温度检测仪表化工仪表.ppt
合集下载
化工常用仪表类型及原理 ppt课件
36
第二章 压力检测及仪表
三、电气式压力计
定义
电气式压力计是一种能将压力转换成电信号进行 传输及显示的仪表。
优点
1. 该仪表的测量范围较广，分别可测7×10-5Pa至 5×102MPa的压力，允许误差可至0.2％；
2. 由于可以远距离传送信号，所以在工业生产过 程中可以实现压力自动控制和报警，并可与工业 控制机联用。
相对百分误差δ 测量范围 m测 a上 x 量 限范 值围 1下 0% 0限值
允许误差
允测仪 量表 范允 围许 上 测 的 限量 最 值范 差 大围 值 绝下 对 10限 误 % 0值
8
第一章 概述
小结
仪表的δ允越大，表示它的精确度越低；反之，仪表的 δ允越小，表示仪表的精确度越高。将仪表的允许相对百分
利用这一电势即可实现远 图3-10 霍尔片式压力传感器 距离显示和自动控制。
1—弹簧管；2 —磁钢；3 —霍尔片
41
第二章 压力检测及仪表
2.应变片压力传感器
应变片式压力传感器利用电阻应变原理构成。电阻应变片 有金属和半导体应变片两类，被测压力使应变片产生应变。当 应变片产生压缩（拉伸）应变时，其阻值减小（增加），再通 过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出，并用毫伏计或其他记 录仪表显示出被测压力，从而组成应变片式压力计。
仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。
精度等级数值越小，就表征该仪表的精确度等级越高，也 说明该仪表的精确度越高。0.05级以上的仪表，常用来作为 标准表；工业现场用的测量仪表，其精度大多在0.5以下。
仪表的精度等级一般可用不同的符号形式标志在仪表面板 上。
举例
如： 1.5 1.0
12
第一节 概述
化工仪表及其自动化PPT第一章PPT
02
化工仪表的基本原理
化工仪表的测量原理
总结词
测量原理是化工仪表的核心，它决定了仪表的准确性和可靠 性。
详细描述
化工仪表的测量原理基于物理或化学原理，通过传感器将待 测参数（如温度、压力、流量、液位等）转换成电信号或气 信号，以便后续处理和显示。常见的测量原理包括热电效应 、压电效应、光电效应等。
03
化工仪表的自动化技术
化工仪表的自动化概述
化工仪表自动化是现代工业生产中的重要技术，通过自动化技术实现化工仪表的数 据采集、处理、控制等功能，提高生产效率和产品质量。
化工仪表自动化技术涉及多个领域，包括控制理论、电子技术、计算机技术等，需 要综合运用多种技术手段来实现。
化工仪表自动化技术的应用范围广泛，涵盖了化工、石油、制药等多个行业，对工 业生产的发展具有重要意义。
化工仪表及其自动化ppt 第一章
• 化工仪表概述 • 化工仪表的基本原理 • 化工仪表的自动化技术 • 化工仪表的选型与使用
01
化工仪表概述
化工仪表的定义与分类
总结词
化工仪表是用于化工生产过程中各种参数检测、显示和控制的工具，根据用途可分为温度仪表、压力仪表、流量 仪表等。
详细描述
化工仪表是化工生产过程中不可或缺的设备之一，主要用于检测、显示和控制温度、压力、流量、液位等参数。 根据不同的用途和功能，化工仪表可以分为多种类型，如温度仪表、压力仪表、流量仪表、液位仪表等。这些仪 表在化工生产中发挥着重要的作用，能够确保生产过程的稳定性和安全性。
化工仪表的信号传输原理
总结词
信号传输是化工仪表实现远程监控和自动控制的关键环节。
详细描述
化工仪表的信号传输原理通常采用模拟信号或数字信号，通过电缆、光纤等传输 介质将传感器采集的信号传输到控制器、显示器或执行器等设备。信号传输过程 中需要进行抗干扰处理，的发展历程
化工仪表及自动化全套课件完整ppt课件完整版(2024)
绿色化
环保意识的提高将促使化工仪 表向绿色化方向发展，采用环
保材料和低能耗技术。
9
02
自动化基础知识
2024/1/29
10
自动化概念及原理
2024/1/29
自动化的定义
指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人 的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。
2024/1/29
39
现场总线技术实践
2024/1/29
01 02 03
现场总线概述
