熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)課件

1、熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù),主講人 陳威,第一章 測(cè)量系統(tǒng)概論及誤差分析,第一節(jié) 測(cè)量的基本概念第二節(jié) 誤差分析,第一節(jié) 測(cè)量的基本概念,測(cè)量技術(shù)是一門實(shí)用性很強(qiáng)學(xué)科，探求事物之間量、質(zhì)關(guān)系的科學(xué)，與其他學(xué)科有著廣泛而密切的聯(lián)系。其次，根據(jù)測(cè)量的復(fù)雜程度合理組成測(cè)量系統(tǒng)。因此其可分為簡(jiǎn)單測(cè)量系統(tǒng)和復(fù)雜測(cè)量系統(tǒng)。再次，任何測(cè)量都不可避免地含有誤差。誤差理論是測(cè)量技術(shù)的核心，它能夠分析和判斷結(jié)果的可靠性和有效性。,一 測(cè)量意義

2、,無論在科學(xué)實(shí) 驗(yàn)還是在生產(chǎn)過程中都離不開測(cè)量技術(shù)，否則會(huì)給工作帶來巨大的盲目性.只有通過可靠的測(cè)量，然后用誤差理論正確判斷測(cè)量結(jié)果的可靠性和有效性，才能進(jìn)一步解決工程技術(shù)上提出的問題。由此可見，測(cè)試技術(shù)水平高低，將直接影響科技的發(fā)展。,二 測(cè)量方法,1 按照獲得測(cè)量結(jié)果的方法不同分類1) 直接測(cè)量：將被測(cè)量直接與測(cè)量單位進(jìn)行比較，或用預(yù)先標(biāo)定好的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量其測(cè)量結(jié)果可直接從測(cè)量?jī)x表上獲得，稱為直接測(cè)量。A 直讀法

3、：直接從儀表上讀出測(cè)量結(jié)果。如：壓力表溫度計(jì)等。B 比較法：與某一已知量或標(biāo)準(zhǔn)量具進(jìn)行比較，其測(cè)量精度比直讀法高。,--直接測(cè)量：,采用儀器、設(shè)備、手段測(cè)量被測(cè)量，直接得到測(cè)量值,測(cè)量結(jié)果：20.1 mm,-- 相對(duì)測(cè)量：,將被測(cè)量直接與基準(zhǔn)量比較，得到偏差值,特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、直觀、明了.,基準(zhǔn)量：20.00 mm,測(cè)量值：+0.08 mm,結(jié) 果：20.08 mm,2) 間接測(cè)量： 在工程上許多測(cè)量參數(shù)往往不能用直

4、接測(cè)量法得到，如電功率P=UI, 軸功率N=M*n。 這種通過直接測(cè)量量與被測(cè)量有確定函數(shù)關(guān)系的各變量，然后將所測(cè)得的數(shù)值代入函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算，從而求得測(cè)量值的方法，稱為間接測(cè)量法。,按照測(cè)量狀態(tài)和條件分1) 按等精度和非等精度分： 在完全相同條件（測(cè)量者、儀器、測(cè)量方法、環(huán)境等） 下，進(jìn)行一系列重復(fù)測(cè)量稱為：等精度測(cè)量。 2) 按動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)分： 對(duì)穩(wěn)態(tài)參

5、數(shù)進(jìn)行測(cè)量，稱為穩(wěn)態(tài)測(cè)量（如：環(huán)境、溫度、大氣溫度、壓力…）。 3) 按接觸和非接觸被測(cè)物體：接觸測(cè)量和非接觸式測(cè)量測(cè)量方法的選擇應(yīng)取決于測(cè)試工作的具體條件和要求。,三、測(cè)量系統(tǒng),為了測(cè)量某一被測(cè)量的值，根據(jù)測(cè)量精度要求，將若干測(cè)量設(shè)備,按照一定的方式連接起來，這種連接組合即構(gòu)成了一種測(cè)量系統(tǒng)。根據(jù)測(cè)量復(fù)雜程度，可分為：1 簡(jiǎn)單測(cè)量系統(tǒng)2 復(fù)雜測(cè)量系統(tǒng),四 測(cè)量元件,1 感受元件感受被測(cè)量的變化，隨之

6、內(nèi)部產(chǎn)生變化，并向外發(fā)出一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)。（舉例：水銀溫度計(jì)感受元件作用）包括兩個(gè)功能：拾取信息和把拾取的信息進(jìn)行變換，一般是將其變換成另一種物理量，如：位移、壓差、電壓等。,主要有兩種變換方式：a 非電信號(hào)變換（如：水銀柱位移信號(hào)）b 將感受到的被測(cè)信號(hào)直接變換成電信號(hào)輸出（如：熱電偶）需具備的條件：a 變換速度快；b 抗干擾能力強(qiáng)；c 良好的線性變換；d 盡量不干擾被測(cè)介質(zhì)的狀態(tài)。,2 傳遞元件 將感受

7、元件發(fā)出的信號(hào)，經(jīng)加工或變換成顯示元件易于接收的信號(hào)（作用） （舉例：電阻應(yīng)變片） 若感受元件發(fā)出的信號(hào)過小（或過大），傳遞元件應(yīng)將信號(hào)放大（或衰減）；,轉(zhuǎn)換和處理一般也有兩種形式：1 非電量的轉(zhuǎn)換；2 電量的轉(zhuǎn)換和處理。這些經(jīng)處理后的信號(hào)一般是模擬信號(hào)，可直接送到顯示部分，也可通過A/D轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字量，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理，當(dāng)然也可送到數(shù)字式儀表。,3 顯示元件根據(jù)傳遞元件傳來的信號(hào)向觀測(cè)人員顯

8、示出被測(cè)量在數(shù)量上的大小和變化。一般可分為模擬顯示和數(shù)字顯示。微機(jī)的CRT顯示屏既能顯示模擬信號(hào)，又能顯示數(shù)字信號(hào)和文字。,,,五.測(cè)量?jī)x表的主要性能,1 量程 一般測(cè)量系統(tǒng)能測(cè)量的最大輸入量稱為測(cè)量上限，其最小輸入量稱為測(cè)量下限。測(cè)量上、下限代數(shù)差的模，稱為量程，即測(cè)量范圍。 例：某溫度計(jì)：-40～+80℃,2 精度（準(zhǔn)確度） 指測(cè)量某物理量時(shí)，測(cè)量值與真值的符合程度。儀表精度的表示方法常用滿量程時(shí)儀表所允許

