双金属温度计工作原理一课件

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1、第二章第二章 生化过程参数检测生化过程参数检测第一节第一节 温度的检测温度的检测温度对生化过程的影响温度对生化过程的影响1温度检测的基础知识温度检测的基础知识2温度检测仪表温度检测仪表3温度变送器温度变送器4第一节第一节 温度的检测温度的检测2-1 2-1 温度检测的基础知识温度检测的基础知识 温度：温度：从宏观上看，温度是表示物体冷热程度的物理量从宏观上看，温度是表示物体冷热程度的物理量 从微观上看，温度标志着物质分子热运动的剧烈程度从微观上看，温度标志着物质分子热运动的剧烈程度 温度是与人类生活息息相关的物理量温度是与人类生活息息相关的物理量 温标：温标：温标衡量温度的标准尺度温标衡量温度

2、的标准尺度,是温度数值化的标尺。是温度数值化的标尺。各种温度计的刻度数值均由温标确定。各种温度计的刻度数值均由温标确定。华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。摄氏温标摄氏温标：1740年瑞典人摄氏(Celsius)提出的，在标准大气压下，把纯水的冰点规定为0度，水的沸点规定为100度。而将汞柱在这两点间等分为100格，每等分格为摄氏1度，标记为。华氏温标华氏温标:1714年德国人华伦海特(Fahrenheit)提出的，在标准大气压下，把冰、水、氯化铵和氯化钠的混合物的熔点定为零度，冰的熔点定为32度，水的沸点定为212度，中间划分180等分

3、，每等分为华氏1度，符号为。5(32)9CF 热力学温标又称开尔文温标，是由开尔文热力学温标又称开尔文温标，是由开尔文(Ketvin)在在1848年提出的，年提出的，符号为符号为T，单位记为，单位记为K，其规定分子运动停止时的温度为绝对零度，其规定分子运动停止时的温度为绝对零度，因此又称绝对温标。因此又称绝对温标。一种不依赖任何测温质一种不依赖任何测温质(当然也就不依赖任何测温质的任何物理性当然也就不依赖任何测温质的任何物理性质质)的绝对真实的绝对温标，以卡诺循环的绝对真实的绝对温标，以卡诺循环(Carnot cycle)的热量作为的热量作为测定温度的工具，即热量起着测温质的作用。测定温度的工

4、具，即热量起着测温质的作用。热力学温标是国际单位制中七个基本物理单位之一。热力学温标是国际单位制中七个基本物理单位之一。热力学温标为了在分度上和摄氏温标相一致，把理想气体压力为热力学温标为了在分度上和摄氏温标相一致，把理想气体压力为零时对应的温度零时对应的温度绝对零度与水的三相点温度分为绝对零度与水的三相点温度分为273.16份，份，每份为每份为1 K(Kelvin)。热力学温标：热力学温标：国际实用温标是一个国际协议性温标，它与热力学温标国际实用温标是一个国际协议性温标，它与热力学温标相接近，而且复现精度高，使用方便。相接近，而且复现精度高，使用方便。1975年第年第15届国际权度大会通过：

5、届国际权度大会通过：IPTS-68 1989年第年第18届国际计量大会通过：届国际计量大会通过：ITS-90 国际温标国际温标 ITS-90 同时定义国际开尔文温度（符号为同时定义国际开尔文温度（符号为 T90）和国际摄氏温度（符号为和国际摄氏温度（符号为 t90）国际实用温标：国际实用温标：ITS-90基本内容为：基本内容为：重申国际实用温标单位仍为K；国际摄氏温度和国际开尔文温度关系为：把整个温标分成4个温区，其相应的标准仪器 如下：第一温区为0.655.0K，用3He和4He蒸汽温度计；第二温区为3.024.5561K，用3He和4He定容气体温度计；第三温区为13.803K961.78

