温度检测目录：概述测温仪表的分类温度检测的基本原理热电偶温度计热电偶补偿导线与冷端温度补偿热电阻温度计测温原理常用热
电阻 第一节概述一、测温仪表的分类第一节概述第一节概述第一节概述第二节热电偶温度计一、热电偶第二节
热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节
热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二
节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第
二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第二节热电偶温度计第三节热电阻温度计第三节热电阻温度计
第三节热电阻温度计第三节热电阻温度计第三节热电阻温度计第四节温度变送器一、电动温度变送器第四节温度变送器第四
节温度变送器第四节温度变送器二、一体化温度变送器第四节温度变送器三、智能式温度变送器第四节温度变送器31（4
）补偿热电偶法在实际生产中，为了节省补偿导线和投资费用，常用多支热电偶而配用一台测温仪表。图5-14补偿热电偶连
接线路32在中、低温区，一般是使用热电阻温度计来进行温度的测量较为适宜。热电阻温度计是由热电阻，显示仪
表以及连接导线所组成。WZ系列装配式热电阻对于线性变化的热电阻来说，其电阻值与温度关系如下式热电阻
温度计适用于测量-200～+500℃范围内液体、气体、蒸汽及固体表面的温度。一、测温原理利用热电阻的电阻值随温
度变化而变化的特性来进行温度测量的。33二、工业常用热电阻作为热电阻的材料一般要求是：电阻温度系数、电阻率要大；
热容量要小；在整个测温范围内，应具有稳定的物理、化学性质和良好的复制性；电阻值随温度的变化关系，最好呈线性；价格便宜。
34351.铂电阻金属铂容易提纯,在氧化性介质中具有很高的物理化学稳定性,有良好的复制性。但价格较贵。
要确定Rt～t的关系,首先要确定R0的大小。R0不同,Rt～t的关系也不同。这种Rt～t的关系称为分度表,用分度号来表示
。工业上使用的铂电阻主要有分度号为Pt100,它的R0=100Ω,其分度表见附录四。362.铜电阻
金属铜易加工提纯，价格便宜；它的电阻温度系数很大，且电阻与温度呈线性关系；在测温范围为-50～+150℃内，具有很好的稳定
性。在-50～+150℃的范围内，铜电阻与温度的关系是线性的。即工业上常用的铂电阻有两种，一种是R0＝5
0Ω，对应的分度号为Cu50。另一种是R0＝100Ω，对应的分度号为Cu100。37电动温度变送器是工业生产过程中应用
最广泛的一种模拟式温度变送器,它能与常用的各种热电偶和热电阻配合使用,将某点的温度或某两点的温差转换成相应的标准直流电流信号输出。
DDZ-Ⅲ型温度(温差)变送器是电动单元组合仪表中的一个变送单元。根据输入信号的不同，DDZ-Ⅲ型温度变
送器主要有热电偶温度变送器、热电阻温度变送器和直流毫伏变送器三种类型。38DDZ-Ⅲ型热电偶温度变送器和热电阻温度
变送器的结构大体上可以分为温度检测元件、输入电路、放大电路和反馈电路,其原理框图如图5-15所示。温度检测元件输入电路放大电
路反馈电路被测温度输出电流I0图5-15温度变送器原理框图3940它是指将变送器模块安装在测
温元件接线盒或专用接线盒内的一种温度变送器。图5-16一体化温度变送器结构框图结构测温元件和变送器模块常用的变送器芯片
：AD693、XTR101、XTR103、IXR100等变送器模块的正常工作温度-20～+80℃1温度变送器电动温度
变送器一体化温度变送器智能式温度变送器温度不能直接测量，只能借助于冷热不同物体之间的热交换，以及物体的某些物理性
质随冷热程度不同而变化的特性来加以间接测量。分类按测量方式接触式与非接触式3WZ系列装配式热电阻sz-22热
电阻信号输入数字面板表温度变送器WSSX电接点双金属温度计4100～2000（50～2000）900～2
000（700～2000）-20～1300（1600）铂铑10-铂-50～1000（1200）镍铬-镍硅-40～8
00（900）镍铬-铜镍-40～300（350）铜-铜镍-150～500（-200～600）铂电阻0～100（-5
0～150）铜电阻-50～150（180）镍电阻-100～200（300）热敏电阻0～500（-50～600）