现场总线是一种用于连接智能现场设备和自动化系统的全 数字、双向、多站的通信系统。它将传统的4-20mA模拟 信号传输方式转变为数字信号传输方式，提高了信号传输 的准确性和可靠性。
现场总线技术实践
在化工生产中，现场总线技术被广泛应用于设备间的通信 和数据传输。通过现场总线技术，可以实现设备间的实时 数据交换和远程控制，提高生产过程的透明度和可控性。
控制器
接收变送器输出的标准信号，与
设定值进行比较，得到偏差信号 ，并根据偏差信号的大小和方向
输出控制信号。
执行器
接收控制器输出的控制信号，动 作改变被控对象的参数。
测量元件
用于测量被控对象的各种工艺参 数，如温度、压力、流量等。
被控对象
需要实现自动控制的机器设备、 系统或过程。
2024/1/29
12
易于维护
化工仪表需要定期维护和校准，因此需要具备易于维护的特 点。
8
化工仪表发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展，化 工仪表将越来越智能化，能够 实现自适应控制、远程监控等
功能。
2024/1/29
环保意识的提高将促使化工仪 表向绿色化方向发展，采用环
保材料和低能耗技术。
9
02
自动化基础知识
2024/1/29
10
自动化概念及原理
2024/1/29
自动化的定义
指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人 的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。
2024/1/29
39
现场总线技术实践
2024/1/29
01 02 03
现场总线概述
现场总线是一种用于连接智能现场设备和自动化系统的全 数字、双向、多站的通信系统。它将传统的4-20mA模拟 信号传输方式转变为数字信号传输方式，提高了信号传输 的准确性和可靠性。
现场总线技术实践
在化工生产中，现场总线技术被广泛应用于设备间的通信 和数据传输。通过现场总线技术，可以实现设备间的实时 数据交换和远程控制，提高生产过程的透明度和可控性。
控制器
接收变送器输出的标准信号，与
设定值进行比较，得到偏差信号 ，并根据偏差信号的大小和方向
输出控制信号。
执行器
接收控制器输出的控制信号，动 作改变被控对象的参数。
测量元件
用于测量被控对象的各种工艺参 数，如温度、压力、流量等。
被控对象
需要实现自动控制的机器设备、 系统或过程。
2024/1/29
12
易于维护
化工仪表需要定期维护和校准，因此需要具备易于维护的特 点。
8
化工仪表发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展，化 工仪表将越来越智能化，能够 实现自适应控制、远程监控等
功能。
2024/1/29
化工仪表及自动化ppt课件
两圆筒间的电容量C
C
2L
ln D
d
D外电极的内径，d为内电极的外径。当 D 和 d 一
定时，电容量 C 的大小与极板的长度 L 和介质的
介电常数ε 的Leabharlann 积成比例。将探头插入被测物料中，电极浸入物料中的深度随 物位高低变化，引起电容量变化，可检测出物位。
2.液位的检测
对非导电介质液位测量的电容式液位传感器原理如下图所示。
的仪表。
按其工作原理分为
直读式物位仪表 差压式物位仪表 浮力式物位仪表 电磁式物位仪表 核辐射式物位仪表 声波式物位仪表 光学式物位仪表
二、差压式液位变送器
1.工作原理：利用容器内的液位改变时，由液柱产生的 静压也相应变化的原理而工作的。
图3-39 差压液位变送器 原理图
图3-40 压力表式液位计
迁移弹簧的作用 改变变送器的零点。
迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始 点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移 量则比较大。
迁移 同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量 范围的平移，它不改变量程的大小
举例
图3-42 正负迁移示意图
某差压变送器的测量范 围为0～5000Pa，当压差由0 变化到5000Pa时，变送器的 输出将由4mA变化到20mA， 这是无迁移的情况，如左图 中曲线a所示。负迁移如曲 线b所示，正迁移如曲线c所 示。
由端产生位移，再由齿轮放大机 构把位移变为指示值，这种温度