6、，用铂电阻温度计；第四温区961.78以上，用光学或光电高温计；9090273.15tT表表 1 各温标间的换算关系各温标间的换算关系 2-2 温度检测方法温度检测方法 温度不能直接测量，而是借助于物质的某些物理特性温度不能直接测量，而是借助于物质的某些物理特性是温度的函数，通过对某些物理特性变化量的测量间是温度的函数，通过对某些物理特性变化量的测量间接地获得温度值。接地获得温度值。根据温度测量仪表的使用方式，通常可分类为根据温度测量仪表的使用方式，通常可分类为接触法接触法与与非接触法非接触法两大类。两大类。1.接触法接触法u接触式测温方法是使温度敏感元件和被测温度对象相接触接触式测温方法是使

7、温度敏感元件和被测温度对象相接触,当被当被测温度与感温元件达到热平衡时测温度与感温元件达到热平衡时,温度敏感元件与被测温度对象温度敏感元件与被测温度对象的温度相等。如果其中之一为温度计，就可以用它对另一个物体的温度相等。如果其中之一为温度计，就可以用它对另一个物体实现温度测量，这种测温方式称为接触法。实现温度测量，这种测温方式称为接触法。u优点：简单、可靠、测量精度高优点：简单、可靠、测量精度高u缺点：要良好的热接触，滞后，破坏对象温度场，不适高温测量缺点：要良好的热接触，滞后，破坏对象温度场，不适高温测量2.非接触法非接触法u测温元件不与被测物体直接接触，而是利用物体的热辐射能测温元件不与被

8、测物体直接接触，而是利用物体的热辐射能(或亮或亮度度)随温度变化的原理测定物体温度，这种测温方式称为非接触法。随温度变化的原理测定物体温度，这种测温方式称为非接触法。u优点：不改变对象温度场，测温范围广，没有上限，反应快优点：不改变对象温度场，测温范围广，没有上限，反应快u缺点：误差大，易受发射率、距离、烟尘和水气等外界因素影响缺点：误差大，易受发射率、距离、烟尘和水气等外界因素影响接触式与非接触式测温特点比较方方 式式 接接 触触 式式 非非 接接 触触 式式 测量测量 条件条件 感温元件要与被测对象良好接触；感温元件的加入几乎不改变对象的温度；被测温度不超过感温元件能承受的上限温度;被测对

9、象不对感温元件产生腐蚀 需准确知道被测对象表面发射率；被测对象的辐射能充分照射到检测元件上 测量测量 范围范围 特别适合1200以下、热容大、无腐蚀性对象的连续在线测温，对高于l300以上的温度测量较困难 范围可以从超低温到极高温，但1000以下，测量误差大，能测运动物 体和热容小的物体温度 精度精度 工业用表通常为1.0、0.5、0.2及0.1级，实验室用表可达0.01级 通常为1.0、1.5、2.5级 响应响应 速度速度慢，通常为几十秒到几分钟 快，通常为23秒钟 其它其它 特点特点 整个测温系统结构简单、体积小、可靠、维护方便、价格低廉，仪表读数直接反映被测物体实际温度；可方便地组成多路

10、集中测量与控制系统 结构复杂、体积大、调整麻烦、价格昂贵；仪表读数通常只反映被测物体表观温度(需进一步修正)；不易组成测温、控温一体化的温度控制装置 应用热膨胀原理测温应用热膨胀原理测温 应用压力随温度变化的原理测温应用压力随温度变化的原理测温 应用热阻效应测温应用热阻效应测温 应用热电效应测温应用热电效应测温 应用热辐射原理测温应用热辐射原理测温2-3 温度检测原理温度检测原理 膨胀式测温是基于物体受热时产生膨胀的原理，分为液体膨胀式和固体膨胀式两类。膨胀式温度计种类很多，按膨胀基体可分成液体膨胀式玻璃温度计、固体膨胀式双金属温度计。应用热膨胀原理测温应用热膨胀原理测温 玻璃液体温度计简称玻