9、的最大相對(duì)誤差的百分?jǐn)?shù)來表示。,,測(cè)量精度,精度：,測(cè)量結(jié)果與真值吻合程度,定性概念,測(cè)量精度舉例,不精密（隨機(jī)誤差大） 準(zhǔn)確（系統(tǒng)誤差?。?精密（隨機(jī)誤差?。┎粶?zhǔn)確（系統(tǒng)誤差大）,不精密（隨機(jī)誤差大）不準(zhǔn)確（系統(tǒng)誤差大）,精密（隨機(jī)誤差小）準(zhǔn)確（系統(tǒng)誤差?。?,,3 靈敏度靈敏度表示測(cè)量系統(tǒng)在作靜態(tài)測(cè)量時(shí)，輸出變化量與輸入變化量的比值。靈敏度有量綱，它是輸出、輸入量的量綱之比。4 分辨率與靈敏度有關(guān)的另

10、一性能指標(biāo)，是指測(cè)量系統(tǒng)能夠檢測(cè)出的最小輸入變化量。,,,,,5 穩(wěn)定性指在規(guī)定的工作環(huán)境條件和時(shí)間內(nèi)，儀表性能的穩(wěn)定程度，它用觀測(cè)時(shí)間內(nèi)的誤差來表示。6 重復(fù)性在相同測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果的一致程度，用重復(fù)性誤差Rn來表示。,,,7 溫度誤差輸出特性隨溫度變化而不同，當(dāng)環(huán)境溫度偏離儀表的定標(biāo)溫度（20℃），其輸出值的變化稱溫度誤差。,,8 零點(diǎn)溫漂漂移：在一定環(huán)境和工作條件下，測(cè)量系統(tǒng)的輸入量

11、固定不變時(shí)，其輸出量發(fā)生變化，這種變化稱為漂移。零點(diǎn)漂移：在系統(tǒng)零點(diǎn)產(chǎn)生的漂移，則為零點(diǎn)漂移。漂移往往是由于測(cè)量系統(tǒng)（儀表）內(nèi)部溫度變化或零件性能不穩(wěn)定引起的。把主要由于溫度引起輸出量的變化的漂移稱作 溫漂。,,9 動(dòng)態(tài)誤差與頻響特性動(dòng)態(tài)誤差，亦稱動(dòng)態(tài)特性:在測(cè)量某些隨時(shí)間變化而變化的物理量時(shí)，儀表在動(dòng)態(tài)下的讀數(shù)，和它在同一瞬間相應(yīng)量值的靜態(tài)讀數(shù)之間的差值。,一個(gè)儀表可看成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)，在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，要求儀表具有良好頻響特性，

12、(1)要求它的幅值比，在所要求的頻率范圍內(nèi)變化不大，即動(dòng)態(tài)誤差小;(2)同時(shí)在這個(gè)頻率范圍內(nèi)相位差也很小，相位差太大將會(huì)導(dǎo)致儀表失真?？赏ㄟ^拉普拉斯變換求解微分方程，獲得傳遞函數(shù)。,,,輸入：,,,,輸出：,傳遞：,,,,幅值比：,輸出與輸入的相位差：,,隨 變化的特性幅頻特性；動(dòng)態(tài)誤差小,隨 變化的特性，相頻特性；,第二節(jié) 誤差分析,一 誤差存在的絕對(duì)性 “誤差是不可避免的”---無論使用多么精密的儀器

13、，無論測(cè)量方法多么完善，無論操作多么細(xì)心。通過測(cè)量系統(tǒng)對(duì)被測(cè)物理量進(jìn)行測(cè)量，所得到的數(shù)值稱為測(cè)量值X，而被測(cè)物理量具有客觀存在的量值，稱為真值X0，但遺憾的是，在任何方式下測(cè)得的值X都不可能是真正的被測(cè)量值---真值X0，只能對(duì)X0的近似。近似程度的大小，就是誤差的大小。 總之，測(cè)量結(jié)果都具有誤差，誤差自始至終存在于一切科學(xué)實(shí)驗(yàn)和測(cè)量過程中。,二、 研究誤差的目的 雖然每次得到的測(cè)量值不是真值，而是近似值,我們所關(guān)

14、心的是每次測(cè)量，其測(cè)量誤差是否在允許范圍內(nèi)。 我們研究方向是： 1）找出測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因，并設(shè)法避免或減少產(chǎn)生誤差的因素，提高測(cè)量精度； 2）求出測(cè)量誤差大小或其變化規(guī)律，修正測(cè)量結(jié)果，并判斷測(cè)量可靠性。,三 誤差表達(dá)形式一般有兩種表達(dá)形式：絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差1 絕對(duì)誤差2 相對(duì)誤差 絕對(duì)誤差只能表示出誤差量值的大小，而不能表示出測(cè)量結(jié)果的精度 相對(duì)誤

15、差可以表示測(cè)量精度，δ小，精度越高。,四 測(cè)量誤差分類1 根據(jù)誤差出現(xiàn)規(guī)律 （誤差性質(zhì)及其產(chǎn)生原因） a) 系統(tǒng)誤差定義：在相同條件下，對(duì)某個(gè)量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，誤差的絕對(duì)值和符號(hào)或均保持恒定，或按照一定規(guī)律變化。產(chǎn)生原因：一類原因可能是儀表制造，安裝，或使用不正確或試驗(yàn)裝置受外界干擾；另一類原因是試驗(yàn)理論和試驗(yàn)方法不完善。,如何消除：系統(tǒng)誤差是客觀存在的，有時(shí)難以消除，這就只能通過修正測(cè)量值才能達(dá)到測(cè)量精度，而修正值是從專

16、門的試驗(yàn)中求得的。 b) 過失誤差（粗大誤差）定義：在測(cè)量過程中，完全由于人為過失而明顯造成了歪曲測(cè)量結(jié)果的誤差；產(chǎn)生原因：測(cè)量人員粗心大意，讀錯(cuò)，記錯(cuò)，算錯(cuò)或錯(cuò)誤操作等；判斷方法：最簡(jiǎn)單的方法是拉伊特法，即殘差大于3σ時(shí)就可以判定它是過失誤差； 如何消除：剔除,c) 隨機(jī)誤差定義：在對(duì)同一個(gè)量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，由于受到某些不可知隨機(jī)因素的影響，測(cè)量誤差時(shí)小時(shí)大，時(shí)正時(shí)負(fù)地變化，沒有一定的規(guī)律，并且