液体型0～100（-50～200）蒸汽型0～300（-50～600）-100～100（150）有机液体0～3
50（-30～650）水银使用范围／℃只能测高温,低温段测量不准,环境条件会影响测量精度,连续测高温时须作水冷却或气冷却
测温元件不破坏被测物体温度场,能作远距离测量、报警和自控、测温范围广辐射高温计测量时,必须经过人工调整,有人为误差
,不能作远距离测量,记录和自控携带用、可测量高温、测温时不破坏被测物体温度场光学高温计非接触式测温仪表需冷端
温度补偿,在低温段测量精度较低测温范围广,精度高,便于远距离、多点、集中测量和自动控制热电偶温度计结构复杂、不能测
量高温,由于体积大,测点温度较困难测量精度高,便于远距离、多点、集中测量和自动控制电阻温度计精度低、测量距离较远时
,仪表的滞后性较大、一般离开测量点不超过10米结构简单、不怕震动、具有防爆性、价格低廉、能记录、报警与自控压力式温度计
精度低、不能离开测量点测量,量程与使用范围均有限结构简单、机械强度大、价格低、能记录、报警与自控双金属温度计容易破
损、读数麻烦、一般只能现场指示,不能记录与远传结构简单、使用方便、测量准确、价格低廉玻璃液体温度计接触式测温
仪表缺点优点温度计种类测温方式表5-1各种温度计的优缺点及使用范围51.应用热膨胀原理测温图5-1双
金属片6图5-2双金属温度信号器1—双金属片；2—调节螺钉；3—绝缘子；4—信号灯利用液体或固体受热时产生热膨
胀的原理,可以制成膨胀式温度计。2.应用压力随温度变化的原理测温3.应用热阻效应测温4.应用热电效应测温5.应用热辐射
原理测温78热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。图5-3热电偶温度计测温系统示意图1—热电偶；2—导线；3—测
量仪表热电偶温度计由三部分组成：热电偶；测量仪表；连接热电偶和测量仪表的导线。图5-4热电偶示意图铠装热电偶法国KI
MOTK102S精密型热电偶温度仪???9101.热电现象及测温原理图5-5热电现象图5-6接触电势形成的过
程左图闭合回路中总的热电势或图5-7热电偶原理注意由于热电极的材料不同,所产生的接触热电势亦不同,因此不同热电
极材料制成的热电偶在相同温度下产生的热电势是不同的。热电偶一般都是在自由端温度为0℃时进行分度的,因此,若自由端温度不为
0℃而为t0时,则热电势与温度之间的关系可用下式进行计算。EAB(t,t0)=EAB(t,0)-EA
B(t0,0)11举例例5-1今用一只镍铬-镍硅热电偶,测量小氮肥厂中转化炉的温度,已知热电偶工作端温度为800℃,自
由端(冷端)温度为30℃,求热电偶产生的热电势E(800,30)。解：由附录三可以查得E(800,0)=33.2
77(mV)E(30,0)=1.203(mV)将上述数据代入式(5-3),即得E(800,30)=E(800
,0)-E(30,0)=32.074(mV)12例5-2某支铂铑10-铂热电偶在工作时，自由端温度t0=30℃,测得
热电势E(t,t0)=14.195mV，求被测介质的实际温度。解:由附录一可以查得E(30,0)=0.173(mV
)代入式(5-3)变换得E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=0.173+14.195=14.368(mV)再由
附录一可以查得14.368mV对应的温度t为1400℃。13注意：由于热电偶所产生的热电势与温度的关系都是非线性的(当然各种
热电偶的非线性程度不同),因此在自由端温度不为零时,将所测热电势对应的温度值加上自由端温度,并不等于实际的被测温度。1415
2.插入第三种导线的问题利用热电偶测量温度时，必须要用某些仪表来测量热电势的数值，见下图。总的热电势（5-4）能量守恒
原理（5-5）（5-6）将式（5-5）5代入式（5-4）图3-58热电偶测温系统连接图说明：在热电偶回路中接入第三种金
属导线对原热电偶所产生的热电势数值并无影响。不过必须保证引入线两端的温度相同。16图5-9开路热电偶的应用1718
3.常用热电偶的种类工业上对热电极材料的要求在测温范围内其热电性质要稳定,不随时间变化;在测温范围内要有足够物理、化学稳定
性,不易被氧化或腐蚀;电阻温度系数要小,电导率要高,组成热电偶后产生的热电势要大,其值与温度成线性关系或有简单的函数关系;复