11、璃温度计，是一种直读式仪表。水银是玻璃温度计最常用的液体，其凝固点为-38.9、测温上限为538。玻璃温度计特点：结构简单，制作容易，价格低廉，测温范围较广，安装使用方便，现场直接读数，一般无需能源，易破损，测温值难自动远传记录。玻璃温度计玻璃温度计的分类：全浸式：测温准确度高，但读刻度困难，使用操作不便。局浸式：读数容易，但测量误差较大，即使采取修正措施其误差比全浸式仍要大好几倍或更多。V形工业玻璃温度计形工业玻璃温度计玻璃温度计 固体长度随温度变化的情况可用下式表示：基于固体受热膨胀原理，测量温度通常是把两片线膨胀系数差异相对很大的金属片叠焊在一起，构成双金属片感温元件当温度变化时，因双金

12、属片的两种不同材料线膨胀系数差异相对很大而产生不同的膨胀和收缩，导致双金属片产生弯曲变形。下图是双金属温度计原理图：10101LLk tt双金属温度计双金属温度计原理图 双金属温度计的感温双金属元件的形状有平面螺旋型和直线螺旋型两大类，其测温范围大致为-80600，精度等级通常为1.5级左右。双金属温度计抗振性好，读数方便，但精度不太高，只能用做一般的工业用仪表。双金属温度计 压力温度计是根据一定质量的液体、气体、蒸汽在体积不变的条件下其压力与温度呈确定函数关系的原理实现其测温功能的。压力温度计的典型结构示意图压力温度计 这类压力温度计其毛细管细而长(规格为1-60m)它的作用主要是传递压力，

13、长度愈长，则使温度计响应愈慢，在长度相等条件下，管愈细，则准确度愈高。压力温度计和玻璃温度计相比，具有强度大、不易破损、读数方便，但准确度较低、耐腐蚀性较差等特点。压力温度计 任何物体，其温度超过绝对零度，都会以电磁波的形式向周围辐射能量。这种电磁波是由物体内部带电粒子在分子和原子内振动产生的，其中与物体本身温度有关传播热能的那部分辐射，称为热辐射。辐射温度计是根据全辐射定律，基于被测物体的辐射热效应进行工作的。辐射温度计的敏感元件，分光电型与热敏型两大类 辐射温度计由辐射敏感元件、光学系统、显示仪表及辅助装置等几大部分组成。辐射式温度计的感温元件通常工作在属于可见光和红外光的波长区域。辐射式

14、温度计的感温元件使用的波长范围为0.3-40m。辐射温度计红外辐射测温仪红外辐射测温仪HY-303光学高温计光学高温计检测方式检测方式仪表名称仪表名称测温原理测温原理测量范围测量范围/精度精度/%特点特点接触式接触式双金属温度计双金属温度计金属热膨胀、变形量金属热膨胀、变形量随温度变化随温度变化-100600一般一般-8060012.5结构简单可靠，读数方便，精度较结构简单可靠，读数方便，精度较低，不能远传低，不能远传压力式温度计压力式温度计气（汽）体、液体在气（汽）体、液体在定容条件下，压力随定容条件下，压力随温度变化温度变化0600一般一般030012.5结构简单可靠，可较远距离传送结构简

15、单可靠，可较远距离传送（50m），精度较低，受环境温），精度较低，受环境温度影响大度影响大玻璃管液体温度计玻璃管液体温度计液体热膨胀、体积随液体热膨胀、体积随温度变化温度变化-200600一般一般-1006000.12.5结构简单，精度高，读数不便，不结构简单，精度高，读数不便，不能传送能传送热电阻热电阻金属或半导体的电阻金属或半导体的电阻值随温度变化值随温度变化-2581200一般一般-2006500.53.0精度高，便于传送；需外加电源精度高，便于传送；需外加电源热电偶热电偶热电效应热电效应-2692800一般一般-20018000.51.0测温范围大，精度高，便于远传，测温范围大，精度高

