常用温度测量仪表原理与维护教学提纲
热工仪表检测与维护热工仪表检测与维护教学大纲
《热工仪表检测与维护》课程教学大纲制定：安英会适用时间：2012年6月~2015年6月适用专业：生产过程自动化技术专业广西电力职业技术学院一、课程基本信息二、专业基本信息与课程体系广西电力职业技术学院生产过程自动化技术专业是首批广西高等学校“特色专业及课程一体化建设项目”支持的特色专业之一，也是全国十二五重点建设的1000个“中央财政支持高等职业学校专业建设项目”支持的特色专业之一。
本专业培养火力发电厂、核电站、电力检修公司，以及化工、有色金属、冶金、造纸、水泥、制糖等行业的大中型企业自备热电站，从事热力生产过程检测仪表、自动控制装置、管线、阀门的安装、维护、检修，热力过程控制系统的投运、维护、管理和系统集成及组态调试，常用电气控制设备的安装、维护、检修等方面的工艺及技术管理工作，以及相关企业生产过程的运行管理等方面的高素质技能型人才。
职业工种包括：自动化仪表维护维修、自动化设备及系统调试与维护、维修电工、热力设备运行操作等。
本专业的核心技能为：维修电工、自动化仪表维护维修、自动化设备维护与维修、热力设备运行、热工控制系统维护与分析五个方向。
专业实施核心技术一体化的专业建设与规划思想，所有的核心技术课程均采取理实一体的教学模式，所有的核心技术课程我们采用了任务驱动或者项目驱动的授课模式，并且以产品为导向，生产型实践为训练方式，在维修电工、自动化仪表维护维修、自动化设备维护与维修等方向均设计了能应用于生产实际的产品制造项目，拉近了教学与生产的距离。
以下为本专业表格式的专业核心课程体系。
三、教学大纲（一）总体目标与任务《热工仪表检测与维护》是以培养能从事热工仪表检测与维护的高技能人才为目标，满足电厂以及厂矿企业热力生产车间热工仪表运行及维护岗位需求而设置的一门专业理论课程。
通过本门课程的典型项目学习，学生能掌握2-3种国内外知名品牌的热工仪表品牌、产品性能以及技术规格参数，熟悉常用热工测量仪表（温度、压力、流量、物位、成分分析以及转速、位移、振动、膨胀等机械量）的测量原理及各类仪表的特性。
温度计工作原理教案
温度计工作原理教案一、教学目标1.知识目标：了解温度计的工作原理，学生能够描述不同种类的温度计原理及其应用。
2.技能目标：学生能够选用合适的温度计测量温度。
3.情感标：培养学生的实验探究能力，提高学生对温度计工作原理的兴趣和探求精神。
二、教学重点探究温度计的工作原理及应用。
三、教学难点将温度计工作原理应用于实际问题中，实现温度测量。
四、教学方法1.创设情境：通过实际问题引起学生的思考和探究。
2.合作探究：分组协作完成实验，模拟温度计的测量过程。
3.演练练习：在学习温度计的原理后进行实验操作。
五、教学内容及教学过程1.温度计的种类及原理介绍。
温度计是可以测量物体温度的仪器，根据其原理不同可以分为接触式温度计和非接触式温度计。
（1）接触式温度计接触式温度计是将温度计的感温元件与被测体接触，由于热传导原理的作用，感温元件所受到的热量就与被测体温度成正比。
接触式温度计的感温元件种类很多，包括金属感温元件、热敏电阻、热电偶等。
（2）非接触式温度计与接触式温度计不同，非接触式温度计可以在不接触被测物体的情况下测量其表面温度。
常见的非接触式温度计有红外线温度计和光学温度计。
2.实验探究温度计原理将不同种类的温度计分给不同组，通过实验探究其原理。
每组以金属感温元件为例，使用实验仪器模拟起草记录金属感温元件温度变化曲线，让学生通过模拟实验的方式，理解温度计的原理。
3.小结总结通过实验探究，学生对温度计构成及原理有进一步的了解。
在课堂的小结环节中，教师可让学生自主探究一些实际情景，帮助学生掌握如何选用合适的温度计测量不同温度范围的物体。
