金属切削温度测量方法的研究

车削时切削温度的测量

车削时切削温度的测量 一、实验目的及要求 1、掌握用自然热电偶法测量切削区平均温度的方法。 2、研究车削时，切削热和切削温度的变化规律及切削用理（包括切削速度、走刀量f、切削深度ap）对切削θ的影响。 3、用正交试验设计，确定在切削用量的三个因素中，影响切削温度的主次因素。 二、实验内容 用高速钢车刀和45#钢工件组成的热电偶，以正交试验计法实验切削温度的变化规律。 三、实验设备及用具 1、设备：CA6140型变通车床。 2、仪器：VJ37型直流电位差计（或毫伏表）。 3、刀具：高速钢外圆车刀。 4、工件：45#钢。 四、自然热电偶法测量温度的基本原理和方法 用热电偶测量温度的基本原理是：当两种化学成份不同的金属材料，组成闭合同路时，如果在这两种金属的两个接点上存在温度差（通常温度高的一端称为热端，温度低的一端称为冷端）。在电路上就产生热电势，实验证明，在一定的温度范围内，该热电热与温度具有某种线性关系。 热电偶的特性是： （1）任何两种不同金属都可配制成热电偶。 （2）任何两种均质导体组成的热电偶，其电动热的大小仅与热电极的材料和两接点的温度T、To有关，而与热电偶的几何形状及尺寸无关。 （3）当热电偶冷端温度保持一定，即To=C时，热电势仅是热端温度T的单值数，E= （t），这样，热电偶测量端的温度与热电势建立了——对应关系。 用自然热电偶法测量切削温度时，是利用刀具与工件化学成份的不同而组成热电偶的两级，如图（一）所示。（刀具和工件均与机床绝缘，以消除寄生热电偶的两极的影响），切削时，工件与刀具接触区的温度升后，就形成了热电偶的热端，而工件通过同材料的细棒或切屑再与导体连接形成一冷端，刀具由导线引出形成另一冷端，如在冷端处接入电位差计，即可测得热电势的大小，通过热电热——温度的换算从而反映出刀具与工件接触处的平均温度。 为了将测得的切削温度毫伏值换算成温度值，必须事先对实验用的自然热电

温度常用测量方法及原理

温度常用测量方法及原理 （1）压力式测温系统是最早应用于生产过程温度测量方法之一，是就地显示、控制温度应用十分广泛的测量方法。带电接点的压力式测温系统常作为电路接点开关用于温度就地位式控制。 压力式测温系统适用于对铜或铜合金不起腐蚀作用场合，优点是结构简单，机械强度高，不怕振动；不需外部电源；价格低。缺点是测温范围有限制（-80~400℃）；热损失大，响应时间较慢；仪表密封系统（温包，毛细管，弹簧管）损坏难以修理，必须更换；测量精度受环境温度及温包安置位置影响较大；毛细管传送距离有限制。 （2）热电阻热电阻测量精度高，可用作标准仪器，广泛用于生产过程各种介质的温度测量。优点是测量精度高；再现性好；与热电偶测量相比它不需要冷点温度补偿及补偿导线。缺点是需外接电源；热惯性大；不能使用在有机械振动场合。 铠装热电阻将温度检测元件、绝缘材料、导线三者封焊在一根金属管内，它的外径可以做得很小，具有良好的力学性能，不怕振动。同时，它具有响应快，时间常数小的优点。铠装热电阻可制成缆状形式，具有可挠性，任意弯曲，适应各种复杂结构场合中的温度测量。 （3）双金属温度计双金属温度计也是用途十分广泛的就地温度计。优点是结构简单，价格低；维护方便；比玻璃温度计坚固、耐振、耐冲击；示值连续。缺点是测量精度较低。 （4）热电偶热电偶在工业测温中占了很大比重。生产过程远距离测温大多使用热电偶。优点是体积小，安装方便；信号远传可作显示、控制用；与压力式温度计相比，响应速度快；测温范围宽；测量精度较高；再现性好；校验容易；价

低。缺点是热电势与温度之间是非线性关系；精度比电阻低；在同样条件下，热电偶接点易老化。 （5）光学高温计光学高温计结构简单、轻巧、使用方便，常用于金属冶炼、玻璃熔融、热处理等工艺过程中，实施非接触式温度测量。缺点是测量靠人眼比较，容易引入主观误差；价格较高。 （6）辐射高温计辐射高温计主要用于热电偶无法测量的超高温场合。优点是高温测量；响应速度快；非接触式测量；价格适中。缺点是非线性刻度；被测对象的辐射率、辐射通道中间介质的吸收率会对测量造成影响；结构复杂。（7）红外测温仪（便携式）特点是非接触测温；测温范围宽（600~1800℃ /900~2500℃）；精度高示值的1%+1℃；性能稳定；响应时间快（0.7s）；工作距离大于0.5m。