17、無法估計(jì)。 但也同時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)，這種誤差的分布服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，把它稱為隨機(jī)誤差或偶然誤差。,產(chǎn)生原因：a 儀表內(nèi)部零件之間存在間隙和摩擦，其變化不規(guī)則；b 測(cè)量人員對(duì)模擬指示型儀表最末一位估計(jì)不準(zhǔn)，在數(shù)字式儀表中，計(jì)數(shù)脈沖造成±1數(shù)字誤差；c周圍環(huán)境不穩(wěn)定對(duì)測(cè)量對(duì)象和測(cè)量?jī)x器的影響。特點(diǎn)：與測(cè)量次數(shù)有關(guān)，當(dāng)測(cè)量次數(shù)增加時(shí)，隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值將逐漸減小，并趨近于零。,2. 按照測(cè)量誤差產(chǎn)生的來源

18、a) 人為誤差（操作誤差）；b) 環(huán)境誤差；c) 方法誤差；d) 動(dòng)態(tài)誤差；e) 儀表誤差（裝置誤差）俗稱:人,機(jī),料,法,環(huán),五 誤差理論基礎(chǔ)在測(cè)量結(jié)果中，在修正好系統(tǒng)誤差，剔除過失誤差后，所得數(shù)值測(cè)量精度就取決于隨機(jī)誤差了。所以有必要對(duì)隨機(jī)誤差進(jìn)行研究。,1.隨機(jī)誤差分布的性質(zhì)有界性：在一定測(cè)量條件下，測(cè)定值總是相當(dāng)窄的范圍內(nèi)變動(dòng)，故而隨機(jī)誤差也是在一定的，相當(dāng)窄的范圍內(nèi)變動(dòng)，絕對(duì)值很大的誤差出現(xiàn)的概率為零，即

19、隨機(jī)誤差不會(huì)超過一定的界限。對(duì)稱性：當(dāng)測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)，大小相等，符號(hào)相反的正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相同，即隨機(jī)誤差的概率密度曲線是對(duì)稱的。,抵償性：全部隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值在測(cè)量次數(shù)不斷增加趨向于無窮時(shí)趨于零。單峰性：誤差的絕對(duì)值越小，出現(xiàn)的次數(shù)就越大，當(dāng)誤差為零（測(cè)量值等于算術(shù)平均值時(shí)），出現(xiàn)概率最大，即：隨機(jī)誤差概率密度曲線的單峰性。,2. 隨機(jī)誤差概率密度分布曲線從上述4點(diǎn)性質(zhì)充分表明，大多數(shù)測(cè)量的隨機(jī)誤差都服從正態(tài)分布規(guī)律

20、。分布密度函數(shù) 一定是隨機(jī)誤差x的平方的函數(shù)。這個(gè)分布是1796年高斯提出的，所以也稱為高斯分布，其函數(shù)分布形式為： 如圖1-2: 式中，x--測(cè)量值與真值之差 （＝X-X0）； Y--概率密度（誤差等于x）；

21、 --均方根誤差或稱標(biāo)準(zhǔn)誤差該正態(tài)分布主要由兩個(gè)特征參數(shù)決定，即：X0，X0代表被測(cè)量參數(shù)的真值，完全由被測(cè)參數(shù)本身決定，當(dāng)測(cè)量次數(shù)趨于無窮大時(shí)，子樣平均值等于真值。,,,,圖1-2 back,,：則表示測(cè)定值在真值周圍的散布程度，由測(cè)量條件決定：點(diǎn)概率：區(qū)間概率：,,,,,,,,,,,誤差分布曲線性質(zhì)：,a) 曲線關(guān)于y軸對(duì)稱： ；b) 當(dāng)x＝0時(shí)，y達(dá)到最大值＝

22、 ；c) 當(dāng)時(shí) ， ，最大誤差存在概率極小。如圖1-3:,3 誤差表示方法（測(cè)量結(jié)果誤差評(píng)價(jià)）無論是直接測(cè)量，還是間接測(cè)量，其目的都是要求出某一物理量的真值，但即使是熟練的實(shí)驗(yàn)者用高精度儀表，仔細(xì)地測(cè)量，也不可避免會(huì)有誤差。 因此，必須在給定條件下，找出測(cè)量值與真值的關(guān)系，從一組測(cè)量數(shù)據(jù)中確定最佳值，用它來代表所測(cè)物理量。,,a) 標(biāo)準(zhǔn)誤差（均方根誤差） 當(dāng)

23、測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)誤差為,,back,為絕對(duì)誤差＝Xi-X；其意義是：當(dāng)進(jìn)行多次測(cè)量后，測(cè)量誤差在范圍內(nèi)的概率是68.3％，即：

24、 =0.683當(dāng)測(cè)量次數(shù)為有限多次時(shí)，此時(shí)我們用有限次測(cè)量求得的算術(shù)平均值近似地看成真值。此時(shí)樣本方根差： ，其中 為殘差,b）或然誤差γ在一組測(cè)量中，當(dāng) 時(shí)，隨機(jī)誤差的絕對(duì)值大于或然誤差或小于或然誤差出現(xiàn)的概率各占一半，即：得：對(duì)于置信度1-α＝50％時(shí)，置信區(qū)間 ，γ＝0.6745對(duì)于多次測(cè)量，則有：測(cè)

25、量結(jié)果＝子樣平均值 或然誤差 （P＝50％）,c) 極限誤差 定義極限誤差范圍（即置信區(qū)間）是均方根誤差的三倍，記為3 對(duì)應(yīng)于置信區(qū)間的3 置信度為99.7％ 即：測(cè)量誤差落在[-3 ,+3 ]范圍內(nèi)的概率為99.7 ％ 也就是說：被測(cè)量真值落在范圍之內(nèi)的概率已接近100％，而落在這個(gè)范圍之外的概率極小，可認(rèn)為不存在，所以將此誤差定義為極限誤差，一般的儀表都是采用極限誤差來定義精度的。,d) 平

26、均誤差測(cè)量列平均誤差指該測(cè)定值全部隨機(jī)誤差絕對(duì)值的算術(shù)平均值。 與標(biāo)準(zhǔn)誤差的關(guān)系：測(cè)量誤差落在 范圍內(nèi)的概率為57.5％，置信度57.5％。,4. 各種誤差與標(biāo)準(zhǔn)誤差關(guān)系 如圖1-4:,,back,六．間接測(cè)量中的誤差分析 間接測(cè)量： 是指被測(cè)量的數(shù)值是由測(cè)得的與被測(cè)