16、，便于远传，低温精度差低温精度差非接触式非接触式光学高温计光学高温计物体单色辐射强度及物体单色辐射强度及亮度随温度变化亮度随温度变化2003200一般一般60024001.01.5 结构简单，携带方便，不破坏对结构简单，携带方便，不破坏对象温度场；易产生目测误差，外界象温度场；易产生目测误差，外界反射、辐射会引起检测误差反射、辐射会引起检测误差辐射高温计辐射高温计物体辐射随温度变化物体辐射随温度变化1003200一般一般70020001.5结构简单，稳定性好，光路上环境结构简单，稳定性好，光路上环境介质吸收辐射，易产生检测误差介质吸收辐射，易产生检测误差表表2 常用测温仪表的分类及性能常用测温

17、仪表的分类及性能温度对生化过程的影响温度对生化过程的影响1温度检测的基础知识温度检测的基础知识2温度检测仪表温度检测仪表3温度变送器温度变送器4第一节第一节 温度的检测温度的检测两种不同的导体或半导体A和B组合成如图所示闭合回路，若导体A和B的连接处温度不同（设TT0），则在此闭合回路中就有电流产生，也就是说回路中有电动势存在，这种现象叫做热电效应热电效应。回路中所产生的电动势，叫热电势。这种现象早在1821年首先由西拜克（Seeback）发现,所以又称西拜克效应。3-1热电偶温度计接触电势温差电势热电偶原理图TT0AB热端冷端1.接触电势接触电势原理图+ABTeAB(T)-BAABNNekT

18、Teln)(eAB(T)导体A、B结点在温度T 时形成的接触电动势；e单位电荷，e=1.610-19C；k波尔兹曼常数，k=1.3810-23 J/K；NA、NB 导体A、B在温度为T 时的电子密度。接触电势的大小与温度高低及导体中的电子密度有关。接触电势的大小与温度高低及导体中的电子密度有关。eA(T，T0)导体A两端温度为T、T0时形成的温差电动势；T，T0高低端的绝对温度；A汤姆逊系数，表示导体A两端的温度差为1时所产生的温差电动势，例如在0时，铜的=2V/。2.温差电势dTTTeTTAA0),(0AeA(T,To)ToT温差电势原理图3.回路总电势T0TeAB(T)eAB(T0)eA(

19、T,T0)eB(T,T0)AB),(),()()(),(0000TTeTTeTeTeTTEBAABABABdTTTBA0)(BTATNNekTln00ln0BTATNNekT由于NA、NB是温度的单值函数，如果如果T0=const.则：则：EAB(T,T0)=EAB(T)-EAB(T0)=f(T)-C=g(T)热电偶回路热电势只与组成热电偶的材料及两端温度有关；与热热电偶回路热电势只与组成热电偶的材料及两端温度有关；与热电偶的长度、粗细无关。电偶的长度、粗细无关。（均质回路定律或均质导体定律）均质回路定律或均质导体定律）只有用不同性质的导体只有用不同性质的导体(或半导体或半导体)才能组合成热电

20、偶；相同材料不才能组合成热电偶；相同材料不会产生热电势，因为当会产生热电势，因为当A、B两种导体是同一种材料时，两种导体是同一种材料时，ln(NA/NB)=0，也即，也即EAB(T，T0)=0。只有当热电偶两端温度不同只有当热电偶两端温度不同,热电偶的两导体材料不同时才能有热热电偶的两导体材料不同时才能有热电势产生。电势产生。导体材料确定后，热电势的大小只与热电偶两端的温度有关。如导体材料确定后，热电势的大小只与热电偶两端的温度有关。如果使果使EAB(T0)=常数，则回路热电势常数，则回路热电势EAB(T，T0)就只与温度就只与温度T有关，有关，而且是而且是T的单值函数，这就是利用热电偶测温的

