更新时间:2022年12月05日
温度是一个严重的物理参数,许多严重的物理、化学过程都要求在一定的温度条件下才能正常进行。温度测量分接触式测温和非接触式测温两大类。采用接触式测温时,温度敏感元件与被测对象接触,以获得较高的测量精度。但是,良好的接触往往会破坏被测对象的热平衡,存在置入误差。由于测量环境特点,对温度敏感元件的结构和性能要求较高。非接触式测温方法,温度敏感元件不与被测对象接触,而是通过热辐射能推断被测对象的温度,测温响应快,对被测对象干扰小,可测量高温、运动的被测对象,并可用于有强电磁干扰、强腐蚀等分外场合,但精度一般不高。
A、热膨胀:
固体的膨胀:双金属温度计
液体的膨胀:玻璃温度计
气体的膨胀:压力式温度计
B、热电阻:
金属温度计:铜电阻、铂热电阻、镍热电阻等
半导体热敏电阻:锗电阻、碳电阻、热敏电阻(氧化物)等
C、热电偶:
廉金属热电偶:K型热电偶、E型热电偶、T型热电偶等。
贵金属热电偶:S型热电偶、B型热电偶等
非金属热电偶:硅化物系、碳化物-硼化物系等
(热辐射温度计)
A、辐射法:辐射温度计
B、亮度法:光学高温计
C、比色法:比色温度计
测温方式 | 益处 | 缺点 |
---|---|---|
接触式温度计 | 简单,可靠,价廉,测量精度较高,一般能够测得真实温度 | 受检出元件热惯性的影响,响应时间较长,对热容量小的物体难以实现精确测量。不适于直接对腐蚀性介质测温,不能用于极高温测量,难以测量运动物体的温度 |
非接触式温度计 | 原理上测温范围可以从超低温到极高温,不破坏被测温场,可以测量热容量小的运动温度,可以测量区域的温度分布,响应速度较快 | 测量误差较大,仪表求值一般代表表现温度。在辐射通道上受介质汲取及反射光干扰,影响仪吐露体现值。被测对象表面发射率影响仪吐露体现值。结构较复杂,价格高 |
根据温度测量要求,分为就地温度测量和远传温度测量。就地温度测量仪表一般采用热膨胀温度计,其中水银玻璃温度计由于易受机械损伤,造成汞害,一般不推荐使用。因此,经常使用的是压力式温度计和双金属温度计。
压力式温度计是zui早应用于生产过程温度测量的方法之一,现在仍然广泛用于就地指示。带电接点的压力式测温系统还作为电路的接点开关,用于就地温度位式控制。压力式温度计的益处是:结构简单;机械强度高,不怕振动;价格较低;不需要外部能源。缺点是:测温范围有限制(-80~400℃);热惯性大,响应时间较慢;仪表密封系统(温包、毛细管、弹簧管)损坏难于修理;测量精度受环境温度、温包安装位置等影响大;毛细管传送距离有限制。
双金属温度计是另一种广泛使用的就地温度计。其益处是:结构简单,价格低;维护方便。缺点是测量精度较低。在满足测量范围、工作压力、精度要求下,应优先选用双金属温度计。
辐射温度计采用热电堆或光敏元件、热敏元件以及光电电池等作为检测元件。它的响应速度zui高,常用来测量移动或转动物体的温度。也可用于不能安装热电偶等的测量场合中的温度测量。
它的益处是:不需要与被测目标接触;适合高温测量;重量轻,便于携带;有一定的精度。缺点是:价格较高;靠人眼比较,误差大;被测物体的辐射率会影响测量结果。
光学高温计结构较简单,轻巧便携,使用方便。常用在金属冶炼,玻璃熔融、热处理等工艺过程中实现非接触温度测量。紧张缺点是测量靠人眼比较,容易引入主观误差。
比色温度计按它的结构可分为单通道和双通道两种。单通道比色温度计精度高,但结构复杂。双通道比色温度计结构较简单,但精度低。它紧张应用于测量表面发射率低、测量精度要求较高的场合。
热电阻与热电偶测量均是接触式测量,其特点是简单、可靠、测温精度较高,并且测温元件稳定性好、价格低、信号可远传等,是工业生产中使用zui多的测温元件。
各类测温仪表原理不同,应用场合也不尽相通。
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