27、量有一定函數(shù)關(guān)系的直接測(cè)量量經(jīng)計(jì)算求得。 所以可知，間接測(cè)量誤差不僅與直接測(cè)量量的誤差有關(guān)，而且還與它們之間的函數(shù)關(guān)系有關(guān)。,一次測(cè)量，間接測(cè)量誤差的計(jì)算 由于條件限制，試驗(yàn)時(shí)只對(duì)被測(cè)量進(jìn)行一次測(cè)量，這樣的情況我們是經(jīng)常遇到的。如何來分析誤差呢？1）這時(shí)我們只能根據(jù)所采用的測(cè)量?jī)x表的允許誤差來估算測(cè)量結(jié)果中所包含的極限誤差，看它是否超過所規(guī)定的誤差范圍。 其中， δ：儀表精度等級(jí)；A0：儀表量

28、程； A：實(shí)測(cè)時(shí)儀表讀數(shù)；儀表所允許最大相對(duì)誤差Δmax＝δA0 ; 精度：δ％,,從上式可知，采用一定量程的儀表，測(cè)量小 示值的相對(duì)誤差比測(cè)量大示值的相對(duì)誤差要大。因此，選擇測(cè)量?jī)x表的量程，應(yīng)盡可能使示值接近于滿刻度，這樣可得到較為精確的測(cè)量結(jié)果。 設(shè)：間接測(cè)量量Y，隨機(jī)誤差為y 直接測(cè)量量為X1，X2，…，Xn，（設(shè)有n個(gè)），相互獨(dú)立，隨機(jī)誤差為x1，x2，…，xn 函數(shù)關(guān)

29、系：Y＝f（X1，X2，…，Xn）例1見pp12,,,考慮誤差后，變成：Y+y＝f[（X1+x），（X2+x），…，（Xn+xn）]將等式右邊用泰勒級(jí)數(shù)展開，并忽略高階項(xiàng)，得： ＝f(X1,X2,…,Xn)+ 可完成兩方面工作：用直接測(cè)量量誤差來計(jì)算間接測(cè)量量誤差根據(jù)所給出的被測(cè)量的允許誤差來分配各直接測(cè)量量誤差,多次測(cè)量，間接測(cè)量誤差的計(jì)算

30、,設(shè)：間接測(cè)量量Y，隨機(jī)誤差為y直接測(cè)量量為X1，X2，…，Xn，（設(shè)有n個(gè)），相互獨(dú)立，隨機(jī)誤差為x1，x2，…，xn函數(shù)關(guān)系：Y＝f（X1，X2，…，Xn）Y1＝f(X11,X21,…,Xn1)Y2＝f(X12,X22,…,Xn2)…Yn＝f(X1n,X2n,…,Xnn),每次測(cè)量誤差分別為： …………………………….,,,,,根據(jù)誤差分布規(guī)律，等值，正負(fù)誤差的數(shù)目相等，故上述n式各項(xiàng)平方

31、和中的非平方項(xiàng)可抵消。兩邊同除以n，變成，,第二章 溫度測(cè)量,第二章 溫度測(cè)量,溫度是我們經(jīng)常要接觸的一個(gè)參數(shù)，也是制冷空調(diào)中需要經(jīng)常測(cè)量的一個(gè)參數(shù)。例如冷卻水溫度，制冷劑溫度，空氣溫度等。 溫度是一個(gè)很重要的物理量，它是表征物質(zhì)性質(zhì)的重要參數(shù)，物質(zhì)的熱物理性質(zhì)及某些特征參數(shù)均與溫度有著密切聯(lián)系。 它是國際單位制（SI）七個(gè)基本物理量之一,測(cè)溫的熱力學(xué)原理,溫度物理概念 “溫度”這個(gè)

32、物理量主要是用來描述人們對(duì)周圍環(huán)境或物體的冷熱感覺。熱感覺說明溫度高，冷感覺說明溫度低。 換句話說，溫度是衡量物體冷熱程度的物理量。但是，它不可能用直接的方式來獲得，而只能借助于冷熱不同的物體之間熱交換以及物體的某些物理性質(zhì)隨冷熱程度變化的特性來間接地加以測(cè)量。,下面繼續(xù)從宏觀和微觀兩個(gè)角度來說明“溫度”這個(gè)概念。 溫度的宏觀概念是冷熱程度的表示，或者說，互為熱平衡的兩物體，其溫度相等。

33、溫度的微觀概念是大量分子運(yùn)動(dòng)平均強(qiáng)度的表示。分子運(yùn)動(dòng)愈激烈其溫度表現(xiàn)越高。,溫標(biāo) 是“溫度標(biāo)尺”的簡(jiǎn)稱，溫度數(shù)值的表示方法，用來衡量物體溫度的標(biāo)尺?！皽貥?biāo)”規(guī)定了溫度的起始點(diǎn)（零點(diǎn)）和測(cè)量溫度的基本單位。,二、 溫標(biāo),1 攝氏溫標(biāo)（℃） 較早出現(xiàn)，應(yīng)用較廣泛的一種溫標(biāo)。 其原理是規(guī)定汞隨溫度的體膨脹是線性的。 分度方法：規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰點(diǎn)是攝氏零度，沸點(diǎn)是100℃，把汞柱在這兩點(diǎn)之間變化的液柱長(zhǎng)度分為10

34、0等分。每一等分代表1攝氏度，用符號(hào)℃記之。,2 華氏溫度（F） 其選用原理和攝氏一樣，差別在于固定點(diǎn)，華氏溫標(biāo)規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰點(diǎn)為華氏32度，沸點(diǎn)為華氏212度，然后把這兩點(diǎn)之間變化的汞柱長(zhǎng)度劃分成180等分，每等分為1華氏度，用F表示。,3 熱力學(xué)溫標(biāo)（K） 又稱絕對(duì)溫標(biāo)或開爾文溫標(biāo)，是以熱力學(xué)為基礎(chǔ)建立起來的，體現(xiàn)溫度僅與熱量有關(guān)而與工質(zhì)無關(guān)的理想溫標(biāo)。 由卡諾定理，我們可知， 對(duì)于一個(gè)理想的卡諾機(jī)，如

35、它工作在溫度為T2的熱源和溫度為T1的冷源之間，它從熱源中吸收熱量Q2，在冷源放出熱量Q1，則溫度與熱量之間有如下關(guān)系：,可見溫度只與熱量有關(guān)，與工質(zhì)無關(guān)。 如果我們指定了一個(gè)定點(diǎn)T2的數(shù)值，就可由熱量的比例求得未知量T1。 絕對(duì)溫標(biāo)規(guī)定水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的三相點(diǎn)溫度為273.16K。 但實(shí)際上，理想卡諾循環(huán)無法實(shí)現(xiàn)，所以熱力學(xué)溫標(biāo)無法實(shí)現(xiàn)，使用中是以氣體溫度計(jì)經(jīng)過示值修正后來復(fù)現(xiàn)熱力學(xué)溫標(biāo)的。（因?yàn)槔碚撟C明熱力學(xué)溫標(biāo)與