1—传动机构；2—刻度盘； 3—指针；计具有温包体积小，反应速度快、 4—弹簧管；5—连杆；6—接头；7— 灵敏度高、读数直观等特点
毛细管；8—温包；9—工作物质
3.辐射式温度计
辐射式高温计是基于物体热辐射作用来测量温度的仪表。 广泛用于测量高于800摄氏度的温度。
C
2L
ln D
d
D外电极的内径，d为内电极的外径。当 D 和 d 一
定时，电容量 C 的大小与极板的长度 L 和介质的
介电常数ε 的Leabharlann 积成比例。将探头插入被测物料中，电极浸入物料中的深度随 物位高低变化，引起电容量变化，可检测出物位。
2.液位的检测
对非导电介质液位测量的电容式液位传感器原理如下图所示。
的仪表。
按其工作原理分为
直读式物位仪表 差压式物位仪表 浮力式物位仪表 电磁式物位仪表 核辐射式物位仪表 声波式物位仪表 光学式物位仪表
二、差压式液位变送器
1.工作原理：利用容器内的液位改变时，由液柱产生的 静压也相应变化的原理而工作的。
图3-39 差压液位变送器 原理图
图3-40 压力表式液位计
迁移弹簧的作用 改变变送器的零点。
迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始 点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移 量则比较大。
迁移 同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量 范围的平移，它不改变量程的大小
举例
图3-42 正负迁移示意图
某差压变送器的测量范 围为0～5000Pa，当压差由0 变化到5000Pa时，变送器的 输出将由4mA变化到20mA， 这是无迁移的情况，如左图 中曲线a所示。负迁移如曲 线b所示，正迁移如曲线c所 示。
由端产生位移，再由齿轮放大机 构把位移变为指示值，这种温度
1—传动机构；2—刻度盘； 3—指针；计具有温包体积小，反应速度快、 4—弹簧管；5—连杆；6—接头；7— 灵敏度高、读数直观等特点
毛细管；8—温包；9—工作物质
3.辐射式温度计
辐射式高温计是基于物体热辐射作用来测量温度的仪表。 广泛用于测量高于800摄氏度的温度。
化工仪表基础培训ppt课件
信号线路无需共地，使得检测和控制回路信号的稳 定性和抗干扰能力大 大增强，从而提高了整个系统的可 靠性。
23
隔离式安全栅使用特处理热电偶、热电 阻、频率等信号，这是齐纳式 安全栅所无法做到的。
特点五： 隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号，以提供
扫描
K 时间、时间程序 变化速率
Q
数量
计算、累计
R
核辐射
S
速度、频率 安全
V
振动
W
重量、力
X
X轴
Y
事件、状态 Y轴
Z
位置、尺寸 Z轴
后继字母 读出功能
输出功能
指示
操作器
记录、DCS趋势 记录
开关、联锁
阀门 套管
继电、计算、转 换器
驱动器、执行元 件
LOGO
8
仪表基础知识
添加二级标题
现场应用
示例
DCS
GP型（表压力）：变送器的δ 室，一侧接受被测压力信 号，另一侧则与大气压力贯通，因 此可用于测量表压力或 负压。
AP型（绝对压力）：变送器的δ 室,一侧接绝对压力信号 ，另一侧被封闭成高真空基准室，可以测量排气系统、蒸馏
塔、蒸发器和结晶器等的绝对压力。
38
2.1压力变送器工作原理
压力变送器是利用压力传感器将压力信号转换为频率信号， 送到脉冲计数器，直接传递到CPU（微处理器）进行数据处理 ，经D/A转换器转换为与输入信号相对应的4-20mADC 的输出 信号，并在模拟信号上叠加一个HART数字信号进行通信的压 力检测仪表。
35
1、压力开关
压力开关是一种借助弹性元件受压后产生位移以驱动 微动开关工作的压力控制仪表。通常使用于报警或联锁保 护系统中。
23
隔离式安全栅使用特处理热电偶、热电 阻、频率等信号，这是齐纳式 安全栅所无法做到的。
特点五： 隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号，以提供
扫描
K 时间、时间程序 变化速率
Q
数量
计算、累计
R
核辐射
S
速度、频率 安全
V
振动
W
重量、力
X
X轴
Y
事件、状态 Y轴
Z
位置、尺寸 Z轴
后继字母 读出功能
输出功能
指示
操作器
记录、DCS趋势 记录