温度测量方法

温度测量方法 温度是度量物体热平衡条件下冷热程度的物理量，它反映了物体内部微粒无规则运动的平均动能，是国际单位制中的7个基本物理量之一。由于在很多情况下，不能直接测量，故是种特殊量。自然界中，很多物质的物理属性以及众多的物理效应均与温度有关，因此人们利用他们随温度的变化规律来间接测量温度。 根据感温元件与被测介质接触与否，温度测量方法可分为：接触式和非接触式。接触式测温方法是通过传导、对流和辐射等传热方式感受被测介质的温度。此方法虽然简单、方便，但其间的热阻及感温元件的热惯性都会影响测温的迅速、准确。非接触式测温法的感温元件不与被测物体相接处，目前最常用的是辐射法，它直接利用被测对象的辐射能与温度的对应关系来测量其温度。与接触式测温方法相比，非接触式测温法具有如下优点：1、动态响应快。2、适合特殊场合。3、测温范围理论上无上限，其下线也随技术发展在向中低温扩展。由于非接触式测温法必须获得被测量对象的热辐射强度，因此存在以下缺点：1、受中间介质影响大。2、接收到的辐射能常常不能直接得出被测对象的实际温度，需要进行修正。 对应于两种测温方法，测温仪器亦分为接触式和非接触式两大类： 接触式仪器又可分为：膨胀式温度计(包括液体和固体膨胀式温度计、压力式温度计)、电阻式温度计(包括金属热电阻温度计和半导体热敏电阻温度计)、热电式温度计(包括热电偶和P-N结温度计)以及其它原理的温度计。 非接触式温度计又可分为辐射温度计、亮度温度计和比色温度计，由于它们都是以光辐射为基础，故也按统称为辐射温度计。 热电偶测温的应用原理 热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。 ③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。 1、热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B 的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 2、热电偶的种类及结构形成 （1）热电偶的种类 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶 我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 (2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： ①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； ②两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； ③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； ④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

实验二采用红外热像仪的切削温度测量

实验二采用红外热像仪的切削温度测量 一、实验概述 切削过程中，会产生一系列物理现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等。对切削加工过程中的切削力、切削温度进行实时测量，是研究切削机理的基本实验手段和主要研究方法。通过对实测的切削温度进行分析处理，可以推断切削过程中的切削变形、刀具磨损、工件表面质量的变化机理。在此基础上，可进一步为切削用量优化，提高零件加工精度等提供实验数据支持。 本实验是使用红外热像仪进行切削温度的非接触测量，研究切削用量对于切削温度的影响。通过本实验可使同学们熟悉制造技术工程中的基础实验技术和方法，了解用先进的仪器设备研究传统切削加工的方法。 二、实验目的 1、学习及掌握红外热像仪测量切削温度的方法,了解红外成像测温原理 2、研究υc、f对切削温度的影响. 三、实验仪器设备 1、CA6140车床 2、Flir A315 红外热像仪 3、刀具：YT15,角度：γ o = α o = κr= λs= 。 4、试件：45钢棒料 说明：刀具参数、车床和工件由各班学委负责准备或负责，红外热像仪的操作由胡玉琴同学负责。 四、实验原理 红外热像仪的基本工作原理是利用了斯蒂芬—波尔兹曼定律,即 E =εσT4（1） 式中 E ———物体辐射单元单位面积的辐射能量(W/ m2) ε———物体辐射单元表面辐射率(取决于物体表面性质) σ———斯蒂芬—波尔兹曼常数(σ = 5.76 ×10 - 8W/ m2·K4) T ———物体辐射单元的表面温度(K) 切削时,红外热像仪通过光机扫描机构探测工件(或刀具) 表面辐射单元的

辐射能量,并将每个辐射单元的辐射能量转换为电子视频信号,通过对信号进行处理,以可见图像的形式进行显示,显示的热像图代表被测表面的二维辐射能量场,若辐射单元的表面辐射率已知,则可通过斯蒂芬—波尔兹曼定律求出辐射单元表面的温度分布场及动态变化。虽然红外热像仪所测温度为相对温度,滞后于实际切削温度,但根据传热反求算法可准确求得切削过程中工件(或刀具) 的温度变化规律及动态分布。红外热像仪测温法具有直观、简便、可远距离非接触监测等优点,在恶劣环境下测量物体表面温度时具有较大优越性。 图1 红外热像仪组成结构原理图 注意：红外热像仪属于高值、精密、易损设备，未经允许，不能搬动或触摸。 五、实验方法与步骤 1．熟悉要使用的红外热像仪及其在线测量软件（Monitor；Tools；SDK），机床操作手柄及安全注意事项，安装试件，安放好红外热像仪及电脑设备，请辅导教师检查。 2．试验走刀量 f 对切削温度的影响 固定a p，V改变f，切削，记录保存瞬时的温度分布图和温度随时间的变化曲线。3．试验切削速度对切削温度的影响 固定a p，f 改变V 切削，记录保存瞬时的温度分布图和温度随时间的变化曲线。 六、实验报告要求 1、自行设计切削温度测量的单因素实验表格（预习完成），认真总结红外热像仪测温原理和方法。 2、对获得的温度分布图和变化曲线数据进行整理分析，并与教材上的经验公式计算结果进行比较分析。图线要贴在实验报告上。