36、理想氣體溫標(biāo)一致，再某些惰性氣體的性質(zhì)與理想氣體近似，故利用它來制成氣體溫度計(jì)。）,4 國際實(shí)用溫標(biāo) IPTS-90 1990年元旦開始實(shí)施的國際實(shí)用溫標(biāo)（最新） 它規(guī)定熱力學(xué)溫度是基本的物理量，符號(hào)為T，單位：開爾文K。它規(guī)定水的三相點(diǎn)溫度為273.16K，定義熱力學(xué)溫度開爾文等于水三相點(diǎn)溫度的1/273.16 國際實(shí)用開爾文溫度和攝氏溫度關(guān)系為：t＝(T-273.15)℃,a 該溫標(biāo)包圍溫度范圍：0.65K～單

37、色輻射高溫計(jì)實(shí)際可測(cè)量的最高溫度（2000℃）b 定義固定點(diǎn)和溫度點(diǎn)共有17個(gè)。（其中14個(gè)為高純度物質(zhì)的三相點(diǎn)，熔點(diǎn)，凝固點(diǎn)；3個(gè)是用蒸汽或氣體測(cè)定的溫度點(diǎn)；c 在不同溫度范圍內(nèi)，選擇穩(wěn)定性較高的溫度計(jì)來作為復(fù)現(xiàn)熱力學(xué)溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)儀器。d 更為實(shí)用，更為科學(xué),第二節(jié) 熱電偶測(cè)溫技術(shù) 熱電偶是目前溫度測(cè)量中應(yīng)用最廣泛的溫度傳感元件之一，一般用于測(cè)量高溫。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度高，熱慣性小，它將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電勢(shì)信號(hào)輸出

38、，便于信號(hào)遠(yuǎn)傳和轉(zhuǎn)換。 一,熱電偶測(cè)溫原理 要追溯到1821年，著名科學(xué)家塞貝克偶然發(fā)現(xiàn)了一種現(xiàn)象，叫熱電現(xiàn)象。 也就是說，由兩種不同導(dǎo)體A，B組成的閉合回路，當(dāng)兩接點(diǎn)處的溫度不同時(shí)，回路中將產(chǎn)生電流，既而就會(huì)有熱電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，而且溫度差越大，產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)也越大，這就是著名的熱電現(xiàn)象,又稱為塞貝克效應(yīng)。 我們把導(dǎo)體A、B稱為熱電極；產(chǎn)生的電流稱熱電流；,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱熱電勢(shì)；將放置在被測(cè)對(duì)象中的接點(diǎn)，稱為測(cè)量端，熱

39、端，工作端；而將另一端，稱為參考端、冷端、自由端。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，熱電勢(shì)是由溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)組成。1 溫差電勢(shì) 定義：由于導(dǎo)體兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電勢(shì)。從溫度微觀概念知道，它是反映導(dǎo)體內(nèi)部自由電子平均運(yùn)動(dòng)動(dòng)能大小的標(biāo)志。所以溫度高的一端的電子能量往往比溫度低的一端電子能量大，那么從高溫端跑到低溫端電子數(shù)比低溫端跑到高溫端的要多。那這樣會(huì)造成什么結(jié)果呢？造成的結(jié)果是，高溫端因失去電子而帶正電，低溫端因得到電子而帶負(fù)電。從而在溫

40、度不同的導(dǎo)體兩端之間形成一個(gè)從高溫端指向低溫端的靜電場(chǎng)。該靜電場(chǎng)有兩個(gè)作用：a 阻止高溫端電子跑向低溫端；b 加速低溫端電子跑到高溫端。這樣，最后就達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。,那么在導(dǎo)體兩端便產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的電位差。稱為溫差電勢(shì)，其方向是由低溫端指向高溫端，其大小只與導(dǎo)體性質(zhì)和導(dǎo)體兩端溫度有關(guān)。其中―――NA：導(dǎo)體A的電子密度，它是溫度函數(shù)；e：?jiǎn)挝浑姾桑籯：波爾茲曼常數(shù)；t：導(dǎo)體各斷面的溫度；T,T0：導(dǎo)體兩端溫度。,,2 接觸

41、電勢(shì)定義：當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體A、B相接觸，由于二者不同的電子密度而產(chǎn)生的一種電動(dòng)勢(shì)。從擴(kuò)散原理，可知由于導(dǎo)體間接觸處的電子數(shù)不同，那么電子在向兩個(gè)方向擴(kuò)散速率肯定也會(huì)不同，假設(shè)：導(dǎo)體A電子密度NA大于導(dǎo)體B電子密度NB，這樣導(dǎo)體A的電子擴(kuò)散速率比導(dǎo)體B要來的大，,從而A失去電子而帶正電，B得到電子而帶負(fù)電，在A、B接觸面上就會(huì)形成一個(gè)方向由A向B的靜電場(chǎng)。 它和溫差電勢(shì)中的靜電場(chǎng)功能相似，將阻止電子進(jìn)一步從A向B擴(kuò)散，當(dāng)

42、擴(kuò)散力和電場(chǎng)力平衡時(shí)，在A、B之間形成了一個(gè)固定的接觸電勢(shì)，其方向：又B指向A，其大小取決于A、B材料的性質(zhì)和接觸點(diǎn)的溫度，可用下式表示。 如圖2-3 (a):其中，NAT：導(dǎo)體A在溫度為T時(shí)，電子密度；NBT：導(dǎo)體B在溫度為T時(shí)的電子密度。,,,,3 回路總熱電勢(shì)

43、一個(gè)由A、B兩種均勻?qū)w組成的熱電偶，接點(diǎn)溫度分別為T、T0，且NA>NB，則回路中的總電勢(shì): 若A、B材料已定，則NA、NB只是溫度的函數(shù)，則上式可表示為：,通過上式可得出如下結(jié)論：1 熱電偶回路熱電勢(shì)的大小，只與組成熱電偶的材料和材料兩端連接點(diǎn)處的溫度有關(guān)，與熱電偶絲的直徑、長(zhǎng)度及沿程溫度分布無關(guān)；