开关、联锁
阀门 套管
继电、计算、转 换器
驱动器、执行元 件
LOGO
8
仪表基础知识
添加二级标题
现场应用
示例
DCS
GP型（表压力）：变送器的δ 室，一侧接受被测压力信 号，另一侧则与大气压力贯通，因 此可用于测量表压力或 负压。
AP型（绝对压力）：变送器的δ 室,一侧接绝对压力信号 ，另一侧被封闭成高真空基准室，可以测量排气系统、蒸馏
塔、蒸发器和结晶器等的绝对压力。
38
2.1压力变送器工作原理
压力变送器是利用压力传感器将压力信号转换为频率信号， 送到脉冲计数器，直接传递到CPU（微处理器）进行数据处理 ，经D/A转换器转换为与输入信号相对应的4-20mADC 的输出 信号，并在模拟信号上叠加一个HART数字信号进行通信的压 力检测仪表。
35
1、压力开关
压力开关是一种借助弹性元件受压后产生位移以驱动 微动开关工作的压力控制仪表。通常使用于报警或联锁保 护系统中。
2024版化工仪表及自动化ppt课件
THANKS
感谢您的观看
确定安装位置和方式，准 备好安装工具和材料。
安装完成后，进行调试和 校验，确保仪表正常工作。
化工仪表的维护与保养
01
日常维护
02
保持仪表清洁，定期清理灰尘和污垢。
03
定期检查仪表的接线是否松动或损坏，及时进行紧 固或更换。
化工仪表的维护与保养
• 定期检查仪表的测量准确性和稳定性，发现问题及时处理。
文档齐全
保留完整的系统设计文档 和实施记录，便于后期维 护和升级。
培训操作人员
对操作人员进行专业培训， 确保他们熟练掌握系统操 作和维护技能。
自动化控制系统的优化与改进
控制算法优化
针对特定应用场景，优化控制算法以提高控 制精度和响应速度。
系统结构优化
改进系统结构，提高系统稳定性和可靠性。
自动化控制系统的优化与改进
分类
根据测量原理和使用功能，化工仪 表可分为温度仪表、压力仪表、流 量仪表、物位仪表、分析仪表等。
化工仪表的发展历程
01
02
03
早期阶段
以机械式仪表为主，如压 力表、温度计等。
中期阶段
随着电子技术的发展，出 现了电子式仪表，如电子 电位差计、电子温度计等。
现代阶段
随着计算机技术和自动化 技术的发展，化工仪表向 智能化、网络化、集成化 方向发展。
化方向发展。
02
自动化基础知识
自动化的概念与原理
自动化的定义
指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少 人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、 分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。
自动化的原理
采用各种检测仪表对工艺参数进行测量，将测量结果送入控制 器与给定值比较得到偏差，按一定规律（算法）产生控制作用， 通过执行器对被控对象（如阀门开度）进行控制，使工艺参数 稳定在给定值上。
化工仪表知识课件PPT课件
压力仪表
压力仪表的特点
能够测量各种流体（气体、液体）的 压力，具有高精度、高稳定性和可靠 性，广泛应用于化工、石油、天然气 等领域。
压力仪表的分类
压力仪表的安装和使用
应安装在易于观察和维护的位置，避 免振动、高温和腐蚀等环境因素对仪 表的影响。
按测量原理可分为弹簧管压力表、电 容式压力变送器和压阻式压力传感器 等。
01
02
03
定期校准
按照规定周期对压力仪表 进行校准，确保其测量准 确性和可靠性。
检查密封性
确保压力仪表的密封性能 良好，防止气体或液体泄 漏。
清洁与润滑
定期对压力仪表进行清洁 和润滑，保证其正常运转。
温度仪表的维护与保养
防爆与隔热
在高温或易爆环境中使用 的温度仪表，应采取相应 的防爆和隔热措施。
化工仪表的作用与重要性
作用
化工仪表在化工生产中起着至关重要的作用，它们能够实时检测和记录各种参 数，如温度、压力、流量和液位等，从而确保生产过程的稳定性和安全性。
重要性
化工仪表是实现自动化生产的关键设备，能够提高生产效率、降低能耗、减少 人工干预，对于化工企业的可持续发展具有重要意义。化工仪表的发展历程与趋势
物位仪表的特点
01
能够测量各种物料（液体、固体）的位置，具有高精度、高稳
定性和可靠性，广泛应用于化工、石油和食品等领域。
物位仪表的分类
02
按测量原理可分为浮力式、电容式和超声波式等。
物位仪表的安装和使用
03
应安装在易于观察和维护的位置，避免振动、高温和腐蚀等环
境因素对仪表的影响。
