温度测量与热电偶 PPT

T1
T2
可由气体温度计来实现。
国际温标
➢ 协议性的国际实用温标
（international practical temperature scale）
➢ IPTS－27、 IPTS－48、 IPTS－68、ITS－90
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持 安静
➢ ITS－90规定：
✓ 热力学温度（T）是基本物理量， 单位是K （卡尔文）
E A ( T , T B 0 ) E A ( T ) B E A ( T 0 ) B [ E A ( T , T 0 ) E B ( T , T 0 )]
E A(B t,t0 ) e A(B t) e B(tA 0 )或 E A(B t,t0 ) e A(B t)－ e A(B t0 )
当热电偶材料确定后，总热电势与温度t和t0有关
温度测量与热电偶 PPT
某200MW机组的测点示意图：
§2-1 温度测量概述
温度和温标的概念 测温仪表的分类
温度和温标的概念－1
温度——表征物体冷热程度的物理参数 温标——用来度量温度高低的标尺
摄氏温标（℃ ） 华氏温标（℉ ）
热力学温标 （K）
——建立在卡诺循环基础上的理想温标。
Q1 Q 2
按测温方式分
➢ 接触式温度计 ➢ 非接触式温度计
1、膨胀式 ：
1）工作原理：利用液体(水银、酒精)或固体
(双金属片)受热时产生膨胀的特性
2）分类：液体膨胀式和固体膨胀式 3）测温范围：－200～700 ℃ 4）特点 ：结构简单、价格低廉，一般只用作
就地测量
2、压力式：
1）工作原理：利用封闭在一定容积中的
(3) 建立基准温度计的信号与温度的内插公式
测温仪表的分类
温度不能直接测量 物体温度的变化会带来各种效应：
物理的—— 长度、容积等机械量；电阻、电势等电量；
光强、辐射功率、波长等光学量。 化学的—— 分解、聚合、颜色等。
根据不同的效应可制成不同的测温仪表。
按测温原理分
➢ 膨胀式温度计 ➢ 压力式温度计 ➢ 热电阻温度计 ➢ 热电偶温度计 ➢ 辐射式高温计
当冷端t0处将热电偶脱开时，热电极A将流出 电流，故称A为正热电极，B为负热电极。 这是判断热电偶正或负电极的方法。
热电偶基本定律
均质导体定律 中间导体定律 中间温度定律
1、均质导体定律
材料内部电子密度处处 相等的导体
由一种均质导体(或半导体)组成的 闭合回路，不论导体(或半导体)的截面 和长度如何，各处的温度分布如何， 都不能产生热电势。
4）热电偶一般用于测量100～1600℃ 范围内温度，用特殊材料制成的热电偶 还可测更高或更低的温度；
5）热电偶将感受到的温度信号直接转 换成电势信号输出，便于测量、信号传 输、自动记录和控制等。
热电偶测温原理
热电偶由两根不同材料的导体焊接或绞接而成。
A
t
B
热电偶
A’
B’ 补偿 导线
Cu
Cu 连接 导线
准确度受环境条件的影响，而对测量值修正后才 能减小误差 。
热电偶测温原理 热电偶的基本定律 常用热电偶的种类 热电偶的构造 冷端温度补偿问题 热电偶的校验
概述
1）热电偶是应用最普遍、最广泛的温 度测量元件。
2）既可用于流体温度测量也可用于固 体温度测量，既可以检测静态温度也能 测量动态温度。
3）在火电厂中，主蒸汽、过热器管壁 与高温烟气等的温度都是采用热电偶测 量的。
它是在两种电子密度N 不相等的均质导体(或半 导休)相接触时形成的。
数量级在10-1～10-3V
EAB(T)
kTlnNAT e NBT
T
A ΔT A T0
汤姆逊电势
➢ 温差电势
（汤姆逊电势）
同一均质导体因两端温 度不同而形成的电势。
E(T,T0)ke
T T0
1d(NT) N
热电偶的热电势（赛贝克电势）
℃ 电测仪表
热电偶测温系统
热电效应
将两种不同材料的导体组成一个闭合回路， 如果两端接点的温度不同，回路中将产生电势， 称为热电势。这个物理现象称为热电效应 或 塞贝克效应。
热端
T1
（工作端）
热电极A/B
T0
冷端
（自由百度文库）
塞贝克效应示意图
热电势
接触电势 + 温差电势
帕尔帖电势
➢ 接触电势 （帕尔帖电势）
气体、液体或某些液体的饱和蒸汽，受热 时其体积或压力变化的性质
2）分类：气压式，液压式，蒸气式 3）测温范围：0～300℃ 4）特点：结构简单，具有防爆性，不怕
振动，可作近距离传示；准确度低，滞后 性大 。
3、热电阻式 ：
1）原理：利用导体或半导体受热其电阻值变化
的性质
2）分类: 金属热电阻、半导体热敏电阻 3）测温范围：－200～850 ℃、－100～300 ℃； 4）特点: 准确度高，能远距离传送，适于低、中
温测量；体积较大，测点温较困难 .
4、热电偶式 ：
1）原理: 利用物体的热电性质 2）测温范围: 0～1600 ℃； 3）特点：测温范围广，能远距离传送，适于
中、高温测量，需进行冷端温度补偿，低温段
测量准确度较低 。
5、非接触式（辐射式）：
1）原理：利用物体辐射能随温度变化的性质 2）分类：光学式，全辐射式，比色式，红外式 3）测温范围：600～2000 ℃； 4）特点：测温范围广，多用于高温测量，测量
✓ 水的三相点热力学温度是273.16K， 卡尔文一度等于水三相点热力学温度的 1/273.16。
✓ 摄氏温度（t），单位℃ t = T-273.15
➢ 基本要点：
(1) 定义温标的固定(基淮)温度点 (2) 确定不同温度范围内的基准温度计
低温段（0.65K-24.556K）用He蒸气或气体温度计； 中高温段（13.8033K-961.78 ℃）用铂电阻温度计； 高温段（961.78℃以上 ）用光电（光学）高温计。
推论：
E A(B t,t0)f(t)f(t0)
若冷端温度t0保持不变，则总热电势只与t有关
E A(B t,t0 )f(t) C (t)
则测得热电势的大小，就可求得热端温度t的数值
几点说明：
热电偶热电势量EAB(t，t0)是温度函数之差，
不是温度差（t－t0）的函数。
EAB(t，t0)＝ －EBA(t，t0)＝－ EAB(t0，t) 热电势符号EAB(t，t0)中，改变符号A与B或t 与t0的顺序，即改变热电势的方向。