第10章测温精选PPT.ppt
《第10章测温精选PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第10章测温精选PPT.ppt(70页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第第10章测温章测温1第1页,此课件共70页哦10.1 概述概述一、温度的基本概念和测量方法一、温度的基本概念和测量方法宏观概念宏观概念-是物体冷热程度的表示是物体冷热程度的表示.热平衡的两物体,其温度相等。热平衡的两物体,其温度相等。微观概念微观概念-是大量分子运动平均强度的表示。是大量分子运动平均强度的表示。分子运动愈激烈其温度表现越高。分子运动愈激烈其温度表现越高。2第2页,此课件共70页哦一、温度的基本概念和测量方法一、温度的基本概念和测量方法温度量的特殊性温度量的特殊性:1.二温度不能相加或相减;二温度不能相加或相减;2.无标准量直接进行比较测量;无标准量直接进行比较测量;3.温度只
2、能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。3第3页,此课件共70页哦用来量度物体温度数值的标尺叫用来量度物体温度数值的标尺叫温标温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。基本单位。目前国际上用的较多的温标有目前国际上用的较多的温标有经验温标经验温标(华氏温标、华氏温标、摄氏温标等摄氏温标等)、热力学温标。、热力学温标。二、二、温标温标4第4页,此课件共70页哦二、二、温标温标1.经验温标经验温标n以物体以物体热胀冷缩热胀冷缩现象为基础。现象为基础。n认为选定的测温物质体积的变化与温度成线认
3、为选定的测温物质体积的变化与温度成线性关系。性关系。n把在两温度点之间把在两温度点之间体积的总变化分为若干等体积的总变化分为若干等分分,每个等分定义为,每个等分定义为1度度。n按这个原则建立的有按这个原则建立的有摄氏温标、华氏温标摄氏温标、华氏温标。5第5页,此课件共70页哦摄摄氏氏温温标标:标准仪器是水水银银玻璃温度计。规定在标准大气压下,水水的的冰冰点点为为0度度,沸沸点点为为100度度,水银体积膨胀被分为100等等份份,对应每份的温度定义为1摄氏度,单位为“oC”;华华氏氏温温标标:标准仪器是水水银银温度计,按照华氏温标,水水的的冰冰点点为为32oF,沸沸点点是是212oF。分成180等
4、等份份,对应每份的温度为1华氏度,单位为“oF”。摄氏温度和华氏温度的关系为:6第6页,此课件共70页哦 2.热力学温标热力学温标n 热力学温标又称开尔文温标,或称绝对温标。热力学温标又称开尔文温标,或称绝对温标。n 分子运动停止时的温度为分子运动停止时的温度为绝对零度;绝对零度;n 热热力力学学温温标标(符符号号为为T)它它的的单单位位为为开开尔尔文文(符符号号为为K),定义为水三相点的热力学温度的),定义为水三相点的热力学温度的1/273.16。n 相当摄氏温标相当摄氏温标0,华氏温标,华氏温标32 的开氏温标为的开氏温标为273.15K。7第7页,此课件共70页哦三、测温方法与测温仪器的
5、分类三、测温方法与测温仪器的分类温度测量分为接触式接触式和非接触式非接触式两大类。1.接触式测温接触式测温测温元件直接与被测对象相接触,两者之间进行充分的热交换达到热平衡,这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。优点:直观可靠。缺点:感温元件影响被测温度场的分布;接触不良等带来测量误差;高温和腐蚀性介质影响感温元件的性能和寿命。8第8页,此课件共70页哦 2、非接触式测温、非接触式测温感温元件不与被测对象相接触,而通过热辐射进行热感温元件不与被测对象相接触,而通过热辐射进行热交换;交换;具有较高的测温上限;具有较高的测温上限;热惯性小,可达千分之一秒,故便于测量运动物热惯性小
