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一、温度检测方法 本文来自www.eadianqi.com 温度检测方法按测温元件和被测介质接触与否可以分成接触式和非接触式两大类。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
二、热电偶 本文来自www.eadianqi.com 热电偶的测温原理是以热电效应为基础的，将任意两种不同材料的导体A、B组成一个 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 闭合回路，如图4-2所示。 本文来自www.eadianqi.com
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图4-2热电偶回路 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 只要其连接点1．2温度不同，在回路中就会产生热电动势，这种现象称为热电效应。这两种不同导体的组合元件就称为热电偶。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
在图4-2所示的热电偶回路中，当接触点1．2的温度不同时，则产生两个不同的接触电势eAB（t）和eAB（t0），这时回路中的总电势为 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 E（t，t0）=eAB（t）-eAB（t0） 在实际使用热电偶时，在热电偶回路中总要接入测量仪表及导线，如图4-3所示。热电偶是由两种不同导体或半导体材料焊接而成，焊接的一端称为热端（或工作端），与导线连接的一端称为冷端。 本文来自www.eadianqi.com
图4-3所示为热电偶接入第三种导体C所组成的闭合回路。设导体A、B接点温度为t，A、C与B、C两处接点的温度为t0，则回路中的总电势为 本文来自www.eadianqi.com E（t，t0）=EAB（t）+EBC（t0）+ECA（t0）（4-6） 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 如果回路中各接点温度相同，即t=t0，则回路总电势E（t0）必为零，即 本文来自www.eadianqi.com E（t，t0）=EAB（t0）+EBC（t0）+ECA（t0）=0 本文来自www.eadianqi.com 或EBC（t0）+ECA（t0）=-EAB（t0）（4-7） 本文来自www.eadianqi.com
将式（4-7）代入式（4-6），可得 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 E（t，t0）=EAB（t）-EAB（t0）（4-8） 本文来自www.eadianqi.com 式（4-8）与式（4-5）完全一样，由此可见，在热电偶回路中接入第三种导体时，只要接入第三种导体的两个接点温度相等，回路中总电势值不变。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 一般是使用一种所谓补偿导线与热电偶冷端相连接，如图4-4所示，这种补偿导线是两极不同金属丝，它在一定的温度范围内（0～100℃）和所连接的热电偶具有相同的热电性能，而所选用的材料是廉价金属。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
图4-3热电偶测温示意图图4-4补偿导线连接图 本文来自www.eadianqi.com 1—热电偶AB 本文来自www.eadianqi.com 2—测量仪表（电位差计或动圈仪表） 本文来自www.eadianqi.com 3—连接热电偶和测量仪表的导线 本文来自www.eadianqi.com
为了消除冷端温度变化对测量精度的影响，还可采用冷端温度补偿的方法。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 热电偶冷端温度补偿：当热电偶工作端温度为t，冷端温度为t0时，热电偶产生的热电势为 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 E（t，t0）=E（t）-E（t0）=E（t，0）-E（t0，0）（4-9） 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 也可写成 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 E（t，0）=E（t，t0）+E（t0，0）（4-10） 本文来自www.eadianqi.com
这就是说，要使热电偶的热电势符合分度表，只要将热电偶测得的热电势加上E（t，t0）即可。 本文来自www.eadianqi.com
冷端温度补偿方法有以下几种： 本文来自www.eadianqi.com
（1）计算法根据补偿原理计算修正。 本文来自www.eadianqi.com （2）冰浴法将热电偶的冷端放入冰水混合物中，使冷端温度保持0℃。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （3）机械调零法一般仪表在未工作时指针指在零位（机械零点）。 本文来自www.eadianqi.com
（4）补偿电桥法 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
自动控制网www.eadianqi.com版权所有 2．热电偶的结构 本文来自www.eadianqi.com 常用热电偶结构基本上有以下几种： 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （1）普通型热电偶普通型热电偶主要由热电极、绝缘管、保护管套、接线盒、接线端子组成。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （2）铠装热电偶用金属套管、陶瓷绝缘材料和热电极组合加工而成。铠装热电偶具有能弯曲、耐高压、热响应时间快和坚固耐用等优点，可适用复杂结构的安装要求。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （3）多点式热电偶多支不同长度的热电偶感温元件，用多孔的绝缘管组装而成。适合于化工生产中反应器不同高度的几点温度测量，如测量合成塔不同位置的温度。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （4）隔爆型热电偶隔爆型热电偶基本参数与普通型热电偶一样，区别在于采用了防爆结构的接线盒。当生产现场存在易燃易爆气体的条件下必须使用隔爆型热电偶。 本文来自www.eadianqi.com （5）表面型热电偶是利用真空镀膜法将两电极材料蒸镀在绝缘基底上的薄膜热电偶，专门用于测量各种形状的固体表面温度，反应速度极快，热惯性极小。它作为一种便携式测温计，在纺织、印染、橡胶、塑料等工业领域广泛应用。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 三、热电阻 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 1．金属热电阻 本文来自www.eadianqi.com 金属热电阻测温原理是基于导体的电阻会随温度的变化而变化的特性。因此只要测出感温元件热电阻的阻值变化，就可测得被测温度。工业上常用的热电阻有铜电阻和铂电阻两种。 本文来自www.eadianqi.com
自动控制网www.eadianqi.com版权所有 图4-6普通型热电阻结构 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 a）铜电阻b）铂电阻c）电阻体外形 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 1—钢丝引出线2—塑料骨架3—铜电阻丝 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 4—银丝引出线5—铂电阻丝6—云母片骨架 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 7—接线盒8—保护管9—螺纹接口 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
2．半导体热敏电阻 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 半导体热敏电阻是利用某些半导体材料的电阻值随温度的升高而减小（或升高）的特性制成的。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 半导体热敏电阻结构简单、电阻值大、灵敏度高、体积小、热惯性小，但是非线性严 本文来自www.eadianqi.com 四、热电偶、热电阻的选用 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 1．选型 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
热电偶和热电阻都是常用工业测温元件，一般热电偶用于较高温度的测量，在500℃以下（特别是300℃以下），用热电偶测温就不十分妥当。 本文来自www.eadianqi.com 2．安装 本文来自www.eadianqi.com 热电偶和热电阻安装时应注意以下几点： 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
1）选择有代表性的测温点位置，测温元件有足够的插入深度。测量管道流体介质温度时，应迎着流动方向插入，至少与被测介质正交。测温点应处在管道中心位置且流速最大处。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 2）热电偶或热电阻的接线盒的出线孔应朝下，以免积水及灰尘等造成接触不良，防止引入扰动信号。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
3）测温元件应避开热辐射强烈影响处，要密封安装孔，避免被测介质逸出或冷空气吸入而引起误差。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
3．使用 本文来自www.eadianqi.com 热电偶测温时，一定要注意冷端温度补偿。除正确选择补偿导线，正、负极性不能接反外，热电偶的分度号应与配接的变送、显示仪表分度号一致。在与采用补偿电桥法进行冷端温度补偿的仪表（如电子电位差计、温度变送器等）配套测温时，热电偶的冷端要与补偿电阻感受相同温度。金属热电阻在与自动平衡电桥、温度变送器等配套使用时，为了消除连接导线阻值变化对测量结果的影响，除要求固定每根导线的阻值外，还要采用三线制进行连接。此外，热电阻分度号也要与配接的温度变送器、显示仪表分度号一致。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 |
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