表面温度测量方法

表面温度测量方法 表面热电偶在结构上坚固得多，并且不受因安装材料或方法所引起的应变的影响。它们具有设计简单的固有特点，从而使成本较低。所有热电偶表面传感器都具有能够在与表面热电阻传感器相比高出很多的温度下正常工作以及响应更加快速的特定。但是，热电偶传感器生成的电压信号较低，可能需要进行附加放大，这在电气噪声很高的环境中是一个缺点。 与表面热电偶传感器不同，表面热电阻传感器不需要参考点、冰浴或温度补偿电路。这些传感器具有非常低的热质量，因此可提供真实的表面温度测量值以及快到50ms的响应时间。铂传感器被公认为是一种精密温度测量传感器，它可在-190℃～660℃温度范围来定义国际温标（ITS-90）。将铂温度计选择作为首要标准的主要原因是，它的电阻温度参数具有优异的稳定性和重复性。表面热电阻的信号输出大小是热电偶输出的50～200倍。这意味着温度测量常常可使用标准仪表来进行。 TOBTO拓必拓TM-1300A微型测温笔主要用于物体表面温度的精确测量。 TOBTO拓必拓TM-1300A微型测温笔特点： 1、LCD4位数字液晶显示 2、采用集成电路稳定可靠 3、使用充电锂电池，使用周期长

TOBTO拓必拓TM-1300A微型测温笔技术指标： 1、分辨率：1℃；单位：℃ 2、精度：±(2%+1℃) 3、测量范围：TP─01-20℃──300℃ 比例系数：12:1； 4、测量环境：0℃──50℃相对湿度≤80%RH； 5、保存环境：-30℃──60℃相对湿度≤75%RH； 6、电池连续使用寿命720小时。 TOBTO拓必拓TM-1300A微型测温笔使用方法： 1、按开关键开机，红外对准要测量的设备，再按“M”执行键开始 测量，仪器显示采集到的数值后测量完成。 2、手动开/关机。

实验三-切削温度实验

实验三切削温度实验 一、实验目的和要求 1.了解车削时自然热电偶的构成以及采用自然热电偶进行切削温度实验的原理和 方法； 2.掌握自然热电偶现场快速标定的原理和方法，并获得其标定公式； 3.进行切削温度单因素实验或正交实验，了解切削用量对切削温度的影响规律，获 得切削温度的实验公式； 4.认知计算机辅助实验硬、软件的系统构成，并熟悉自然热电偶标定与切削温度实 验软件的具体操作。 二、实验原理与测量方法 1. 切削温度实验与标定系统的组成 切削温度实验系统由切削系统、切削温度实验仪器和计算机系统三大部分组成（图1、图3）。切削系统包括组成自然热电偶的工件（切屑）和硬质合金刀片，以及水银集电器、专用测温车刀等。切削温度实验仪器包括室温采集与数显板、三路高精度高倍率线性放大板以及为自然热电偶快速标定提供加热电源与控制的元器件等。计算机系统包含12位A/D板、计算机主机及其外设。此外，本系统还设置了自然热电偶标定附件。 系统使用接插线缆连接： 1)切削系统?切削温度实验仪器； 2)标定电源连接； 3)切削温度实验仪器?计算机系统之间有 两组扁平线接插件。 4)仪器电源线与普通的计算机电源线相同。 5)切削温度实验仪器接地螺钉位于其背面 的钢板上，请务必将切削温度实验仪器用 电线连接到符合标准的地线上！ 图1 自然热电偶测温系统框图

图2 在车床上的切削温度实验系统全貌 2. 切削温度的测量方法 在切削过程中，硬质合金刀片和工件（切屑）组成了自然热电偶，切削温度实验就是将这个自然热电偶作为传感器来测量切屑温度的。切削时，自然热电偶产生的是温差热电势和温差热电流，“刀-屑”及“刀-工”接触区的高温端温度与硬质合金刀片另一端的冷端温度之差相当显著，所以，产生的热电势可以测量得到。硬质合金刀片作为自然热电偶的一个热电极，工件和切屑作为另一极。再将工件和切屑组成的这一极分成两部分，前者包括被切削加工的工件和与其紧密相连的一段切屑，后者就是一段切屑，这两段切屑端部的电压就是实验的检测对象——自然热电偶的热电势值。由于工件和切屑组成的热电极的前一部分是随着机床主轴旋转的，为将旋转着的切屑的热电势引导出来，便于检测，实验采用了水银集电器。 需要特别关注的是绝缘问题，在这里，由于棒状工件采用了尾顶尖，必须在尾顶尖莫氏锥面和车床尾座主轴莫氏锥孔之间进行绝缘处理，常用的方法是在尾顶尖莫氏锥面上涂塑或贴上一层塑料薄膜。当然，硬质合金车刀刀体与四方刀架之间（上、下两面），也需要垫上绝缘垫片。