六、教学评价通过实验探究以及课堂小结，教师可以对温度计工作原理探究的学生掌握程度进行评价。
教师也可以准备一些相应的评价工具，例如问题解决评价工具，实验操作记录表等，根据学生的表现给予相应的评分。
温度监测仪表的原理与应用
温度监测仪表的原理与应用1. 介绍温度监测仪表是一种用于测量和显示温度的设备，广泛应用于各个行业和领域。
它采用不同的原理和技术来实现温度的测量和监测，以满足各种应用的需求。
本文将介绍温度监测仪表常用的原理和应用。
2. 温度测量原理温度监测仪表使用不同的原理来测量温度，以下是一些常见的温度测量原理：2.1 热敏电阻测温原理热敏电阻是一种电阻随温度变化的器件，温度升高时电阻值减小，反之电阻值增大。
热敏电阻常用的材料有铂、镍、铜等。
温度监测仪表使用热敏电阻来测量温度，通过测量热敏电阻的电阻值来确定温度。
2.2 热电偶测温原理热电偶是由两种不同金属组成的电偶极，当两端温度不同时，产生热电势。
热电偶测温原理是基于热电势与温度之间的关系。
温度监测仪表通过测量热电偶的热电势来确定温度。
2.3 红外测温原理红外测温是利用物体本身的红外辐射来测量其表面温度的原理。
温度监测仪表使用红外传感器来接收和转换物体的红外辐射，通过计算红外辐射的强度和频率来确定温度。
2.4 热电阻测温原理热电阻是一种电阻随温度变化的器件，其电阻随温度呈线性变化。
温度监测仪表使用热电阻来测量温度，通过测量热电阻的电阻值来确定温度。
3. 温度监测仪表的应用温度监测仪表在各个行业和领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：3.1 工业自动化在工业领域，温度监测仪表广泛应用于各种自动化设备中，如锅炉、炉温控制系统、化工生产过程中的温度监测等。
通过监测和控制温度，可以确保工业生产过程的稳定性和安全性。
3.2 环境监测温度监测仪表在环境监测中起着重要作用，可以用于监测室内外温度，以及地表温度、水温等。
这些数据对于气候研究、气象预测和环境保护等方面都有重要意义。
3.3 医疗行业在医疗行业中，温度监测仪表用于测量人体的体温、环境温度等。
它在医院、实验室和家庭中都有广泛的应用，可以帮助医生和护士监测患者的体温，及时识别异常情况。
3.4 农业领域在农业领域，温度监测仪表可以用于监测土壤温度、养殖环境温度等。
八大温度仪表工作原理及安装注意事项
八大温度仪表工作原理及安装注意事项一、双金属温度计工作原理：双金属温度计的工作原理是利用二种不同温度膨胀系数的金属，为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷形状，当多层金属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量不等，使得螺旋卷卷起或松开。
由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由转动的指针相连，因此，当双金属片感受到温度变化时，指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度来。
这种仪表的测温范围一般在-80℃～+500℃间，允许误差均为标尺量程的1.5%左右。
分类：普通双金属温度计、耐震型双金属温度计、电节点双金属温度计。
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。
③135°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。
选型与使用：在选用双金属温度计时要充分考虑实际应用环境和要求，如表盘直径、精度等级、安装固定方式、被测介质种类及环境危险性等。
除此之外，还要重视性价比和维护工作量等因素。