21、原理。的单值函数，这就是利用热电偶测温的原理。不同电极材料制成的热电偶在相同温度下产生的热电势是不同的不同电极材料制成的热电偶在相同温度下产生的热电势是不同的从上述公式得出结论：从上述公式得出结论：均质回路定律或均质导体定律均质回路定律或均质导体定律中间导体定律中间导体定律中间温度定律中间温度定律热电偶的基本定律：热电偶的基本定律：将第三种材料C接入由A、B组成的热电偶回路，如图，则图a中的A、C接点2与C、A的接点3，均处于相同温度T0之中，此回路的总电势不变，即同理，图b中C、A接点2与C、B的接点3，同处于温度T0之中，此回路的电势也为：EAB（T1,T2）=EAB（T1）-EAB（T2

22、）EAB(T1,T2)=EAB(T1)-EAB（T2）T2T1AaBC23EABaAT023ABEABT1T2 CT0(a)(b)T0T0第三种材料接入热电偶回路图中间导体定律ET0T0TET0T1T1T电位计接入热电偶回路根据上述原理，可以在热电偶回路中接入电位计E，只要保证电位计与连接热电偶处的接点温度相等，就不会影响回路中原来的热电势，接入的方式见下图所示。中间温度定律 如果不同的两种导体材料组成热电偶回路,其接点温度分别为T1、T2(如图所示)时,则其热电势为EAB(T1,T2)；当接点温度为T2、T3时，其热电势为EAB(T2,T3)；当接点温度为T1、T3时，其热电势为EAB(T1

23、,T3)，其值为两者的代数和，不受中间温度T2变化的影响，即：BBA T2 T1 T3 AAB EAB（T1,T3）=EAB（T1,T2）+EAB（T2,T3）冷端处理及补偿 热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差，为保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须使冷端温度保持恒定；热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0为依据，否则会产生误差。冰点槽法 计算修正法(热电势修正法)机械零点调整法 电桥补偿法 补偿导线法1.冰点槽法冰点槽法仪表mVABABTCC铜导线试管补偿导线热电偶冰点槽冰水溶液T0 把热电偶的参比端（冷端）置于冰水混合物容器里，使把热电偶的参比端（冷端）置于冰水混合物容器里，使

24、T0=0。这种办法仅限于科学实验中使用。为了避免冰水导。这种办法仅限于科学实验中使用。为了避免冰水导电引起两个连接点短路，必须把连接点分别置于两个玻璃试电引起两个连接点短路，必须把连接点分别置于两个玻璃试管里，浸入同一冰点槽，使相互绝缘。管里，浸入同一冰点槽，使相互绝缘。由于热电偶的热电动势与温度的关系曲线（即刻度特性或由于热电偶的热电动势与温度的关系曲线（即刻度特性或分度表）是参考端保持在分度表）是参考端保持在T0=0时获得的，当参考端温度时获得的，当参考端温度Tn0时，时，热电偶的输出热电动势将不等于热电偶的输出热电动势将不等于EAB（T，T0），），而等于而等于EAB（T，Tn），如图）

25、，如图9-3所示。所示。如不加以修正，则所得如不加以修正，则所得的温度值必然小于实际值。为求得真实温度，的温度值必然小于实际值。为求得真实温度，则根据热电偶中则根据热电偶中间温度定律：间温度定律：EAB（T，T0）=EAB（T，Tn）+EAB（Tn，T0）将测得的电动势的将测得的电动势的EAB（T，Tn）加上一个修正电动势）加上一个修正电动势EAB（Tn，T0）算出）算出EAB（T，T0）再查分度表，方得实测温度值。）再查分度表，方得实测温度值。EAB（Tn，T0）可从分度表查出。）可从分度表查出。2.计算修正法计算修正法例 5-3:不能把985加上30，认为T=1015。3.机械零点调整法机