44、2 只有用兩種不同性質(zhì)的材料才能組成熱電偶，相同材料組成的閉合回路不會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)；3 熱電偶的兩個(gè)電極材料確定之后，熱電勢(shì)的大小只與熱電偶兩端接點(diǎn)的溫度有關(guān)。如果T0已知且恒定，則f(T0)為常數(shù)?；芈房偀犭妱?shì) 只是溫度T的單值函數(shù)。,,,,,,二 熱電偶回路的基本定律及其應(yīng)用 在實(shí)際測(cè)溫時(shí)，熱電偶回路中必然要引入測(cè)量熱電勢(shì)的顯示儀表和連接導(dǎo)線，因此理解了熱電偶的測(cè)溫原理之后還要進(jìn)一步掌握熱電偶的一些

45、基本規(guī)律，并能在實(shí)際測(cè)溫中靈活而熟練地運(yùn)用這些規(guī)律。 1 均質(zhì)導(dǎo)體定律 任何一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論其各處的截面積如何，不論其是否存在溫度梯度，都不可能產(chǎn)生熱電勢(shì)。反之，如果回路中有熱電勢(shì)存在則材料必為非均質(zhì)。,應(yīng)用：a 檢驗(yàn)熱電極材料的均勻性b 要求組成熱電偶的兩種材料A、B必須各自都是均質(zhì)的，否則會(huì)由于沿?zé)犭娕奸L(zhǎng)度方向存在溫度梯度而產(chǎn)生附加電勢(shì)，從而因熱電偶材料不均勻性引入誤差。因此，要進(jìn)行均勻性檢驗(yàn)和退

46、火處理。,2.中間導(dǎo)體定律 如圖所示，將A、B構(gòu)成的熱電偶的T0端斷開，接入第三種導(dǎo)體C，只要保持第三導(dǎo)體兩端溫度相同，接入導(dǎo)體C后對(duì)回路總電動(dòng)勢(shì)無影響。,3 中間溫度定律兩種不同材料A和B組成熱電偶，其接點(diǎn) 溫度分別為t和t0時(shí)的熱電勢(shì) 等于熱電偶在連接點(diǎn)溫度為（t，tn）和（tn，t0）時(shí)相應(yīng)的熱電勢(shì) 和 的代數(shù)和。其中tn為中間溫度，即。如圖2-8:應(yīng)用：a 提

47、供了冷端溫度不是零度時(shí)如何應(yīng)用熱電偶分度表的方法；b 連接導(dǎo)線定律（當(dāng)在原來熱電偶回路中分別引入與材料A、B有同樣熱電性質(zhì)的材料A’，B’，即引入所謂補(bǔ)償導(dǎo)線，相當(dāng)于將熱電偶延長(zhǎng)而不影響熱電偶的熱電勢(shì)。如圖2-9:,,,,,,,back,幾種常用的熱電偶及其性能,熱電極材料要求:1，在測(cè)溫范圍內(nèi)，物理化學(xué)性能穩(wěn)定2，熱電特性好，熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系呈線性關(guān)系。3，溫度變化時(shí)，熱電勢(shì)變化應(yīng)足夠大4，電阻溫度系數(shù)要小，導(dǎo)電率要高

48、5，復(fù)制性能好。,熱電偶分類a 按熱電勢(shì)－溫度關(guān)系是否標(biāo)準(zhǔn)化可分為標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶；b 按熱電極材料的性質(zhì)可分為：金屬熱電偶，半導(dǎo)體熱電偶，非金屬熱電偶三類；c 按熱電極材料的價(jià)格可分為：貴金屬熱電偶和賤金屬熱電偶；d 按使用溫度范圍分：高溫?zé)犭娕己偷蜏責(zé)犭娕家髮W(xué)生從以下幾個(gè)方面掌握：分度號(hào)；材料貴賤；使用溫度范圍；優(yōu)缺點(diǎn)（特點(diǎn)）；適用條件等。,,,,,標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶是指生產(chǎn)工藝成熟、能成批生產(chǎn)，性能穩(wěn)定，應(yīng)用

49、廣泛，具有統(tǒng)一的分度表，并已列入國際專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的熱電偶。按慣例正極成分一般寫在前面。常見的有以下6種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶。,,,,,1、鉑銠10－鉑熱電偶分度號(hào)為S，，為貴金屬熱電偶，其準(zhǔn)確度在所有熱電偶中是最高的，常用于科學(xué)研究和準(zhǔn)確度要求比較高的場(chǎng)合。物理化學(xué)性能良好，熱電性能穩(wěn)定，抗氧化性強(qiáng)，宜在氧化和惰性氣氛中連續(xù)使用。缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴，電極絲直徑通常很細(xì)，機(jī)械強(qiáng)度較低，與其它熱電偶相比，其熱電勢(shì)偏小，熱電勢(shì)率也較小，因此靈敏度低。,

50、2、鉑銠13 鉑熱電偶分度號(hào)為R，為貴金屬熱電偶，其性質(zhì)與鉑銠10-鉑熱電偶基本相同，唯一的差別是正極中銠的含量略高一些，這樣熱電勢(shì)也稍大一些，大15％左右，而且比S型熱電偶穩(wěn)定，復(fù)現(xiàn)性好。問題：是不是銠的含量再高一點(diǎn)更好呢？答：也不是，如果合金極中銠的含量達(dá)到20％，則在高溫下會(huì)發(fā)脆，影響熱電偶的壽命。,,,,,3 、鉑銠30－鉑銠6熱電偶（雙鉑銠熱電偶） 分度號(hào)為B，屬于貴金屬熱電偶 正極：含銠30％的鉑銠

51、合金；負(fù)極：含銠6％的鉑銠合金 是60年代發(fā)展起來的一種用于測(cè)量高溫的熱電偶。 使用溫度范圍：1600℃（長(zhǎng)期），1800℃（短期） 特點(diǎn)：由于其兩極都是由合金構(gòu)成的，因而提高了抗玷污能力和機(jī)械強(qiáng)度，其壽命比R,S型熱電偶要大得多。性能穩(wěn)定，但不如R,S型熱電偶好。測(cè)量準(zhǔn)確度高，其熱電勢(shì)率比鉑銠10－鉑還要小，但同時(shí)帶來的好處是可不用補(bǔ)償導(dǎo)線，但須配用靈敏度高的儀表。,適用條件：適于氧化性質(zhì)和中性介質(zhì)中使用，不能在還原性氣

52、氛及含有金屬或非金屬蒸汽氣氛中使用。 4 鎳鉻－鎳硅熱電偶 分度號(hào)為K，是廉價(jià)金屬熱電偶，應(yīng)用十分廣泛，在我國它的產(chǎn)量占了所有賤金屬熱電偶產(chǎn)量的一半左右。 這種熱電偶的測(cè)量范圍很寬，從-270℃到1300℃； 使用溫度范圍： 1000℃（長(zhǎng)期）， 1300℃（短期）。,,,,,特點(diǎn)：熱電勢(shì)率大，靈敏度比較高；熱電特性近乎線性，線性度好，使得顯示儀表的刻度均勻；穩(wěn)定性和均勻性很好；高溫下抗氧化，抗腐蝕能力都很強(qiáng)，比其它