现性要好,这样便于成批生产,而且在应用上也可保证良好的互换性;材料组织均匀、要有韧性,便于加工成丝。191800160
01200900750350300～1600-20～1300-50～1000-40～800-40～700-40
0～300铂铑6合金纯铂镍硅合金铜镍合金铜镍合金铜镍合金铂铑30合金铂铑10合金镍铬合金镍铬合金铁铜LL
-2LB-3EU-2--CKBSKEJTWRRWRPWRNWREWRFWRC铂铑30-铂铑6
铂铑10-铂镍铬-镍硅镍铬-铜镍铁-铜镍铜-铜镍短期使用长期使用负热电极正热电极旧新测温范围/℃热电极材料
分度号代号热电偶名称表5-2常用热电偶204.热电偶的构造及结构形式图5-10热电偶的结构热电极绝缘管保
护套管接线盒21二、补偿导线与冷端温度补偿采用一种专用导线，将热电偶的冷端延伸出来，这既能保证热电偶冷端温度
保持不变，又经济。它也是由两种不同性质的金属材料制成，在一定温度范围内（0～100℃）与所连接的热电偶具有相同的热电特性
，其材料又是廉价金属。见左图。1.补偿导线图5-11补偿导线接线图假设将镍铬记为A、镍硅记为B、铜记为C、铜镍
记为D,并考虑到引入铜导线对回路的总热电势没有影响(因其两端温度均为t0)，则图5-11所示回路的总热电势为(5-7)如果
假定各接点温度全为t1，代入式(5-7)，则有(5-8)(5-9)或由于t1一般是在100℃以下,在此温度范围内
,根据补偿导线的性质,有(5-10)22将此式代入式(5-9)(5-11)将式(5-11)代入式(5-7),便有
(5-12)因为故(5-13)23在使用热电偶补偿导线时，要注意型号相配。0.64±0.034.10±0.156.
95±0.30铜镍铜镍铜镍铜铜镍铬铂铑10-铂镍铬-镍硅镍铬-铜镍负极正极工作端为100℃，冷端为0℃时的
标准热电势mV补偿导线热电偶名称表5-3常用热电偶的补偿导线24注意使用补偿导线时,应当注意补偿导线的正、负
极必须与热电偶的正、负极各端对应相接。此外,正、负两极的接点温度t1应保持相同,延伸后的冷端温度t0应比较恒定且比较低。对于镍铬
-铜镍等一类用廉价金属制成的热电偶,则可用其本身材料作补偿导线,将冷端延伸到环境温度较恒定的地方。252.冷端温度的变化对测
量的影响及消除方法在应用热电偶测温时，只有将冷端温度保持为０℃，或者是进行一定的修正才能得出准确的测量结果。这样做，
就称为热电偶的冷端温度补偿。一般采用下述几种方法。图5-12热电偶冷端温度保持０℃的方法（1）热电势的修正方法
在实际生产中，冷端温度往往不是0℃，而是某一温度t0，这就引起测量误差。因此，必须对冷端温度进行修正。26实际生产中，其冷端
温度为t0，即有或由此可知，热电势的修正方法是把测得的热电势EAB（t，t0），加上热端为室温t0，冷端为0℃时的
热电偶的热电势EAB（t0，0），才能得到实际温度下的热电势EAB（t，0）。27举例例5-3用铂铑10-铂热电偶进行温
度检测,热电偶的冷端温度t0=30℃，显示仪表的温度读数(假定此仪表是不带冷端温度自动补偿且是以温度刻度的)为985℃，试求被测
温度的实际值。28解：由分度号为S的铂铑10-铂热电偶分度表(附录一)查出985℃时的热电势值为9.412mV。也就是E(
t,t0)=9.412mV,又从分度表中查得E(t0,0)=E(30,0)=0.173mV。将此两个数值代入式(5
-14),得E(t,0)=9.412mV+0.173mV=9.585(mV)再查分度表可知,对应于9.585mV的温度t=1000℃,这就是该支铂铑10-铂热电偶所测得的温度实际值。（2）校正仪表零点法若采用测温元件为热电偶时，要使测温时指示值不偏低，可预先将仪表指针调整到相当于室温的数值上。注意：只能在测温要求不太高的场合下应用。（3）补偿电桥法利用不平衡电桥产生的电势，来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。29由于电桥是在20℃时平衡的，所以采用这种补偿电桥时须把仪表的机械零位预先调到20℃处。如果补偿电桥是在0℃时平衡设计的（DDZ-Ⅱ型温度变送器中的补偿电桥），则仪表零位应调在0℃处。注意！图5-13具有补偿电桥的热电偶测温线路30 |
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