《雙金屬溫度計》PPT課件

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1、3．測量儀表的分類測溫儀表接觸式非接觸式膨脹式電阻式熱電式固體式液體式壓力式金屬非金屬金屬非金屬全輻射高溫計單色高溫計比色高溫計紅外高溫計雙金屬片水銀溫度計、有機液體氣體、蒸汽壓、液體鉑、銅、鎳鍺、碳、熱敏電阻銅-康銅、鎳鉻-鎳硅碳化硼—石墨3.2膨脹式溫度計一、固體膨脹式溫度計典型的固體膨脹式溫度計是雙金屬片，它利用線膨脹系數(shù)差別較大的兩種金屬材料制成雙層片狀元件，在溫度變化時因彎曲變形而使其另一端有明顯位移，借此帶動指針就構(gòu)成雙金屬溫度計。工作原理原來長度為l的一個固體，由于溫度的變化所產(chǎn)生的長度變化可用下式表示：將兩種不同膨脹率、厚度為d的帶材A和B粘合在一起，便組成一種

2、雙金屬帶，溫度變化時，由于兩種材料的膨脹率不同會使雙金屬帶彎曲,則有:可解得:如果帶材A采用鐵鎳合金,則有:則:應(yīng)用實例工業(yè)用雙金屬溫度計實例雙金屬電接點溫度計二、液體膨脹式溫度計一種液體的體積為V，由于它的溫度變化所引起的體積變化可以用下式表示：這種利用液體體積隨溫度升高而膨脹的原理制成的溫度計稱為液體膨脹式溫度計。最常用的就是玻璃管液體溫度計。1-玻璃溫包；2-毛細管；3-刻度標尺；4-膨脹室工作液體測溫范圍（℃）備注水銀－30～750上限依靠充氣加壓獲得甲苯－90～100乙醇－100～75石油醚－130～25戊烷－200～20玻璃管液體溫度計液體工質(zhì)與測溫范圍玻璃管液體溫

3、度計的特點1.測量準確、讀數(shù)直觀、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，使用方便，2.但有易碎、不能遠傳信號和自動記錄等缺點。應(yīng)注意兩個問題：1、零點漂移：玻璃的熱脹冷縮也會引起零點位置的移動，因此使用玻璃管液體溫度計時，應(yīng)定期校驗零點位置。2、露出液柱的校正：使用時必須嚴格掌握溫度計的插入深度，因為溫度刻度是在溫度計液柱全部浸入介質(zhì)中標定的，而使用時液柱可按下式求其修正值n為露出液柱所占的度數(shù)（℃）；K為工作液體在玻璃中可見的膨脹系數(shù)；t為分度條件下外露部分空氣溫度（℃）；t0為使用條件下外露部分空氣溫度（℃）。根據(jù)所充填的工作液體不同，可分為水銀溫度計和有機液體溫度計兩類。水銀溫度計不粘玻璃

4、，不易氧化，容易獲得較高精度，在相當大的范圍內(nèi)（－38～356℃）保持液態(tài)，在200℃以下，其膨脹系數(shù)幾乎和溫度呈線性關(guān)系，所以可作為精密的標準溫度計。電接點溫度計分為可調(diào)式和固定式兩種。1-細長螺釘；2-橢圓形螺母；3-細導線；4-磁鋼帽；5-扁平鐵塊；6、7-外引線電接點溫度計三、壓力式溫度計根據(jù)封閉系統(tǒng)的液體或氣體受熱后壓力變化的原理而制成的測溫儀表。1-溫包；2-毛細導管；3-壓力計由敏感元件溫包，傳壓毛細管和彈簧管壓力表組成。若給系統(tǒng)充以氣體，如氮氣，稱為充氣式壓力式溫度計，測溫上限可達500℃，壓力與溫度的關(guān)系接近于線性，但是溫包體積大，熱慣性大。若充以液體，如二甲

5、苯、甲醇等，溫包小些，測溫范圍分別為－40℃～200℃和－40℃～170℃，若充以低沸點的液體，其飽和汽壓應(yīng)隨被測溫度而變，如丙酮，用于50℃～200℃。但由于飽和汽壓和飽和汽溫呈非線性關(guān)系，故溫度計刻度是不均勻的。特點:必須將溫包全部浸入被測介質(zhì)；毛細管最長不超過60m；儀表精度低，但使用簡便，而且抗震動。壓力式溫度計實例3.3熱電偶溫度計利用不同導體間的“熱電效應(yīng)”現(xiàn)象制成的，具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、測量范圍寬、應(yīng)用范圍廣、準確度高、熱慣性小等優(yōu)點。且能直接輸出電信號，便于信號的傳輸、自動記錄和自動控制。一、熱電偶的工作原理兩種不同的導體或半導體材料A和B組成閉合回路，如果

6、A和B所組成回路的兩個接合點處的溫度不相同，則回路中就有電流產(chǎn)生，說明回路中有電動勢存在，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。也稱為塞貝克效應(yīng)。由此效應(yīng)所產(chǎn)生的電動勢，通常稱為熱電勢。熱電勢是由兩部分電勢組成的，即接觸電勢和溫差電勢。接觸電勢當兩種不同性質(zhì)的導體或半導體材料相互接觸時，由于內(nèi)部電子密度不同，例如材料A的電子密度大于材料B，則會有一部分電子從A擴散到B，使得A失去電子而呈正電位，B獲得電子而呈負電位，最終形成由A向B的靜電場。靜電場的作用又阻止電子進一步地由A向B擴散。當擴散力和電場力達到平衡時，材料A和B之間就建立起一個固定的電動勢。由于兩種材料自由電子密度不同而在其接觸處形

7、成電動勢的現(xiàn)象，稱為珀爾帖效應(yīng)。其電動勢稱為珀爾帕電勢或接觸電勢。理論上已證明該接觸電勢的大小和方向主要取決于兩種材料的性質(zhì)和接觸面溫度的高低。其關(guān)系式為:式中：——單位電荷，4.802×10-10絕對靜電單位；——玻茲曼常數(shù)，1.38×10-23J/℃；——材料A和B在溫度為T時的電子密度；——接觸處的溫度，K。接觸電勢的大小只與接點溫度的高低以及導體A和B的電子密度有關(guān)。溫度越高，接觸電勢越大，兩種材料電子密度比值越大，接觸電勢也越大。結(jié)論溫差電勢因材料兩端溫度不同，則兩端電子所具有的能