温度和风速测量方法总结

第一章风速测量1.1风速测量 风是空气流动时产生的一种自然现象。空气流动有上下流动和左右流动，上下流动为垂直运动，也叫对流；左右流动为水平运动，也就是风。风是一个矢量，用风向和风速表示。地面风指离地平面10─12米高的风。风向指风吹来的方向，一般用16个方位或360°表示。以360°表示时，由北起按顺时针方向度量。风速指单位时间内空气的水平位移，常以米/秒、公里/小时、海里/小时表示。 1.2 风杯风速计 风杯风速计是最常见的一种风速计。转杯式风速计最早由英国鲁宾孙发明，当时是四杯，后来改用三杯。它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。转速可以用电触点、测速发电机或光电计数器等记录。 图1.1 风杯风速计 1.3 叶轮风速仪 风速计的叶轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号，先经过一个临近感应开头，对叶轮的转动进行“计数” 并产生一个脉冲系列，再经检测仪转换处理，即可得到转速值。 法国KIKO叶轮风速仪工作原理如图1.2所示。叶轮的轴杆启动内含八个电磁极的原型磁铁，置于磁铁旁的双霍尔传感器感测到侧场中电磁极的转变信号。传感器的信号转换为电子频率且和风速成正比，并感测旋转方向。 图1.2 KIMO原理 1.4 热线风速计 一根被电流加热的金属丝，流动的空气使它散热，利用散热速率和风速的平方根成线性关系，再通过电子线路线性化（以便于刻度和读数），即可制成热线风速计。

金属丝通常用铂、铑、钨等熔点高、延展性好的金属制成。常用的丝直径为5μm，长为2 mm；最小的探头直径仅1μm，长为0.2 mm。根据不同的用途，热线探头还做成双丝、三丝、斜丝及V形、X形等。为了增加强度，有时用金属膜代替金属丝，通常在一热绝缘的基体上喷镀一层薄金属膜，称为热膜探头。热线探头在使用前必须进行校准。静态校准是在专门的标准风洞里进行的，测量流速与输出电压之间的关系并画成标准曲线；动态校准是在已知的脉动流场中进行的，或在风速仪加热电路中加上一脉动电信号，校验热线风速仪的频率响应，若频率响应不佳可用相应的补偿线路加以改善。 0至100m/s的流速测量范围可以分为三个区段：低速：0至5m/s；中速：5至40m/s；高速：40至100m/s。热线风速计用于0至5m/s的精确测量，使用温度约为±70℃。 当在湍流中使用热线风速计时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，从而会影响到测量结果的准确性。在湍流中测量时，热敏式风速仪流速传感器的示值往往高于转轮式风速计。因此，风速仪测量过程应尽量在通道的直线部分进行。直线部分的起点应至少在测量点前10×D（D=管道直径，单位为CM）外；终点至少在测量点后4×D处。流体截面应不得有遮挡（棱角，重悬，物等）。 图1.3 热线风速计 1.4.1 恒流式热线风速计 通过热线的电流保持不变，温度变化时，热线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速。利用风速探头进行测量。风速探头为一敏感部件。当有一恒定电流通过其加热线圈时，探头内的温度升高并于静止空气中达到一定值。此时，其内测量元件热电偶产生相应的热电势，并被传送到测量指示系统，此热电势与电路中产生的基准反电势相互抵消，使输出信号为零，风速仪指针也能相应指于零点或显示零值。若风速探头端部的热敏感部件暴露于外部空气流中时，由于进行热交换，此时将引起热电偶热电势变化，并与基准反电势比较后产生微弱差值信号，此信号被测量仪表系统放大并推动电表指针 变化从而指示当前风速或经过单片机处理后通过显示屏显示当前风速数值。 1.4.2 恒温式热线风速计 风速仪热线的温度保持不变，给风速敏感元件电流可调，在不同风速下使处于不同热平衡状态的风速敏感元件的工作温度基本维持不便，即阻值基本恒定，该敏感元件所消耗的功率为风速的函数。 恒温风速仪则是利用反馈电路使风速敏感元件的温度和电阻保持恒定。当风速变化时热敏感元件温度发生变化，电阻也随之变化，从而造成热敏感元件两端电压发生变化，此时反馈电路发挥作用，使流过热敏感元件的电流发生相应的变化，而使系统恢复平衡。

切削温度测量方法概述..

热工测量仪表作业 切削温度测量方法概述Summary of Cutting Temperature Measurement Methods 作者姓名：王韬 专业：冶金工程 学号：20101360 指导老师：张华 东北大学 Northeastern university 2013年6月

切削温度测量方法概述 王韬 东北大学 摘要：高速切削加工现已成为当代先进制造技术的重要组成部分,切削热与切削温度是高速切削技术研究的重要内容。本文根据国内外高速切削温度测量方法的研究现状，对目前常用的切削温度测量方法进行了分类和比较，主要包括接触式测温、非接触式测温和其他测量方法三种，详细介绍了热电偶法、光辐射法、热辐射法、金相结构法等几种常用切削测温方法的基本原理、优缺点、适用范围及发展状况；介绍了几种新型高速切削温度测量方法。最后对各种测量方法作了比较，探讨了切削温度实验测量方法研究的发展方向。 关键词: 切削温度，测量方法，发展状况 Summary of Cutting Temperature Measurement Methods Wang Tao Northeastern university Abstract: High-speed machining has become an important part of the contemporary advanced manufacturing technology. Cutting heat and cutting temperature is the important content of high speed cutting technology research. This paper gives the background to the measurement of metal cutting temperatures and a review of the practicality of the various methods of measuring cutting temperature while machining metals. Classify the cutting temperature measurement methods, mainly including non-contact temperature measurement, non-contact temperature test of other three kinds of measurement methods; Introduced the thermocouple method, radiation method, radiation method and metallographic structure of the basic principle of several kinds of commonly used cutting temperature measurement method, the advantages and disadvantages, applicable scope and the status of the development; Several new high-speed cutting temperature measurement methods are introduced. Finally discusses the development direction of cutting temperature experiment measurement method research for a variety of measurement methods. Keywords:metal cutting, cutting temperature, measurement method