此外，双金属温度计在使用过程中应注意以下几点：A、双金属温度计保护管浸入被测介质中长度必须大于感温元件的长度，一般浸入长度大于100mm,0-50℃量程的浸入长度大于150mm，以保证测量的准确性。
B、各类双金属温度计不宜用于测量敞开容器内介质的温度，带电接点温度计不宜在工作震动较大的场合的控制回路中使用。
C、双金属温度计在保管、使用安装及运输中，应避免碰撞保护管，切勿使保护管弯曲变型及将表当扳手使用。
D、温度计在正常使用的情况下应予定期检验。
一般以每隔六个月为宜。
电接点温度计不允许在强烈震动下工作，以免影响接点的可靠性。
E、仪表经常工作的温度最好能在刻度范围的1/3～2/3处。
二、压力式温度计工作原理：压力式温度计的原理是基于密闭测温系统内蒸发液体的饱和蒸气压力和温度之间的变化关系，而进行温度测量的。
温度计量培训大纲讲解
比例积分微分调节（第339页）
测量不确定度评定步骤
? 1确定测量方法（测量原理、使用仪器、测量条件、测量程序、 以及数据处理等）
? 2建立满足测量不确定度评定所需数学模型 ? 3找出所有不确定度来源，并计算不确定度分量 ? 4确定合成标准不确定度 ? 5确定扩展不确定度
一温标 二几种温标的比较 三温标的传递 四膨胀式温度计：玻璃液体温度计 五玻璃温度计的读数 六膨胀式温度计：双金属温度计 压力式温度计 七电阻式温度计 八热电偶 九光学高温计 十辐射温度计 十一温度显示和调节仪表七温度显示和调节仪表 十二测量不确定度评定步骤
温标
? 温标:用数值表示温度的方法（第2页第4行）。
光学高温计
? 光学高温计的特点（第137页第2段） ? 隐丝式光学高温计的工作原理 （第145-第
二段） 红色滤光片的作用 （第145－146页） 吸收玻璃的作用 （第146页倒数第8行） 光学高温计灯泡的作用（第148页倒数14行） 灯泡的结构特性和使用中注意问题（第149页） 影响光学高温计测量准确度的因素（第155156页）
如分度值为1℃，要估读到0.1℃..
2测量结果=读数+修正值
25
如图温度计分度值为1℃，
20℃和25℃的修正值为0.5℃
读数：22.7 ℃或22.8 ℃
测量结果： 22.7 + 0.5=23.2（℃）
20
或22.8 + 0.5=23.3（℃）
膨胀式温度计： 双金属温度计 压力式温度计
? 双金属温度计优点 （第35页） 工作原理 （第35-36页）
建立温必须具备的三个条件：测温仪器、固定温度点、建立温标方程
? 经验温标：（第3页第2行）。经验温标的缺点：经验性和任意性第3页18 行
温度测量原理讲义
(3) 热电偶回路热电势 温差电势的产生 回路电势 热电偶回路中，如果t＞t0，NA（t）＞NB（t），则在回路内便产生两个接触电势eAB(t)和eAB(t0)，两个温差电势eA（t，t0）和eB（t，t0），各电势的方向如图所示。回路的总电势EAB(t,t0)等于回路中各电势的代数和。即 上式表明热电偶的热电势是热电偶两端温度的函数之差，其大小取决于热电偶两个热电极材料的性质和两端接点温度，而与热电极几何尺寸无关。 如果保持热电偶冷端温度to恒定不变，对一定材料的热电偶其eAB（t0）亦为常数，设为C，则热电偶的热电势只与热电偶热端温度t有关，若测得EAB(t,t0) 值，便可知温度t值，这就是热电偶测温原理。即 EAB ( t, t0 )=eAB ( t ) – C