53、廉金屬熱電偶好；化學(xué)穩(wěn)定性好。適用條件：適用于氧化性和中性介質(zhì)中使用，在還原性氣體中易被腐蝕。在500℃到1300℃溫區(qū)的氧化性、惰性氣氛中，廣泛為用戶所采用。,5 鎳鉻－銅鎳（康銅）熱電偶分度號(hào)為E，熱電勢(shì)率是目前各類金屬熱電偶中最高的，靈敏度最高，靈敏度比鎳鉻－鎳硅高一倍。使用溫度范圍（-200～800）： 600℃（長(zhǎng)期），800℃（短期）。特點(diǎn)：最大的特點(diǎn)是在常用熱電偶中，熱電勢(shì)率最大，即靈敏度最高。熱電特性線性度較好，

54、價(jià)廉；耐熱和抗氧化性要比銅－康銅強(qiáng)。缺點(diǎn)是其負(fù)極難以加工，而且熱電均勻性也比較差。適用條件：適宜在氧化和惰性氣氛中使用，但不能用于還原氣氛或硫氣氛中。,,,,,6 銅－銅鎳（康銅）熱電偶分度號(hào)為T， 使用溫度范圍：-200～350℃特點(diǎn)：熱電性能穩(wěn)定，特別是在0～-200℃下使用，穩(wěn)定性更好。在廉價(jià)金屬中準(zhǔn)確度最高的；價(jià)格便宜，是標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶中最便宜的一種；能抵抗?jié)駳獾那治g，可用在真空，氧化，還原及中性氣氛中，但不能超過300℃

55、，因銅在高溫下易被氧化。,7鎳鉻－金鐵熱電偶適用于一些特定溫度測(cè)量場(chǎng)合低溫下仍有很大的熱電勢(shì)，可在2～273K低溫范圍內(nèi)使用，熱電勢(shì)穩(wěn)定，復(fù)現(xiàn)性好，易于加工成絲。,非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 熱電偶結(jié)構(gòu) 1 普通工業(yè)用熱電偶 主要由：熱電極，絕緣套管（多采用氧化鋁管或工業(yè)陶瓷管，其作用是防止兩個(gè)熱電極短路），保護(hù)套管（1000℃以下用金屬管，1000℃以上用工業(yè)陶瓷甚至氧化鋁保護(hù)套管，其作用防止熱電偶不受化學(xué)腐蝕和機(jī)械損傷）以及接

56、線盒（用鋁合金制成，供熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接之用）等組成。 缺點(diǎn)：體積大，笨重，熱慣性大等。,,,,,普通熱電偶：1。熱電極；2。絕緣套管3。保護(hù)套管；4。接線盒；5。盒蓋,2 鎧裝熱電偶主要是由熱電偶絲，耐高溫的金屬氧化物粉末（如：Al2O3等）絕緣物，以及不銹鋼套管三者組合冷加工，由粗坯逐步拉制而成。其結(jié)構(gòu)形式有下列四種，具體見下圖所示：a 碰底型；b 不碰底型；c 露頭型；d 帽型。其突出優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量端熱容

57、小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，結(jié)構(gòu)緊湊，耐壓，抗震，可撓，使用方便。,,,,,,熱電偶參考端溫度補(bǔ)償熱電偶材料選定后，熱電勢(shì)只與熱端和冷端溫度有關(guān)。所以，只有當(dāng)冷端（參考端）溫度保持恒定時(shí)，熱電偶的熱電勢(shì)和熱端（測(cè)量端）溫度才有單值函數(shù)關(guān)系，而且我們知道，熱電偶分度表均以冷端溫度等于攝氏零度的條件下制定的。在實(shí)際測(cè)溫中，冷端溫度往往既不穩(wěn)定，也不一定是攝氏零度，故：必須對(duì)冷端溫度進(jìn)行修正，消除冷端溫度影響。,1 保持冷端溫度恒定的方法（當(dāng)冷端溫度

58、恒定，但不是零度時(shí)）a 冰浴法這是一種實(shí)驗(yàn)室常用的方法，即：使冷端直接置于 0℃下，采取的措施是將冷端直接置于裝有冰水混合物的保溫容器中，冰點(diǎn)槽法是一個(gè)準(zhǔn)確度很高的參比端處理方法。（用圓球法測(cè)導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)用熱電偶測(cè)溫時(shí)）,,,,,,,,,,,,,,b 熱電勢(shì)修正法由中間溫度定律： 式中 就是冷端溫度 t0 ℃，而為恒值時(shí)

59、的引入誤差。只要測(cè)出冷端溫度t0值，并由相應(yīng)的熱電偶分度表查出的 值，將其加到測(cè)得的熱電勢(shì) 上，得到其冷端溫度等于零攝氏度時(shí)的熱電勢(shì)的 值,攝氏度時(shí)的熱電勢(shì)值 ，然后便可從分度表求得熱端溫度即被測(cè)溫度真值。c 儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法在tn已知時(shí)，可先斷開測(cè)量線路，然后把儀表起始點(diǎn)調(diào)到tn處，相當(dāng)于在測(cè)溫之前就給儀表輸入電勢(shì) ，這樣在進(jìn)行

60、測(cè)量時(shí)，輸入儀表的熱電勢(shì)為， 因此，儀表的指針就能指出熱端溫度t。,,,,,,,,,2 參考端溫度t0波動(dòng)時(shí)的補(bǔ)償方法 a 補(bǔ)償導(dǎo)線實(shí)際中使用的熱電偶，尤其是貴金屬熱電偶往往是長(zhǎng)度一定，結(jié)構(gòu)固定的，由于測(cè)溫現(xiàn)場(chǎng)溫度波動(dòng)不定，這就往往需要將其參考端移至遠(yuǎn)離被測(cè)對(duì)象，且溫度場(chǎng)較穩(wěn)定的場(chǎng)合。這可以采用在一定溫度范圍內(nèi)其熱電特性與所配的熱電偶基本一致，而且價(jià)格較便宜的補(bǔ)償導(dǎo)線來作為熱電偶絲的延伸部分。根據(jù)中間溫度定律，補(bǔ)償導(dǎo)線的引入