温度测量方法

材料物理专业杨洁学号:0743011033 温度测量方法材料物理专业一班杨洁学号:0743011033 我们大家都知道温度是表征物体冷热程度的物理量. 而测量温度的标尺是温度计,其按照测量方式可以分为接触式和非接触式两种. 通常来说的接触式测量仪表比较简单,可靠,测量精度高,但是因为测温元件与被测介质需要进行充分的热交换,所以其需要一定的时间才能达到热平衡, 所以,存在测温延迟现象,同时受耐高温和耐低温材料的限制,不能应用于这些极端的温度测量.非接触式仪表测温仪是通过热辐射的原理来测量温度的,测温元件不需要与被测介质接触,测温范围广,不受测温上限的限制,也不会破坏被测物体的温度场,反应速度一般也比较快;但受到物体发射率,测量距离,烟尘和水汽等外界因素的影响,其测量误差较大. 下面就简单介绍几种温度计: 1,气体温度计:利用一定质量的气体作为工作物质的温度计.用气体温度计来体现理想气体温标为标准温标. 用气体温度计所测得的温度和热力学温度相吻合.气体温度计是在容器里装有氢或氮气(多用氢气或氦气作测温物质,因为氢气和氦气的液化温度很低,接近于绝对零度,故它的测温范围很广) ,它们的性质可外推到理想气体.这种温度计有两种类型:定容气体温度计和定压气体温度计.定容气体温度计是气体的体积保持不变,压强随温度改变.定压气体温度计是气体的压强保持不变,体积随温度改变. 2,电阻温度计:根据导体电阻随温度而变化的规律来测量温度的温度计. 最常用的电阻温度计都采用金属丝绕制成的感温元件, 主要有铂电阻温度计和铜电阻温度计,在低温下还有碳,锗和铑铁电阻温度计.精密的铂电阻温度计是目前最精确的温度计,温度覆盖范围约为14～903K,其误差可低到万分之一摄氏度,它是能复现国际实用温标的基准温度计.我国还用一等和二等标准铂电阻温度计来传递温标,用它作标准来检定水银温度计和其他类型的温度计.分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计,都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的.金属温度计主要有用铂,金,铜,镍等纯金属的及铑铁,磷青铜合金的;半导体温度计主要用碳,锗等.电阻温度计使用方便可靠,已广泛应用.它的测量范围为-260℃至600℃左右. 3,温差电偶温度计:利用温差电偶来测量温度的温度计.将两种不同金属导体的两端分别连接起来,构成一个闭合回路,一端加热,另一端冷却,则两个接触点之间由于温度不同,将产生电动势,导体中会有电流发生.因为这种温差电动势是两个接触点温度差的函数,所以利用这一特性制成温度计.若在温差电偶的回路里再接入一种或几种不同金属的导线, 所接入的导线与接触点的温度都是均匀的,对原电动势并无影响,通过测量温差电动势来求被测的温度,这样就构成了温差电偶温度计.这种温度计测温范围很大.例如,铜和康铜构成的温差电偶的测温范围在200～400℃之间;铁和康铜则被使用在200～1000℃之间;由铂和铂铑合金(铑10%)构成的温差电偶测温可达千摄氏度以上;铱和铱铑(铑50%)可用在2300℃;若用钨和钼(钼25%)则可高达2600℃. 4,高温温度计:是指专门用来测量500℃以上的温度的温度计,有光测温度计,比色温度计和辐射温度计.高温温度计的原理和构造都比较复杂,这里不再讨论.其测量范围为500℃至3000℃以上,不适用于测量低温. 2010-3-25 1 材料物理专业杨洁学号:0743011033 5,指针式温度计:是形如仪表盘的温度计,也称寒暑表,用来测室温,是用金属的热胀冷缩原理制成的.它是以双金属片做为感温元件,用来控制指针. 双金属片通常是用铜片和铁片铆在一起,且铜片在左,铁片在右.由于铜的热胀冷缩效果要比铁明显的多,因此当温度升高时,铜片牵拉铁片向右弯曲,指针在双金属片的带动下就向右偏转(指向高温) ;反之,温度变低,指针在双金属片的带动下就向左偏转(指向低温) . 6,玻璃管温度计:玻璃管液体温度计是应用最广泛的一种温度计,其结构简单,使用方便,准确度高,价格低廉.按用途分类,可分为工业,标准和实验室用三种.标准玻璃温度计是成套供应的,可以作为检定其他温度计用,准确度可达0.05 ~ 0.1 摄氏度;工业用玻璃温度计为了避免使用是被碰碎,在玻璃管外通常由金属保护套管,仅露出标尺部分,供操作人员读数.实验室用的玻璃管温度计的形式和标准的相仿,准确度也较高. 7,压力式温度计:新一代液体压力式温度计以及由此开发的系列化测温仪表,克服了原仪表性能单一,可靠性差以及温包积大的缺点,并将测温元件体积缩小到原