将两种不同材料的导体（或半导体）A和B组成闭合回路称之为热电偶。A、B是热偶丝，也叫热电极。放在被测对象中，感受温度变化的那端称为工作端或热端，另一端称为自由端或冷端。当热端和冷端温度不同时回路中有电流流过，此电流称为热电流，产生热电流的电动势称为热电势，这种物理现象称为热电现象。此热电势由接触电势和温差电势两部分组成的 （1）接触电势: 接触电势的大小可用下式表示： 式中 e—一单位电荷，等于4.802×10-10绝对静电单位； K—一波尔兹曼常数，等于1.38×10-28 J / K； NA(t), NB（t）——金属A、B在温度t时的自由电子密度； T——A、B金属接触处的绝对温度，K。 （2）温差电势: 温差电势是同一金属体两端温度不同而产生的。 式中 NA（t）——金属A的电子密度，它是温度函数。 为了分析方便，温差电势可由下面函数差来表示：
第二章 温度测量 第一节 热电偶测温 一、热电偶的测温原理 热电偶温度计以热电偶作为感温元件，一般用于测量500℃以上的高温，长期使用时其测温上限可达1300℃，短期使用时可达1600℃，特殊材料制成的热电偶可测量的温度范围为2000～3000℃。如电厂生产过程中的主蒸汽温度、过热器管壁温度、烟气高温等都是采用热电偶来测量的。 热电偶具有性能稳定、测温高、结构简单、使用方便、经济耐用、容易维护和体积小等优点，还便于信号远传和实现多点切换测量， 1、热电现象 热电偶 接触电势产生
常用温度测量仪表原理与维护
三、温度计的分类和形式
膨胀式温度计
玻璃温度计 压力式温度计 双金属温度计
热电偶温度计 热电阻温度计 辐射式温度计
四、膨胀式温度计
玻璃温度计 压力式温度计 双金属温度计
玻璃液体温度计
利用液体受热膨胀并 沿玻璃毛细管延伸而 直接显示温度
双金属温度计
t t0 t = t0
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
双金属温度计
(二).双金属片温度计 按指示部分与保护管 连接方式不同 , 分为 下列三种类型:
(1)轴项型 (2)径向型 (3)135度角型
双金属温度计
四、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。 1. 辐射式温度计：测定热辐射强度； 2. 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； 3. 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。
玻璃温度计
2、压力式温度计
压力式温度计的工作原理是当温度变化时,工质的 体积或压力相应发生变化,以此制成温度计 这种温度计的主要优点是构造简单,防震可以远距 离测量 , 并可制成自动记录式。主要缺点是损坏 后很难修理,不能测点温和表面温度。 国产 WTQ 型式气体压力温度计 , 可用来指示或记 录工业设备中气体 , 蒸汽或液体的温度。测量范 围 :0-120,0-160,0-200,0-3009( 单位摄氏度 ) 工作 压力:60kgf/cm^2,精度1.5与2.5级。
（2）.仪表机械零点调整法
仪表的机械零点为仪表输入电势为零时,指针 停留的刻度点 , 也就是仪表的起始点。若预 知热电偶冷端温度为 t0,在此时相当于人为给 仪表输入热电势 EAB(t0, 0), 在接通测温回路 后,输入仪表的热电势为： EAB(t,t0) + EAB(t0,0) = EAB(t,0) 使仪表指针指示热端温度t值。 仪表机械零点调整法比较简单 , 如热电偶冷 端温度波动频繁,变化较大,不宜采用此法
温度测量仪表知识培训
例 有一个实际的K型热电偶测温系统，配有K型热电偶的补偿导线，测量系统配有K型热电 偶的温度显示仪表（带补偿电桥）来显示被测温度的大小。设t=300℃,tc=50℃,t0=20℃, ①求测量回路的总电势以及温度显示仪表的读数②如果补偿导线为普通铜导线；或显示 仪表为E型热电偶的，则测量回路的总电势和温度的显示值又各是多少？
中国规定工业用铂电阻R0=10Ω和R0=100Ω,分度号为Pt10和Pt100