6、,可达千分之一秒,故便于测量运动物体的温度和快速变化的温度体的温度和快速变化的温度。9第9页,此课件共70页哦接触式与非接触式测温特点比较方 式 接 触 式 非 接 触 式 测量 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 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l 300以上 的温度测量较困难 原理上测量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
7、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 速度慢,通常为几十秒到几分钟 快,通常为23秒钟 其它 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;可方便地组成多路集中 测量与控制系统 整个测温系统结构复杂、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现温度(需进一步转换);不易组成测温、控温一体化的温度控制装置 10第10页,此课件共70页哦3、测温仪器、测温仪器接触式测温仪器接触式测温仪器膨胀式温度计膨胀式温度计(包括液体和固体膨胀式温度计、压力式温度
8、计):利用物体热胀冷缩原理电阻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):利用电阻随温度变化的特性热电式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):利用热电效应非接触式温度计非接触式温度计 可分为辐射温度计、亮度温度计和比色温度计,由于它们都是以热辐射为基础,故也统称为辐射温度计。11第11页,此课件共70页哦各类温度检测方法构成的测温仪表的大体测温范围12第12页,此课件共70页哦10.2 膨胀式温度计和压力式温度计膨胀式温度计和压力式温度计1.液体膨胀式温度计液体膨胀式温度计由液体储存器、毛细管和标尺组成由液体储存器、毛细管和标尺组成。测温
9、上限上限取决于所用液体汽化点的温度,下限下限受液体凝点温度的限制。为防止毛细管中液柱出现断续现象,并提高测温液体的沸点,常在毛细管中液体上部充以一定压力的气体充以一定压力的气体。一、膨胀式温度计是基于物体受热时产生膨胀的原理,分为液体膨胀式和固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。体膨胀式两类。13第13页,此课件共70页哦14第14页,此课件共70页哦u液体玻璃温度计分液体玻璃温度计分全浸式全浸式和和部分浸入式部分浸入式两种。两种。全浸:全浸:测温时把液柱部分全部浸入被测介质中。测温时把液柱部分全部浸入被测介质中。部分浸入:部分浸入:把温度计部分插入被测介质中。把温
10、度计部分插入被测介质中。u全全浸浸式式测测量量精精度度较较高高,故故多多用用于于实实验验室室和和标标准准温度计,部分浸入式用于一般工业测温。温度计,部分浸入式用于一般工业测温。修正值计算:修正值计算:15第15页,此课件共70页哦16第16页,此课件共70页哦2、固体膨胀式温度计、固体膨胀式温度计金属材料的热膨胀效应也可以作为温度测量的基础。以铝为例,当温度改变T=1时,初始长度L0=10cm的铝条的长度变化为可见想要直接利用金属的线膨胀来测温度,需要测量微米级的长度变化,这样做不太实用。17第17页,此课件共70页哦将膨胀系数不同的两种材料结合在一起,对膨胀系数加以放大。分将膨胀系数不同的两
11、种材料结合在一起,对膨胀系数加以放大。分为为杆式杆式和和双金属式双金属式两大类。两大类。范围:范围:-30600oC;精度:精度:0.5-1.0级 18第18页,此课件共70页哦19第19页,此课件共70页哦 双金属片温度计双金属片温度计是由膨胀系数不同的两种金属片牢固结合在一是由膨胀系数不同的两种金属片牢固结合在一起而制成,一端固定,另一端为自由端。起而制成,一端固定,另一端为自由端。当当温温度度变变化化时时,由由于于两两种种材材料料的的膨膨胀胀系系数数不不同同而而使使双双金金属属片片的的曲曲率率发发生生变变化化,自自由由端端产产生生位位移移,经经传传动动放放大大机机构构带动指针指示温度值。