切削温度测量方法综述

3中国博士后科学基金资助项目(项目编号:中博基2000-23) 教育部留学回国人员科研启动基金资助项目(项目编号:教外司留 2000-479) 收稿日期:2001年10月 切削温度测量方法综述3 刘战强　黄传真　万　熠　艾　兴 山东大学 摘　要:对目前常用的切削温度测量方法进行了综合评述,介绍了各种测温方法的基本原理、优缺点及适用范围。关键词:金属切削,　切削温度,　测量方法 Summary of Cutting T emperature Measurement Methods Liu Zhanqiang Huang Cuanzhen Wan Y i et al Abstract :The present methods used to measure the cutting temperature are summarized.The fundamental principles ,merits and demerits and application ranges of these cutting temperature measurement methods are introduced. K eyw ords :metal cutting ,　cutting temperature ,　measurement method 1　引言 在机械制造业中,虽然已发展出各种不同的零件成型工艺,但目前仍有90%以上的机械零件是通过切削加工制成。在切削过程中,机床作功转换为等量的切削热,这些切削热除少量逸散到周围介质中以外,其余均传入刀具、切屑和工件中,刀具、工件和机床温升将加速刀具磨损,引起工件热变形,严重时甚至引起机床热变形。因此,在进行切削理论研究、刀具切削性能试验及被加工材料加工性能试验等研究时,对切削温度的测量非常重要。测量切削温度时,既可测定切削区域的平均温度,也可测量出切屑、刀具和工件中的温度分布。常用的切削温度测量方法主要有热电偶法、光辐射法、热辐射法、金相结构法等[1～5]。 2　切削温度测量方法 2.1　热电偶法 当两种不同材质组成的材料副(如切削加工中的刀具—工件)接近并受热时,会因表层电子溢出而产生溢出电动势,并在材料副的接触界面间形成电位差(即热电势)。由于特定材料副在一定温升条件下形成的热电势是一定的,因此可根据热电势的大小来测定材料副(即热电偶)的受热状态及温度变化情况。采用热电偶法的测温装置结构简单,测量方便,是目前较成熟也较常用的切削温度测量方法。根据不同的测量原理和用途,热电偶法又可细分为以下几种: (1)自然热电偶法 自然热电偶法[1,3,4]主要用于测定切削区域的 平均温度。采用自然热电偶法的测温装置如图1所示。 它是利用刀具和工件分别作为自然热电偶的两极,组成闭合电路测量切削温度。刀具引出端用导线接入毫伏计的一极,工件引出端的导线通过起电刷作用的铜顶尖接入毫伏计的另一极。测温时,刀具与工件引出端应处于室温下,且刀具和工件应分别与机床绝缘。切削加工时,刀具与工件接触区产生的高温(热端)与刀具、工件各自引出端的室温(冷端)形成温差电势,该电势值可用接入的毫伏计测出,切削温度越高,该电势值越大。切削温度与热电势毫伏值之间的对应关系可通过切削温度标定得到。根据切削实验中测出的热电势毫伏值,可在标定曲线上查出对应的温度值。 图1　自然热电偶法测量切削温度示意图 采用自然热电偶法测量切削温度简便可靠,可 方便地研究切削条件(如切削速度、进给量等)对切削温度的影响。值得注意的是,用自然热电偶法只能测出切削区的平均温度,无法测得切削区指定点的温度;同时,当刀具材料或(和)工件材料变换后,切削温度—毫伏值曲线也必须重新标定。 (2)人工热电偶法 人工热电偶法(也称热电偶插入法)[1,3]可用于

切削热的产生与切削温度的测量

切削热的产生与切削温度的测量 切削热和由此产生的切削温度是金属切削过程中的一个重要物理现象。大量的切削热使切削区域的温度升高，直接影响刀具的磨损和寿命，并影响工件的加工精度和表面质量。切削温度也可作为自动化生产中监控因素，所以研究切削热和切削温度变化规律对生产时间有重要的意义。 （一）切削热的产生和传出被切金属层在刀具的作用下发生弹性变形和塑性变形，这是切削热的一个来源。同时，切屑与前刀面、工件与后刀面间消耗的摩擦功也将转化为热能，这是切削热的又一个来源 （见图1）。 如果忽略后刀面上的摩擦功和进给运动所消耗的功，并假定主运动所消耗的功全部转化为热能，则单位时间内产生的切削热可算出： Qc=Fzvc 式中Qc--每秒钟内产生的切削热，单位为J/s ； Fz--主切削力，单位为N; vc--切削速度，单位为m/s。 图1 切削热的产生和传出 （二）切削温度及其测量方法 切削温度一般是指刀具与工件接触区域的平均温度。切削温度测量的方法很多，如图2所示。目前比较常用的测量切削温度的方法是热电偶法和光热辐射法。下面将分别进行阐述。

t 红外线F 板彳成胶片［法 r 热敏顔料法 热緻电饱达 域热计法 I 金属纽飙观察法 图2 切削温度的测量方法 1. 热电偶法 热电偶法又分为自然热电偶法和人工热电偶法（见表 1）。 表1 自然热电偶与人工热电偶比较 切別臥度测宦法 「单牟刀法 r fl 然热电偶法 「热电侧法* I 人工热砸偶法 '插入匸件法 『福射热计法 PhS 电池法 锯光电二极仰法