26、械零点调整法 实质：在测量结果中人为地加一个恒定值，因为冷端温度稳定不变，电动势EAB(TH,0)是常数，利用指示仪表上调整零点的办法，加大某个适当的值而实现补偿。特点：比较简单，较长使用。对热电势与温度线性关系较好的热电偶(K,E)误差小，非线性大误差大。应用领域：如果冷端不是0，但十分稳定(如恒温车间或有空调的场所)。4.电桥补偿法电桥补偿法 利用不平衡电桥产生的电动势补偿热电偶参考端因温度变化而产生的热电势，称为电桥补偿法。不平衡电桥由R1、R2、R3(锰铜丝绕制)、RCu(铜丝绕制)四个桥臂和桥路电源组成。设计时，在0下使电桥平衡(R1=R2=R3=RCu)，此时Uab=0，电桥对仪表

27、读数无影响。冷端补偿器的作用注意：桥臂RCu必须和热电偶的冷端靠近，使处于同一温度之下。mVEAB(T,T0)T0T0TAB+-abUUabRCuR1R2R3R注意：不同材质的热电偶所配的冷端补偿器，其中的限流电阻R不一样，互换时必须重新调整。由图可知电路的输出电压为U=E（T，T0）+Uab，RCu和参考端感受相同的温度，当环境温度发生变化时，引起RCu值的变化，使电桥产生的不平衡电压Uab的大小和极性随着环境温度而变化，达到自动补偿的目的。国产冷端补偿器的电桥一般是在20时调平衡的，因此20时无补偿，必须进行修正或将仪表的机械零点调到20处。当环境温度高于20时，热电偶输出的热电动势减小，

28、RCu增大，电桥输出电压左正右负；低于20时，RCu减小，电桥输出电压左负右正。设计好电桥参数，可在050范围内实现补偿。表表2 常用国产冷端补偿器常用国产冷端补偿器 当在原来热电偶回路中分别引入与导体材料A、B同样热电特性的材料C、D(如图)即引入所谓补偿导线时，则回路总电动势为：ABT1T2T2CDT0T0热电偶补偿导线接线图EE=EAB(T1,T2)+ECD(T2,T0)E=EAB(T1,T0)EAB(T2,T0)=ECD(T2,T0)只要T1、T0不变，接入C、D后不管接点温度T2如何变化，都不影响总热电势。这便是引入补偿导线原理。5.补偿导线法补偿导线法 实质：采用补偿导线将热电偶延

29、伸到温度恒定或温度波动较小实质：采用补偿导线将热电偶延伸到温度恒定或温度波动较小处。即相当于把冷端从温度为处。即相当于把冷端从温度为t1处延伸到温度为处延伸到温度为 t0的控制室或的控制室或恒温处。恒温处。原理：中间温度定律和中间导体定律。原理：中间温度定律和中间导体定律。要求：在温度要求：在温度0200 范围内，其热电特性与热电偶近似相范围内，其热电特性与热电偶近似相 同，且是廉价金属同，且是廉价金属 注意：注意：两个接点温度不能超过规定温度两个接点温度不能超过规定温度 各种补偿导线只能与相应型号的热电偶匹配使用各种补偿导线只能与相应型号的热电偶匹配使用 两个接点温度应当相同两个接点温度应当

30、相同 正负极不能接反正负极不能接反 需要修正需要修正(1)能应用于较宽的温度范围，物理性质稳定，在测温范围内，能应用于较宽的温度范围，物理性质稳定，在测温范围内，热电特性不随时间变化；热电特性不随时间变化；(2)化学性质稳定，不易被氧化、还原和腐蚀；化学性质稳定，不易被氧化、还原和腐蚀；(3)组成的热电偶产生的热电势率大，以得到较高的灵敏度，热组成的热电偶产生的热电势率大，以得到较高的灵敏度，热电势与被测温度成线性或近似线性关系；电势与被测温度成线性或近似线性关系；(4)有高导电率和低电阻温度系数。这样，热电偶的内阻随温度有高导电率和低电阻温度系数。这样，热电偶的内阻随温度变化就小；变化就小；