12、带动指针指示温度值。双金属片温度计双金属片温度计20第20页,此课件共70页哦设在零摄氏度时双金属片处于没有弯曲的水平状态,当温度变为T时,自由端的弯曲变形为:式中:K两种金属的热膨胀系数的差值;L双金属片的长度;T温度;t双金属片的厚度。设双金属片的长度为L=10cm,厚度为t=0.0005m,钢和锌的热膨胀系数的差值为K=2010-6/,温度改变T=1时,自由端的变形量为21第21页,此课件共70页哦 为了满足不同用途的要求,双金属元件制成各种不同为了满足不同用途的要求,双金属元件制成各种不同的形状。的形状。22第22页,此课件共70页哦双金属温度计双金属温度计的感温双金属元件的形状有平面
13、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。23第23页,此课件共70页哦二、压力温度计压力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24第24页,此课件共70页哦这类压力温度计其毛细管细而长(规格为160m)它的作用主要是传递压力,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
14、差等特点。电接点压力式温度计电接点压力式温度计25第25页,此课件共70页哦26第26页,此课件共70页哦10.4 电阻温度计电阻温度计利用导导体体和和半半导导体体的的电电阻阻随随温温度度变变化化这一性质做成的温度计称为电阻温度计。大多数金属在温度升高1C时电阻将增加0.40.6。半导体电阻一般随温度升高而减小,其灵敏度比金属高,每升高1C,电阻约减小26。目前由纯金属制造的热电阻的主要材料是铂、铜和镍铂、铜和镍。27第27页,此课件共70页哦28第28页,此课件共70页哦(一一)铂电阻温度计铂电阻温度计铂是一种贵金属。它的特点是精精度度高高,性性能能稳稳定定性性,耐耐氧氧化化性能很强性能很强
15、。铂在1200C以下都能保证上述特性。铂铂很很容容易易提提纯纯,复复现现性性好好,可制成很细的铂丝(0.02mm或更细)或极薄的铂箔。与其它材料相比,铂铂有有较较高高的的电电阻率阻率,因此普遍认为是一种较好的热电阻材料。缺点:铂电阻的电阻温度系数比较小;价格贵29第29页,此课件共70页哦在0C以上,其电阻与温度的关系接近于直线,其电阻温度系数A为3.8510-3/C。按IEC标淮,使用温度已扩大到-200850C,初始电阻有100和10两种。30第30页,此课件共70页哦目前工业用铂电阻分度号为Pt100和Pt10,其中Pt100更为常用。当时当时31第31页,此课件共70页哦(二二)铜电阻
16、温度计铜电阻温度计在测量精度要求不高、温度较低的场合,普遍地使用铜电阻。它可用来测量-50+150C的温度,在这温度范围内,铜电阻和温度呈线性关系:32第32页,此课件共70页哦铜电阻的缺点是电阻率小。制成相同阻值的电阻时,铜电阻丝要细,这样机械强度就不高,或者就要长,使体积增大。铜很容易氧化,所以它的工作上限为150C。但铜电阻价格便宜,因此仍被广泛采用。初始电阻有100和50两种。33第33页,此课件共70页哦材料:材料:特点:特点:分类:分类:(1 1)温度系数大)温度系数大 灵敏度高灵敏度高 (为热电阻(为热电阻10-10010-100倍)倍)(2 2)结构简单,体积小)结构简单,体积
17、小 可以测量点温度可以测量点温度(3 3)电阻率高、热惯性小)电阻率高、热惯性小 适于动态测温适于动态测温(4 4)易于维护、使用寿命长)易于维护、使用寿命长 适于现场测温适于现场测温(5 5)互换性差,非线性严重,精度低互换性差,非线性严重,精度低 正温度系数热敏电阻正温度系数热敏电阻(PTC)(PTC)负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻(NTC)(NTC)临界温度系数热敏电阻临界温度系数热敏电阻(CTR)(CTR)半导体半导体-半导体热电阻半导体热电阻(6 6)成本低,)成本低,应用广泛应用广泛 非线性非线性 (三三)半导体热敏电阻半导体热敏电阻34第34页,此课件共70页哦(四四)热电
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 10 测温 精选 PPT
限制150内