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热工测量及仪表安徽工业大学能源与环境学院能源与动力工程系刘典福第二章温度测量概述温度测量物理基础膨胀式温度计电阻式温度计热电偶温度计辐射温度计光纤温度计集成温度传感器测温技术温度测量仪表的应用电阻式温度计概述金属热电阻温度计半导体热电阻温度计使用和误差分析概述概念度量测量原理特点分类概念利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。当被测介质中有温度梯度存在时，所测的温度是感温元件所在范围介质中的平均温度度量电阻温度系数：度量热电阻的纯度W热电阻测量原理利用导体或半导体电阻值随温度变化的性质来测温度。温度检测元件须满足以下要求：要有尽可能大而且稳定的电阻温度系数要有较大电阻率，以便在同样S下减小元件尺寸电阻与温度要有单值函数关系，最好呈线性关系热电阻的选择要求在使用温度范围内，化学和物理性能稳定，在加工时要有良好的工艺性材料要易于提纯，要能分批复制而不改变其性能，要有良好互换性材料价格便宜，有较好性价比特点用于测量-200～850℃，性价比高，低温可测1K，高温达1300K同类材料制成热电阻不如热电偶温度计测温上限高，在中低温区稳定性好，准确度高与热电偶相比，同温度下S高，输出信号大，标准铂电阻温度计准确度最高，中温区内插用标准温度计特点不适于测量高温物体不同种类个体差异较大，如铜电阻式温度计感温元件结构复杂，体积较大，热惯性大，不适于测量体积狭小和温度瞬变对象的温度；半导体热敏电阻的互换性差等分类用途标准电阻温度计工业用电阻温度计结构：普通热电阻温度计铠装热电阻温度计薄膜热电阻温度计材料：金属热电阻温度计半导体热敏电阻温度计金属温度计概述铂电阻温度计铜电阻温度计镍电阻温度计引线与测量电路概述金属热电阻主要由铂电阻、铜电阻、镍电阻、铁电阻和铑铁合金等，主要金属热电阻的品种、代号、分度号和测温范围等如表所示。铂和铜电阻最为常用，有统一的制作要求、分度表和计算公式；铂电阻测温准确度最高概述金属热电阻的基本参数铂电阻温度计概述特点结构概述工业生产和科研实验研究中大量使用铂电阻温度计，在我国一般称为铂热电阻按用途分为工业用和标准铂电阻温度计，工业用按结构可划分为普通型、铂膜型和铠装型；标准铂电阻温度计按结构分为长杆型、套管型和高温型三类，结构已基本定型，并且具有良好性能特点准确度高、稳定性好、性能可靠、抗氧化性强铂很容易提纯，复现性好与其他材料相比，铂有较高电阻率电阻温度系数大质地柔软，易加工成形，可制成很细铂丝(0.02mm或更细)或极薄铂箔铂电阻的电阻与温度为非线性关系在还原介质中工作时易被玷污变脆价格较贵温度特性-200～0℃的温度范围内：0～850℃的温度范围内：结构普通型铂膜型铠装型普通型结构感温元件引线保护管感温元件热电阻丝绝缘骨架感温元件热电阻丝：直径0.03～0.07mm细铂丝。电阻率较大，相对机械强度较大，电阻丝不是太长，往往只绕一层，而且是裸丝，每匝留有空隙以防短路。为了使感温元件没有电感，须采用无感绕法，即先将电阻丝对折起来进行双绕，使两个端头都处于支架同一端感温元件绝缘骨架：用来缠绕、支撑或固定电阻丝的支架，其性能将直接影响热电阻的特性，材质多为云母、陶瓷、玻璃等感温元件绝缘骨架性能引线热电阻出厂时自身具备的，使感温元件能与外部测量线路相连接，位于保护管内。工业铂电阻温度计，中低温时用银丝作为引线，高温时用镍丝。铜和镍电阻温度计引线，用铜、镍丝。为减少引线电阻影响，其直径往往比电阻丝直径大很多保护管用来保护已经绕制好的感温元件免受环境损害的管状物，其材质有金属和非金属多种材料。将热电阻装入保护管内，同时将其引线和接线盒相连。铂膜型将铂丝绕制工艺改为铂丝膜层特殊工艺。即将铂粉印制在氧化铝制成的载体上，然后烧制，再在表面覆盖一层釉，再次焙烧以在铂元件表面形成一层坚固的保护膜，膜层厚度约为7微米测温范围是-50～600℃，适用于工业化大规模生产，是现在比较常见的工业铂电阻温度计特点膜层取用铂质材料少，原材料成本低，利用率高元件结构牢固、耐振动、绝缘性好体积小、阻值大、灵敏度高铂电阻热容量小，导热系数大，热响应时间快，约为0.15-0.35s。特别适用于物体表面、狭小区域、快速及需要高阻值的测温场合铠装型将感温元件、金属导线装入细不锈钢管或铜制的保护套管内。其绝缘骨架多为陶瓷骨架或玻璃骨架，其保护管外径为3—8mm，管内用氧化镁绝缘材料牢固填充铂电阻的3根引线与保护管之间，及引线