金属电阻 （2）铜电阻(WZC)
测温范围：-50~150 ℃。 铜电阻容易加工和提纯，线性较好，价格便宜。铜电阻的电阻值和 温度的关系可以表示为 Rt=R0（1+At+Bt2+Ct3) Rt为温度在t ℃时铜电阻的电阻值；A、B、C为常数。 中国规定工业用铜电阻R0=50Ω和R0=100Ω,分度号为Cu50和Cu100
3. 多点式热电偶
▪ 适用于生产现场存在温度梯度不显著，须同时测量多个位置或位 置的多处测量。广泛应用于大化肥合成塔、存储罐等装置中。
3. 防爆型热电偶
▪ 防爆热电偶是利用间隙隔爆原理，设计具有足够强度的接线盒等 部件，将所有会产生火花，电弧和危险温度的零部件都密封在接 线盒腔内，当腔内发生爆炸时，能通过接合面间隙熄火和冷却， 使爆炸后的火焰和温度传不到腔外，从而进行隔爆。
修正公式 (t,0) E(t, t0 ) E(t0 ,0)
被测温度 t 的热电势
冷端 t0的热电势
主要应用于实验室的测温，由于需要人工计算 、查表，不能应用 于生产过程的连续测温。
例 用S型热电偶测温，热电偶的冷端温度t0=20℃，测得热电势
为7.32 mv，求被测对象的实际温度t 。 (已知: E (20,0 ) = 0.113 mv )
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玻璃温度计
2、压力式温度计
压力式温度计的工作原理是当温度变化时,工质的 体积或压力相应发生变化,以此制成温度计 这种温度计的主要优点是构造简单,防震可以远距 离测量 , 并可制成自动记录式。主要缺点是损坏 后很难修理,不能测点温和表面温度。 国产WTQ型式气体压力温度计,可用来指示或记 录工业设备中气体, 蒸汽或液体的温度。测量范 围:0-120,0-160,0-200,0-3009(单位摄氏度 )工作 压力:60kgf/cm^2,精度1.5与2.5级。
三、温度计的分类和形式
膨胀式温度计
玻璃温度计 压力式温度计 双金属温度计
热电偶温度计 热电阻温度计 辐射式温度计
四、膨胀式温度计
玻璃温度计 压力式温度计 双金属温度计
玻璃液体温度计
利用液体受热膨胀并
沿玻璃毛细管延伸而 直接显示温度
双金属温度计
t t0
t = t0
不同金属受热膨胀不
同，双金属片在受热
（1）.计算修正法
若温度显示仪表分度时规定热电偶冷端温度为零摄氏度, 而 在使用中冷端温度不为零摄氏度时, 根据热电偶的中间温度 定律 ,得知在这种情况下产生的热电势为:
EAB(t,0) = EAB(t,t0) + EAB(t0,0) 式中: EAB(t,0) - 冷端为0,热端为t时的热电势；
EAB(t,t0) - 冷端为t0,热端为t时的热电势,即实测值； EAB(t0,0) - 冷端为t0,时的应加校正值。 将 t0 摄 氏 度 的 仪 表 实 测 读 数 与 相 应 的 校 正 值 代 数 相 加 得 EAB(t,0),然后从分度表查得被测温度t值。这种方法只适用于 实验室。
WR系列隔爆热电偶
4、热电偶冷端温度补偿
热电偶的热电势是两个接点温度的函数表, 只有 当冷端温度不变时,热电势才是热端温度的单值函 数。
实际应用中,热电偶冷端所处环境温度总有波动, 从而使测量得不到正确结果, 必须采取补偿措施. 冷端温度处理办法有以下几种:
1.计算修正法 2.仪表机械零点调整法 3.恒温法 4.补偿法 5.多点测量的热电偶冷端温度补偿
高温端流向低温端的自由电子与低温端被电场 吸引流向高温端的自由电子达到了动态平衡， 这时的电位差称为温差电势 e，
大小仅与金属材料及两端温差有关，而与几何 尺寸及金属（导体）温度分布无关。e(t,t0)可 用下面的函数差来表示
eA(t,t0)=eA(t)-eA(t0)
t+
eA（t，t0）
－ t0
A