31、(5)具有较好的工艺性能，便于成批生产。复制性好，即同样材具有较好的工艺性能，便于成批生产。复制性好，即同样材料制成的热电偶，它们的热电特性基本相同；便于采用统一料制成的热电偶，它们的热电特性基本相同；便于采用统一的分度表。的分度表。(6)材料来源丰富，价格便宜。材料来源丰富，价格便宜。热电偶的材料要求：热电偶的材料要求：热电偶的种类：热电偶的种类：（1）标准化热电偶标准化热电偶 廉金属热电偶廉金属热电偶 1）T型（铜康铜）热电偶型（铜康铜）热电偶 2）K型（镍铬镍铝或镍硅）热电偶型（镍铬镍铝或镍硅）热电偶 3）E型（镍铬康铜）热电偶型（镍铬康铜）热电偶 4）J型（铁康铜）热电偶型（铁康铜）热

32、电偶 贵金属热电偶贵金属热电偶 1）S型（铂铑型（铂铑10铂）热电偶铂）热电偶 2）R型（铂铑型（铂铑13铂）热电偶铂）热电偶 3）B型（铂铑型（铂铑30铂铑铂铑6）热电偶）热电偶（2）非标准化热电偶非标准化热电偶 1）钨铼系热电偶）钨铼系热电偶 2）钨铱系热电偶）钨铱系热电偶 3）其他非标准化热电偶）其他非标准化热电偶热电偶的结构：热电偶的结构：普通工业热电偶普通工业热电偶特点特点：测量端热容量小，动态响应快，机械强度高，挠性好，耐高：测量端热容量小，动态响应快，机械强度高，挠性好，耐高压，耐振动，寿命长，适用各种工业测量。压，耐振动，寿命长，适用各种工业测量。铠装热电偶铠装热电偶表面温度热

33、电偶表面温度热电偶表面温度热电偶表面温度热电偶3-2热电阻温度计测温原理：测温原理：热电阻热效应：导体或半导体的阻值随温度的升高而增加或减少。热电阻热效应：导体或半导体的阻值随温度的升高而增加或减少。实践证明，大多数金属在温度每升高实践证明，大多数金属在温度每升高1其电阻值要增加其电阻值要增加0.4%-0.6%，将这一变化通过测量电路转换成电压信号，然后送至显示仪表以，将这一变化通过测量电路转换成电压信号，然后送至显示仪表以指示被测温度。指示被测温度。材料要求：材料要求：（1）电阻温度系数的范围甚宽）电阻温度系数的范围甚宽 （2）材料加工容易、性能好）材料加工容易、性能好 （3）阻值在）阻值在

34、110M之间可供自由选择之间可供自由选择 （4）稳定性好）稳定性好 （5）原料资源丰富，价格低廉）原料资源丰富，价格低廉铂 铜铁 镍 优点：优点：信号灵敏度高、易于连续测量、可以远传、无需参比温度；稳定性高、互换性好、准确度高，可以用作基准仪表。缺点：缺点：需要电源、自热现象以及测量温度不能太高。金属热电阻与热电偶的比较金属热电阻与热电偶的比较金属热电阻优缺点：金属热电阻优缺点：同样温度下输出信号大，容易测量；热电阻必须借助外加电源，而热电偶直接测量。但热电偶需要冷端温度补偿，热电阻不需要，是用电桥平衡原理自动消除导线电阻等影响。热电阻的感温体结构复杂、体积较大，热惯性大，不适合测量体积狭小和