03
化工仪表的常见故障与排除方法
压力仪表常见故障与排除方法
化工仪表基础知识PPT
1、 玻璃液位计
• 玻璃液位计是根据连通器原理进行工作的，
在观看玻璃液位计示值时应注意考虑表面 张力现象。
2、浮力式液位计
• 浮力式液位计又分为恒浮力式液位计和变
浮力式液位计。恒浮力式液位计就是我们 现场使用的浮子式或浮标式液位计。我们 公司车间目前测量液位的都是采用磁性翻 板液位计。
3、电测式液位计
（三）流量测量
• 流量是指单位时间内流过管道断面的流体数量，
为瞬时流量，流量可分为体积流量和质量流量。 体积流量一般使用的单位是立方米每小时 （m3/H）、升每分钟（L/min）等,质量流量一般 m3/H）、升每分钟（L/min）等, 使用的单位是公斤每小时(Kg/H)、吨每小时(T/H)。 使用的单位是公斤每小时(Kg/H)、吨每小时(T/H)。 将瞬时流量进行累计就称为总流量。总流量的单 位是立方米、升和公斤、吨等等。用于测量流量 的仪表一般可分为三大类：速度式流量测量仪表、 容积式流量测量仪表、质量式流量测量仪表。
2）测量方法： 目前常用热膨胀、电阻变 化、热电效应、热辐射四类物性 随温度变化而变化来进行温度测 量的。
1、 热膨胀式。
• 膨胀式温度计有玻璃液体温度计、双金属
温度计及压力式温度计。我们主要介绍现 场使用最多的双金属温度计。双金属温度 计的感温元件是由两片膨胀系数不同的金 属材料彼此牢固结合在一起构成的。其中 膨胀系数大的一层叫主动层，小的一层叫 被动层，温度升高时由于它们的膨胀系数 不同，
其它流量计
• 1、孔板流量计 • 2、涡街流量计 • 3、超声波流量计
压力
• 1、定义与单位： • 压力是指均匀垂直地作用在单位面积上的力。 • • •
可用下式表示P=F/S式中P表示压力，F 可用下式表示P=F/S式中P表示压力，F表示垂直 作用力，S 作用力，S表示受力面积。 根据国际单位制规定，压力的单位为帕斯卡，简 称（Pa）帕。帕所代表的压力较小，工程上经常 称（Pa）帕。帕所代表的压力较小，工程上经常 使用兆帕（MPa）。帕与兆帕之间的关系为： 使用兆帕（MPa）。帕与兆帕之间的关系为： 1MPa=1000KPa=1000000Pa
仪表专业培训(温度) ppt课件
2. 定期检查校验各项技术指标是否符合要求，校验周期一 般为1年或一个装置检修周期。
3 变送器在运行中应保持清洁、零部件完整。
PPT课件
23
1.3 故障检查
一体化温度变送器应清洁、干燥、完整，接 线柱和调整螺丝无锈蚀，连接导线的绝缘良 好。
1.3.1 首先检查接线端子是否有松动或生锈， 测温元件是否断线。
的，如一些轴流风机入口，参与机组防喘振控制的 。
PPT课件
10
3、其它形式
反应器热偶－－一般指高压的、有竖装、横 装、刚性、柔性、多点、单点等形式。
加热炉炉管－－刀刃式，焊接在炉管表面的 。
耐磨热偶－－采用一种特殊、复合型耐磨结
构，如耐磨头堆焊Ni+Wc35,使钢的硬度提高
，表面碳化钨处理，耐磨头硬度：HRC62-65
PPT课件
8
1、按分度号分类
K－镍鉻-镍硅（镍铝） -40～1000℃，热电 势大，线性好，测温范围宽，造价低，所以 应用广泛
E－镍鉻-铜镍（康铜）-40～800℃ J－铁-铜镍（康铜） T－铜-铜镍（康铜） S－铂铑10-铂 R－铂铑13－铂 B－铂铑30－铂铑6
PPT课件
1.3.2 检查一体化温度变送器对地绝缘是否良 好。
1.3.3 检查电源电压是否稳定。
1.3.4 重新校验一体化温度变送器是否符合技
术要求。
PPT课件
24
2、智能温度变送器
智能温度变送器以微处理器为基础单元，可用于 接收不同的热电偶和热电阻温度传感器输入－毫 伏或欧姆输入信号，输出带有符合DE协议或 HART协议的4～20 mA DC电流信号。
6.6 测量热电势，对照“分度表”查出标准温度。
化工仪表培训资料PPT课件
元仪表（简称单元，例如变送单元、显示单元、
控制单元等）相互联系而. 组合起来的一种仪表
14
仪表基础知识
三、仪表的标号
仪表工位号：参数符号+功能符号 + 数字，
TIC2310A。
仪表 位号
=
英文 字母
+
数 字
参数符号 F:流量； L：液位； P：压力；T：温度； E：电流；H：手操； V：振 动、阀门；
E（t, t0）=E (t, t1)+E (t1, t0) E（t, t1）= E (t, t0)-E (t1, t0)
补偿电桥法 补偿热电偶法
.