图3 自然热电偶法测温示意图 1.铜顶尖2?铜销3.车床主轴尾部4.工件5.刀具 图4 人工热电偶法测温示意图 a）测前刀面温度b）测工件温度 要想知道前刀面上的温度，还需应用传热学的原理和公式进行推算。应用人工热电偶法测温，并辅以传热学计算所得到的刀具、切屑和工件的切削温度分布情况（见图5）。

温度测量方法分类及优缺点概述

温度测量方法分类及优 缺点概述 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

温度测量方法分类及优缺点概述 摘要：温度是表征物体冷热程度的物理量, 是国际单位制中七个基本物理 量之一, 它与人类生活、工农业生产和科学研究有着密切关系。随着科学技术水平的不断提高, 温度测量技术也得到了不断的发展。本文将讨论总结温度测量的各种方式，并分析他们各自的优缺点。 1.温度测量的分类 温度测量的分类可以通过其与被测量的物体是否接触分为接触式和非接触式。接触式测量仪表比较简单、可靠，测量精度高。但是因为测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，所以其需要一定的时间才能达到热平衡。接触式测量仪存在测温延迟现象，同时受耐高温和耐低温材料的限制，不能应用于这些极端的温度测量。非接触式仪表测温仪是通过热辐射的原理来测量温度的，测温元件不需要与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体发射率、测量距离、烟尘和水汽等外界因素的影响，其测量误差较大。 2.接触式测量方法 膨胀式温度测量 原理：利用物质的热胀冷缩原理即根据物体体积或几何形变与温度的关系进行温度测量。热胀冷缩式温度计包括玻璃液体温度计、双金属膨胀式温度计和压力式温度计等。 优点：结构简单, 价格低廉, 可直接读数,使用方便,非电量测量方式, 适用于防爆场合。 缺点：准确度比较低, 不易实现自动化, 而且容易损坏。 电量式测温方法 利用材料的电势、电阻或其它电性能与温度的单值关系进行温度测量，包括热电偶温度测量、热电阻和热敏电阻温度测量、集成芯片温度测量等。 1.热电偶的原理是两种不同材料的金属焊接在一起,当参考端和测量端有温差时, 就会产生热电势, 根据该热电势与温度的单值关系就可以测量温度。热电偶具有结构简单, 响应快, 适宜远距离测量和自动控制的特点, 应用比较广泛。 2.热电阻是根据材料的电阻和温度的关系来进行测量的, 输出信号大, 准确度比较高, 稳定性好, 但元件结构一般比较大, 动态响应较差, 不适宜测量体积狭小和温度瞬变区域。 3.热敏电阻是一种电阻值随温度呈指数变化的半导体热敏感元件, 具有灵敏度高、价格便宜的特点, 但其电阻值和温度的关系线性度差,且稳定性和互换性也不好。 4.石英温度传感器是以石英晶体的固有频率随温度而变化的特性来测量温度的。石英晶体温度传感器稳定性很好, 可用于高精度和高分辨力的测量场合。随着电子技术的发展, 可以将感温元件和相关电子线路集成在一个小芯片上, 构成一个小型化、一体化及多功能化的专用集成电路芯片, 输出信号可以是电压、频率, 或者是总线数字信号, 使用非常方便,适用于便携式设备。 接触式光电、热色测温方法

测量温度的方法

测量温度的方法简介 温度就是表征物体冷热程度的物理量,就是国际单位制中七个基本物理量之一,它与人类生活、工农业生产与科学研究有着密切关系。随着科学技术水平的不断提高,温度测量技术也得到了不断的发展。 1、温度测量方法分类 温度测量方法有很多,也有多种分类,由于测量原理的多样性,很难找到一种完全理想的分类方法。 图1 给出一种从测量原理上进行分类的方法,基本包含了目前温度测量的基本原理, 几乎所有的温度测量技术都就是在这些原理的基础上发展起来的。 2、接触式测温方法原理及特点 接触式测温方法包括膨胀式测温、电量式测温与接触式光电、热色测温等几大类。接触

测温法在测量时需要与被测物体或介质充分接触, 一般测量的就是被测对象与传感器的平衡温度,在测量时会对被测温度有一定干扰。 2、1膨胀式测温方法 膨胀式测温就是一种比较传统的温度测量方法,它主要利用物质的热胀冷缩原理即根据物体体积或几何形变与温度的关系进行温度测量。膨胀式温度计包括玻璃液体温度计、双金属膨胀式温度计与压力式温度计等。膨胀式温度计结构简单,价格低廉,可直接读数,使用方便,并且由于就是非电量测量方式,适用于防爆场合。但准确度比较低,不易实现自动化,而且容易 损坏。 2、2 电量式测温方法 电量式测温方法主要利用材料的电势、电阻或其它电性能与温度的单值关系进行温度测量,包括热电偶温度测量、热电阻与热敏电阻温度测量、集成芯片温度测量等。热电偶的原理就是两种不同材料的金属焊接在一起,当参考端与测量端有温差时,就会产生热电势, 根据该热电势与温度的单值关系就可以测量温度。热电偶具有结构简单,响应快,适宜远距离测量与自动控制的特点, 应用比较广泛。