61、并不會(huì)影響熱電偶的熱電勢(shì)。,b 參比端溫度補(bǔ)償器是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢(shì)來補(bǔ)償熱電偶因參考端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化。橋臂電阻R1、R2、R3、RCu與熱電偶參考端處于相同的環(huán)境溫度，其中：R1=R2=R3=1Ω，由錳銅絲繞制。E(4V)為橋路直流電源，Rs為限流電阻，一般選擇Rcu在20℃時(shí)使電橋處于平衡狀態(tài)，即：RCu20=1Ω，此時(shí)橋路補(bǔ)償U(kuò)ab＝0，即電橋無補(bǔ)償作用。,,,,,,,,,當(dāng)參考端溫度變化時(shí)，在電橋?qū)蔷€輸出

62、一個(gè)不平衡橋壓Uab和E(t,t0)疊加，適當(dāng)選取Rs，可使電橋產(chǎn)生的電壓剛好補(bǔ)償由于參考端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化，即：Uab=E(t0,0)，這時(shí)儀表就能正確指示測(cè)量端的溫度。,如電橋平衡時(shí)的溫度為20℃，則在使用時(shí)，與其配接的指示儀表的機(jī)械零點(diǎn)應(yīng)調(diào)至20℃。,,,,,,,,,熱電偶測(cè)溫回路由熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線、普通導(dǎo)線和直流電測(cè)儀表構(gòu)成。1 多支熱電偶共用一臺(tái)電測(cè)儀表圓球法測(cè)導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在測(cè)量圓球內(nèi)外表面溫度時(shí)，我們就

63、用到這樣的測(cè)溫電路。為了節(jié)省顯示儀表，將若干條熱電偶通過切換開關(guān)共用一臺(tái)電測(cè)儀表。使用這樣的回路條件：a 各支熱電偶的型號(hào)相同；b 測(cè)溫范圍均在顯示儀表的量程內(nèi)。,應(yīng)用1 采用這種接線方式時(shí)，所有主熱電偶可共用一個(gè)輔助熱電偶來進(jìn)行參比端溫度補(bǔ)償。（冷端補(bǔ)償）應(yīng)用2 用于現(xiàn)場(chǎng)中，大量測(cè)點(diǎn)不需要連續(xù)測(cè)量，而只需要定時(shí)檢查的場(chǎng)合?？纱蟠蠊?jié)省顯示儀表的數(shù)量。,2 一支熱電偶配用兩個(gè)電測(cè)儀表有時(shí)，需要將一支熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)輸?shù)絻蓚€(gè)顯

64、示儀表上。（如：一個(gè)就地顯示，一個(gè)在控制室顯示）,,,,,,,,,,a 如G1、G2均為動(dòng)圈儀表時(shí)，在這種情況下，由于I=I1+I2，所以輸入到每個(gè)動(dòng)圈儀表的電流均比總電流低。所以G1、G2讀數(shù)偏低，在測(cè)量中一般不宜采用。b 如G1為電位差計(jì)，G2為動(dòng)圈儀表采用這樣測(cè)量方法，在穩(wěn)定時(shí)，I1=0,故電位差計(jì)G1的存在并不影響G2的指示值，但在調(diào)整電位差計(jì)過程中，由于,且在變化，因此要引起G2指針跳動(dòng)現(xiàn)象，從而造成讀數(shù)的不準(zhǔn)確，

65、所以一定要待電位差計(jì)調(diào)整好后方可讀數(shù)。,c 如G1、G2均為電位差計(jì)由于在電位差計(jì)調(diào)整穩(wěn)定時(shí)，在測(cè)量回路中無電流流過，即I=I1=I2=0，故G1、G2彼此影響很小，其測(cè)量準(zhǔn)確度與一個(gè)二次儀表時(shí)相同。,3 熱電偶的并聯(lián)、串聯(lián)和反接a 熱電偶并聯(lián)見圖為：三支同型號(hào)熱電偶的并聯(lián)線路輸入顯示儀表的毫伏值為三支熱電偶輸出電勢(shì)的平均值，即：E=(E1+E2+E3)/3。,,,,,,,,,,,正極與正極，負(fù)極與負(fù)極分別連接在一起。

66、如果n支熱電偶的熱電勢(shì)相差不多，且偶絲電阻相等，則并聯(lián)測(cè)量線路的總熱電勢(shì)等于n支熱電偶熱電勢(shì)的平均值。熱電勢(shì)小，但其相對(duì)誤差也小，僅為單支熱電偶的，且其中一支熱電偶斷路時(shí)，不影響整個(gè)系統(tǒng)工作。多用于溫場(chǎng)的平均溫度測(cè)量，或需準(zhǔn)確測(cè)量溫度場(chǎng)合。,b 熱電偶的串聯(lián)線路將n支熱電偶（同型號(hào)）依次按正、負(fù)極相連接的線路這可以得到較大的熱電勢(shì)，可提高測(cè)溫靈敏度顯示儀表的示值反映的是兩支熱電偶測(cè)量端溫度的總和：E＝E1+E2+

67、E3,,,,,,,,,,,,多用于小溫差測(cè)量或需要較高靈敏度場(chǎng)合。優(yōu)點(diǎn)：熱電動(dòng)勢(shì)大，測(cè)溫準(zhǔn)確度比單支熱電偶高，根據(jù)串聯(lián)原理，可制成熱電堆，可感受微弱信號(hào)，或相同條件下，可配用靈敏度較低顯示儀表。缺點(diǎn)：只要有一支熱電偶斷路，整個(gè)系統(tǒng)不能工作。,c 熱電偶反接將兩支同型號(hào)熱電偶反向連接可測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的溫差，它也是要考慮參考端溫度一致，則輸入儀表電勢(shì)：,,,,,,,,,,,,,,熱電勢(shì)測(cè)量線路熱電偶輸出的信號(hào)是熱電勢(shì)，熱

68、電勢(shì)大小需要通過測(cè)溫儀表來指示，從而反映出被測(cè)溫度的高低，熱電勢(shì)測(cè)量有下列幾種方法：,1 動(dòng)圈式儀表測(cè)熱電勢(shì)熱電勢(shì)與回路電流I關(guān)系其中——Re：線路總電阻，統(tǒng)一規(guī)定為15Ω，它包括導(dǎo)線電阻，熱電偶電阻，補(bǔ)償導(dǎo)線電阻和調(diào)整電阻Rc；Rs：動(dòng)圈儀表內(nèi)部串聯(lián)電阻，用來改變儀表量程；R：是電阻RB,RT,RD,RP的綜合，RT：熱敏電阻（68Ω，20℃，它與RB并聯(lián)，用來補(bǔ)償儀表動(dòng)圈電阻RD隨溫度的變化）；RD：儀表動(dòng)圈電阻；RP：