44
温度检测及仪表
（4）热电极材料的选择
对热电极材料的要求： 物理性能稳定，能在较宽的温度范围内使用，其热
电特性不随时间变化； 化学性能稳定，不易氧化和电极间不相互渗透； 热电势和热电势率要大（温度变化1℃引起的热电
热电势 热电极B
右端称为： 自由端（参 考端、冷端）
.
42
温度检测及仪表
（2）补偿导线
使用时应注意： 补偿导线只能与相应型号的热电偶匹配使用； 不得将极性接反； 补偿导线与热电偶连接点的温度，不得超过规定 的使用温度范围； 两连接点温度必须相同。
.
43
温度检测及仪表
（3）热电偶冷端补偿问题
冷端温度保持为0℃的方法 冷端温度修正方法
动势，简称为热电势。 这一由温度产生电动势的现象称为热电现象。 这两根导体（或半导体）称为热电极。
.
37
温度检测及仪表
热电势是由温差电势和接触电势组成。 • 温差电势
温差电势是由于一根导体两端温度不同而产生的热电动势。 设t≥t0，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
闭合回路中所产生的热电势由接触电势和温差电势两部分组成：
eA(t,t0) A B
eB(t,t0)
EAB (t,t0 ) eAB (t) eAB (t0 ) eB (t,t0 ) eA(t,t0 )
接触电势
温差电势
下标A表示正电极，B表示负电极，由于温差电势比接触电势 小很多，常常把它忽略不计，这样热电偶的电势可表示为：
热阻效应 铜电阻 －50～150
非接触式
非接触式
半导体热 敏电阻
辐射式
－50～150
灵敏度高、体积小、结构简单、使用方便； 互换性较差，测量范围有一定限制
0～3500
不破坏温度场，测温范围大，响应块，可测运动物 体的温度；易受外界环境的影响，标定较困难
1、膨胀式温度计
t t0
玻璃液体温度计
重要结论：
1.如果组成热电偶的两种电极材料相同，则无论热电偶冷、热两端的温度如何，闭合 回路中的总热电势为零；
2.如果热电偶冷、热两端的温度相同，则无论两电极材料如何，闭合回路中的总热电 势也为零
3.热电偶产生的热电势除了冷、热两端的温度有关之外，还与电极材料有关，也就是 说由不同电极材料制成的热电偶在相同的温度下产生的热电势是不同的。
eAB(t0)
A BA
B eA(t,t0) A B eB(t,t0)
eAB(t)
图3-37 热电偶示意图 图3-38 热电现象 t 端称为工作端(假定该端置于热源中)，又称测量端或热端 t0端称为自由瑞，又称参考端或冷端 这两种不同导体或半导体的组合称为热电偶 每根单独的导体或半导体称为热电极
eAB(t0)
3.5 温度检测
温度检测的主要方法和分类 ☆
热电偶及其测温原理 ★
热电阻及其测温原理 ★
温度变送器简介
★
其它温度检测仪表简介 ☆
温度检测仪表的选用和安装 ☆
3.5.1 温度检测方法和分类
测温方式
测温仪表 测温范围℃
主要特点
膨胀式
玻璃液体 双金属
－100～ 结构简单、使用方便、测量准确、价格低廉；测量 600 上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能远传
利用液体受热膨胀并 沿玻璃毛细管延伸而
t = t0
直接显示温度
双金属温度计
不同金属受热膨胀不 同，双金属片在受热
情况下发生弯曲而显
示温度
2、压力式温度计
原理：利用液体的蒸发或气体的膨 胀而引起的压力变化进行测量。
组成： 温包：传热、容纳膨胀介质； 毛细管：传递压力； 弹簧管：显示压力（温度）。
——中间导体定律和热电势的测量