测量温度的方法

测量温度的方法简介 温度是表征物体冷热程度的物理量,是国际单位制中七个基本物理量之一,它与人类生活、工农业生产和科学研究有着密切关系。随着科学技术水平的不断提高,温度测量技术也得到了不断的发展。 1、温度测量方法分类 温度测量方法有很多,也有多种分类,由于测量原理的多样性,很难找到一种完全理想的分类方法。 图1 给出一种从测量原理上进行分类的方法,基本包含了目前温度测量的基本原理, 几乎所有的温度测量技术都是在这些原理的基础上发展起来的。 2、接触式测温方法原理及特点 接触式测温方法包括膨胀式测温、电量式测温和接触式光电、热色测温等几大类。接触

测温法在测量时需要与被测物体或介质充分接触, 一般测量的是被测对象和传感器的平衡温度,在测量时会对被测温度有一定干扰。

2.1膨胀式测温方法 膨胀式测温是一种比较传统的温度测量方法,它主要利用物质的热胀冷缩原理即根据物体体积或几何形变与温度的关系进行温度测量。膨胀式温度计包括玻璃液体温度计、双金属膨胀式温度计和压力式温度计等。膨胀式温度计结构简单,价格低廉,可直接读数,使用方便,并且由于是非电量测量方式,适用于防爆场合。但准确度比较低,不易实现自动化,而且容易损坏。 2.2 电量式测温方法 电量式测温方法主要利用材料的电势、电阻或其它电性能与温度的单值关系进行温度测量,包括热电偶温度测量、热电阻和热敏电阻温度测量、集成芯片温度测量等。热电偶的原理是两种不同材料的金属焊接在一起,当参考端和测量端有温差时,就会产生热电势, 根据该热电势与温度的单值关系就可以测量温度。热电偶具有结构简单,响应快,适宜远距离测量和自动控制的特点, 应用比较广泛。

刀具检测方法综述

万方数据

万方数据

万方数据

刀具检测方法综述 作者：陈雷明， 杨润泽， 张治， CHEN Lei-ming， YANG Run-ze， ZHANG Zhi 作者单位：军械工程学院基础部,河北石家庄,050003 刊名： 机械制造与自动化 英文刊名：JIANGSU MACHINE BUILDING & AUTOMATION 年，卷(期)：2011,40(1) 参考文献(8条) 1.Lei Bin Messendes Verschleiss von Hochoeschwindigkeit-Fraesem mittens Themuxspannung 1997(05) 2.张克南;陈一军;谢里阳电机电流分析法在机床类设备诊断中的应用研究[期刊论文]-机床与液压 2007(03) 3.雷彬国外铣削刀具磨损量自动检测方法综述 1996(02) 4.李劲松;陈鼎吕基于铣削刀的刀具磨损监控研究 1998(05) 5.Weis W Automatisierte Werkzeuguber wachung ynd-vermessung beim Frdsen mit Hilfe bildverarbeitender System 1994(12) 6.Weis W Viele Methoden-Arten der VerechleiBmessung an Werkzeugen fur das spanende Fertigen 1992(40) 7.Trummer A Werkzeugen chieiSensorik fur die Prismatic bearbaiting in flexible Fatiguing system 1990(02) 8.雷彬;罗建华用温差电压法测量高速铣削刀具的磨损量 1997(02) 本文链接：https://www.360docs.net/doc/5f8260598.html,/Periodical_jxzzyzdh201101016.aspx

实验三 采用红外热像仪的切削温度测量

实验三采用红外热像仪的切削温度测量 一、实验概述 切削过程中，会产生一系列物理现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等。对切削加工过程中的切削力、切削温度进行实时测量，是研究切削机理的基本实验手段和主要研究方法。通过对实测的切削温度进行分析处理，可以推断切削过程中的切削变形、刀具磨损、工件表面质量的变化机理。在此基础上，可进一步为切削用量优化，提高零件加工精度等提供实验数据支持。 本实验是使用红外热像仪进行切削温度的非接触测量，研究切削用量对于切削温度的影响。通过本实验可使同学们熟悉制造技术工程中的基础实验技术和方法，了解用先进的仪器设备研究传统切削加工的方法。 二、实验目的 1、学习及掌握红外热像仪测量切削温度的方法,了解红外成像测温原理 2、研究υc、f对切削温度的影响. 三、实验仪器设备 1、CA6140车床 2、Flir A315 红外热像仪 3、刀具：YT15,角度：γ=α=κr= λs= 。 4、试件：45钢棒料 说明：刀具参数、车床和工件由各班学委负责准备或负责，红外热像仪的操作由胡玉琴同学负责。 四、实验原理 红外热像仪的基本工作原理是利用了斯蒂芬—波尔兹曼定律,即 E =εσT4（1） 式中 E ———物体辐射单元单位面积的辐射能量(W/ m2) ε———物体辐射单元表面辐射率(取决于物体表面性质) σ———斯蒂芬—波尔兹曼常数(σ = 5.76 ×10 - 8W/ m2·K4) T ———物体辐射单元的表面温度(K) 切削时,红外热像仪通过光机扫描机构探测工件(或刀具) 表面辐射单元的辐射能量,并将每个辐射单元的辐射能量转换为电子视频信号,通过对信号进行