3、热电偶的材质与选择
辐射式温度计
五、热电偶温度计
1、热电偶的测温原理 热电势：两种不同的导体材料（或半导体） A，B组成的闭合回路。相接触时，存在电子 的迁移，达到平衡时，在接触的两端形成电 势
可用于点温度的测量
只与材料和温度 有关，与热电偶的长度、直 径无关
接触电势和温差电势组成
mV
热电偶温度计
2、温差电势
温差电势：同一金属导体两端温度不同而产生 的。
压着式铠装热电偶
耐高温耐腐蚀热电偶
以特殊金属陶瓷材料作为外保护套管，采用复合 型结构，使用温度1600°C，具有良好的耐高温 、抗气流冲击、抗氧化性能。主要用于高温加热 炉、裂解炉、尾气焚烧炉、焦化炉等装置的测温 。
吹气型热电偶
吹气型热电偶的结构原理： 铠装热电偶感温元件和外保护管之间构成一定的气 路，在气路中，通入一定压力的惰性气体，以排除 或减少热电偶在高温、属片温度计 按指示部分与保护管 连接方式不同,分为 下列三种类型:
(1)轴项型 (2)径向型 (3)135度角型
双金属温度计
四、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。 1. 辐射式温度计：测定热辐射强度； 2. 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； 3. 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。
温度测量常用仪表原理及维护
运营维护中心
目录
1：温度测量的基本概念 2：温度的测量与变送 3：温度计的分类和形式 4：热电偶温度计 5：热电偶冷端温度补偿 6：热电偶的校验和误差分析 7：热电阻温度计测温原理 8：热电阻温度计常见的故障
温度测量及温度传感器
一、温度测量的基本概念 温度的定义：表征分子热运动的程度的 物理量 温标：衡量温度大小的标尺
情况下发生弯曲而显 示温度
1、玻璃液体温度计
是膨胀式温度计之一种,利用液体受热膨胀 的性质制成, 常用的液体有水银和酒精。广 泛用于测量-200-500摄氏度范围内的温度。 （1）优点和缺点
玻璃液体温度计是最常用,也是最简单,最便宜 的温度计。 这种温度计主要优点是构造简单,使用方便,精 度高和价格低廉。缺点是惰性大,能见度低, 不 能自动记录及远距离传送。
热电偶的材质要求：
单位温度变化的热电势大，且尽量接近线性 关系； 热电性质稳定； 化学稳定性好：高温下抗氧化，抗腐蚀； 具有较好的延展性，易于加工； 复现性好，便于批量生产和互换。
不同材质的热电偶有不同的特性，应根 据实际需要选择
测量范围、放大系数（以分度值表示）、测 量精度、抗腐蚀能力、价格等。
耐腐热电偶和耐磨热电偶
压力式温度计工作原理
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。
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）。
带温压补偿的压力式温度计
3、双金属温度计
(一)双金属温度计的工作 原理：
双金属温度计是利用两种不 同膨胀系数的金属片A和B 将其焊接在一起并将一端固 定。当温度发生变化时,膨 胀悉数较大的金属片B伸长 较多,故其未固定端(自由端) 必然向膨胀系数较小的金属 A一方弯曲变形。利用弯曲 变形的大小不同,从而可表 示出温度的高低不同。
摄氏：℃ 热力学：K 华氏：℉
二、温度的测量与变送
温度是工业生产过程中最普遍而重要的 操作参数。
所有的过程都是在一定的温度条件下进行的； 温度决定一些反应能否进行和反应方向； 温度决定一些反应的进程程度； 温度显示反应的能量变化。
温度不能直接测量。温度的测量都是通 过温度传递到敏感元件后，其物理性质 随温度变化而进行的。