热电偶的输出信号是毫伏信号，毫伏信号的大小不 仅与冷、热两端的温度有关，还和热电偶的电极材 料有关，理论上任何两种不同导体都可以组成热电 偶，都会产生热电势。
但如何来检测热电偶产生的毫伏信号呢？
因为要测量毫伏信号，必须在热电偶回路中串接毫 伏信号的检测仪表，那串接的检测仪表是否会产生 额外的热电势，对热电偶回路产生影响呢？
t
——等值替代定律和补偿导线
如果热电偶AB在某一温度范围内所产生的热电势与热电偶CD在同一温度范围内所
产生的热电势相等，即 EAB (t, t0 ) ECD (t, t0 ) ，则这两支热电偶在该温度
C
C
t0
A
B
t
毫伏计
答：不会产生影响的。
中间导体定律
t0
A
B
如果断开冷端，接入第三种导体C，并保持A和C、B和C接触处的温 度均为t0，则回路中的总热电势等于各接点处的接触电势之和:
EABC (t, t0 ) eAB (t) eBC (t0 ) eCA (t0 )
t
t0
A
C
当t＝t0时，有 EABC (t0 , t0 ) eAB (t0 ) eBC (t0 ) eCA (t0 ) 0
3.5.2 热电偶及其测温原理
热电偶工作原理 热电效应和热电偶 热电偶中间导体定律与热电势的检测 热电偶的等值替代定律和补偿导线 标准化热电偶和分度表 热电偶冷端温度的处理 热电偶的结构型式
—— 热电偶工作原理
不同金属具有不同的电子密度；
两种金属接触面因为电子的扩散作用而产生 电场—热电现象；
3、辐射式温度计
通过特定波长光波的强度或热辐射强度来确 定光源温度。 辐射式温度计：测定热辐射强度； 光学温度计：采用光学分频法，测定不同频 率光波的强度比值； 比色法：直接通过可见光颜色的对比，确定 光源温度。
辐射式温度计，通常用于测量高温条件，特 别是光学温度计和比色温度计需要利用物体 在高温下发射的可见光进行检测。
电子在扩散作用和电场力作用下最终达到平 衡；
电子的扩散与温度相关，温度越高，扩散作 用越强。
扩散作用
+ 金属A
+Leabharlann 金属B -电场作用
——热电效应和热电偶
热电效应（热电偶测温的基本原理）：任何两种不同的导体或半导体
组成的闭合回路，如果将它们的两个接点分别置于温度各为 t 及 t0 的热源
中，则在该回路内就会产生热电势。
EAB (t, t0 ) eAB (t) eAB (t0 )
(i)
eAB(t)
注意：如果下标次序改为eBA，则热电势e前面的符号也应相应改变，即 eAB (t) eBA (t)
式(i)就是热电偶测温的基本公式。当冷端温度t0一定时，对于确定的热电偶来说，eAB(t0)为常 数，因此，其总热电势EAB(t,t0)就与温度t成单值函数对应关系，和热电偶的长短、直径无关。 只要测量出热电势大小，就能判断被测温度的高低，这就是热电偶的温度测量原理。
t 于是可得 EABC (t, t0 ) eAB (t) eAB (t0 ) EAB (t, t0 )
t0 B
C
C
t0
A
B
毫伏计
同理还可以证明，在热电偶中接入第四种、第五种……导 体以后，只要接入导体的两端温度相同，接入的导体对原 热电偶回路中的热电势均没有影响。
根据这一性质，可以在热电偶回路中接入各种仪表和连接 导线，只要保证两个接点的温度相同就可以对热电势进行 测量而不影响热电偶的输出。
－80～600
结构紧凑、可靠；测量精度低、量程和使用范围有 限
接 触
热电效应 热电偶
－200～ 1800
测温范围广、测量精度高、便于远距离、多点、集 中检测和自动控制，应用广泛；需自由端温度补偿， 在低温段测量精度较低
式
铂电阻
－200～
600 测量精度高，便于远距离、多点、集中检测
和自动控制，应用广泛；不能测高温