35、温度变化快的温度，抗冲击和振动性能较差。热电阻的结构形式热电阻的结构形式 主要由感温体、保护套管和接线盒等部分组成 1热电阻丝；热电阻丝；2电阻体支架；电阻体支架；3引线；引线；4绝缘瓷管；绝缘瓷管；5保护套管；保护套管；6连接法兰；连接法兰；7接线盒；接线盒；8引线孔。引线孔。正温度系数热敏电阻器（PTC）负温度系数热敏电阻器（NTC）突变型负温度系数热敏电阻器（CTR）热敏电阻的分类热敏电阻的分类 热敏电阻材料的分类（热敏电阻材料的分类（1）大分类小分类代表例子NTC单晶金刚石、Ge、Si金刚石热敏电阻多晶迁移金属氧化物复合烧结体、无缺陷形金属氧化烧结体多结晶单体、固溶体形多结晶氧化物Si

36、C系Mn、Co、Ni、Cu、Al氧化物烧结体、ZrY氧化物烧结体、还原性TiO3、Ge、SiBa、Co、Ni氧化物溅射SiC薄膜玻璃Ge、Fe、V等氧化物硫硒碲化合物玻璃V、P、Ba氧化物、Fe、Ba、Cu氧化物、Ge、Na、K氧化物、（A s2S e3）0.8、（Sb2SeI）0.2有机物芳香族化合物聚酰亚釉表面活性添加剂液体电解质溶液熔融硫硒碲化合物水玻璃As、Se、Ge系热敏电阻材料的分类（热敏电阻材料的分类（2）PTC无机物BaTiO3系Zn、Ti、Ni氧化物系Si系、硫硒碲化合物（Ba、Sr、Pb）TiO3烧结体有机物石墨系有机物石墨、塑料石腊、聚乙烯、石墨液体三乙烯醇混合物三乙烯醇

37、、水、NaClCTR V、Ti氧化物系、Ag2S、（AgCu）、（ZnCdHg）BaTiO3单晶V、P、（BaSr）氧化物Ag2SCuS大分类小分类代表例子常用热电阻常用热电阻铂热电阻铂热电阻 统一型号为统一型号为WZP 其物理、化学性能非常稳定，其物理、化学性能非常稳定，长期复现性最好，长期复现性最好，测量精度高。测量精度高。用作标准电阻温度计用作标准电阻温度计 易受还原性介质污染，因此使用时应装在保护套管中。易受还原性介质污染，因此使用时应装在保护套管中。铜热电阻铜热电阻 统一型号为统一型号为WZC 优点：价格便宜、纯度高、优点：价格便宜、纯度高、复制性好，电阻温度系数大复制性好，电阻温度

38、系数大，线性好，线性好，灵敏高灵敏高 缺点：电阻率较低，容易氧化，为此只能用在较低温度和没有水份缺点：电阻率较低，容易氧化，为此只能用在较低温度和没有水份及腐蚀性的介质中。及腐蚀性的介质中。目前国标规定的铜热电阻有目前国标规定的铜热电阻有Cu50和和Cu100两种两种 实际中，热电阻远离显示仪表，为克服因环境温度变化而引起的连接导线电阻的变化产生的误差，热电阻接入电桥的方式上通常采用三线制，如图所示：热电阻的引线形式热电阻的引线形式温度对生化过程的影响温度对生化过程的影响1温度检测的基础知识温度检测的基础知识2温度检测仪表温度检测仪表3温度变送器温度变送器4第一节第一节 温度的检测温度的检测3-3 温度变送器 热电偶、热电阻都只是温度检测的一次元件，将温度信号转换电势或电阻信号。为了进行温度的显示与控制，必须将这些信号进一步的转换，然后送至其他显示单位或控制单元，这就需要有温度变送器。温度变送器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。电动温度变送器；一体化温度变送器；智能式温度变送器小结 温度和温标 温度检测的基本原理 热电偶温度计 测温原理；基本定律；冷端补偿；基本结构；常用类型 热电阻温度计 测温原理；基本结构；常用类型 温度变送器 概念；作用；类型作 业 什么是温标，有哪几种类型？课后习题1、6、9本节结束！