电偶。

1、测量原理

当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为T0 ，称为自由端（也称参考端）或冷端，回路中将产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”，两种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势则称为“热电动势”。

热电偶产生的热电动势，其大小只与电极材料与两端的温差有关，而与热电极的长度和直径的粗细无关。