1、双金属温度计的应用

　　双金属温度计适用于中低温现场检测，可直接测量液体、气体和蒸汽的温度，具有无汞害、指示清晰，坚固、耐振。仪表全部采用不锈钢材料，具有良好的防水、耐腐性能。广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品等工业。可以直接测量各种生产过程中的-80℃-+500℃范围内液体蒸汽和气体介质温度。

　　2、特点

　　现场显示温度，直观方便

　　安全可靠，使用寿命长

　　多种结构形式，可满足不同要求

　　3、工作原理

　　双金属温度计是基于绕制成环性弯曲状的双金属片组成。一端受热膨胀时，带动指针旋转，工作仪表便显示出热电势所应的温度值。

　　4、主要技术参数

　　产品执行标准：JB/T8803-1998；GB3836-83

　　标度盘公称直径：60、100、150

　　精度等级：1.0、1.5

　　热响应时间：≤40s

　　防护等级：IP55

　　角度调整误差：角度调整误差应不超过其量程的1.0％

　　回差：双金属温度计回差应不大于基本误差限的绝对值。

　　重复性：温度计重复性极限范围切应不大于基本误差限绝对值的1／2。

　　5、测温范围

　　6、正常工作大气条件

　　7、测量端形式

　　8、外形尺寸

　　9、安装固定形式

　　10、双金属温度计型号命名方式

　　11、型号及规格

　　轴向型双金属温度计

　　径向型双金属温度计

　　135o向型双金属温度计

　　万向型双金属温度计

　　12、安装方式

　　13、直形连接头规格

　　14、双金属温度计的选型须知

　　型号

　　表盘直径

　　精度等级

　　安装固定形式

　　测温范围

　　长度或插入深度

　　例A：万向型双金属温度计，表盘直径100，测温范围0-400℃，1.5级，活动外螺纹 M27x2，长度450mm，WSS-481，0-400℃，L=450mm，M27x2

　　传感器选用原则

　　现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。

　　1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型

　　要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。

　　在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。

　　2、灵敏度的选择

　　通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。

　　传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。

　　3、频率响应特性

　　传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。

　　传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。

　　在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过火的误差。

　　4、线性范围

　　传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。

　　但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。

　　5、稳定性

　　传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。

　　在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。

　　传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。

　　在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。

　　6、精度

　　精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。

　　如果测量目的是定性分析的，选用重复精度高的传感器即可，不宜选用绝对量值精度高的；如果是为了定量分析，必须获得精确的测量值，就需选用精度等级能满足要求的传感器。

　　对某些特殊使用场合，无法选到合适的传感器，则需自行设计制造传感器。自制传感器的性能应满足使用要求。

　　热电偶的应用原理

　　热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：

　　①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。

　　②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。

　　③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。

　　1．热电偶测温基本原理

　　将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图2-1-1所

　　示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在

　　回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工

　　作的。

　　2．热电偶的种类及结构形成

　　（1）热电偶的种类

　　常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。

　　标准化热电偶 我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

　　(2)热电偶的结构形式 为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：

　　① 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；

　　② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；

　　③ 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；

　　④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

　　3．热电偶冷端的温度补偿

　　由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵 金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热 电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷 端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到 仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。

　　在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。

　　热工测量的概念和测量方法

　　本章讲述了测量及测量误差的基本概念，测量的一般方法，测量仪表的组成及种类、测量误差的种类、表示方法和误差的处理方法，以及评估测量仪表质量优劣的技术指标等内容。本章重点是测量误差的种类及表示方法，测量误差的处理方法及仪表的质量标准。

　　“测量技术”是研究测量原理、测量方法和测量工具的一门科学。人类在从事科学研究、工程技术及其他一切生产活动时，为了取得各种事物之间的定量关系，就必须进行测量。测量是人们认识事物本质所不可缺少的手段。

　　不同的科技和生产领域，有不同的测量项目和测量特点。热工测量是指在热工过程中对各种热工参数，比如温度、压力、流量、物位等的测量（热力发电厂中，有时也把成分分析、转速、振动等列入其中）。

　　在热力发电中，通过热工测量可以及时地反映热力设备以及热力系统的运行工况，为进行人员提供操作的依据，并且为热工自动控制准确、及时的提供所需要的信号。因此，热工测量是保证热力设备安全、经济运行及实现自动控制的必要手段。

　　一、测量的定义

　　所谓测量，就是利用测量工具，通过实验的方法将被测量 与同性质的标准量（即测量单位）进行比较，以确定出被测量是标准量多少倍数的过程。说得到的倍数就是被测量的值，即

　　L=x/b

　　式中 x＿被测量 b＿标准量（测量单位） L＿说得到的被测量的值，即得到的测量结果。

　　从式中可知，被测量的值与说用个测量单位有关。测量单位认为规定，并得到国家或国际公认。在“国际单位制”诞生前，各国、各地区的测量单位各不相同，同类被测量比较时，必须进行单位换算，很不方便，且有限测量单位指定的科学性和严密性比较差。随着科学技术的发展和国际科技、经济交往的加强，人们迫切要求制定统一的测量单位。1960年，第十一届国际计量大会通过了“国际单位制”，代号为SI，它对长度、质量、时间、电流和热力学温度等七种基本单位作了统一规定。其他的测量单位，可以由这七种基本单位一一导出。实践证明，国际单位制具有科学、合理、精确、实用等优点，给生产建设和科技发展带来了很大方便。我国于1984年2月27号由国务院法布里《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》。法定计量单位以国际单位制为基础，结合我国实际情况增加了一些非国际单位制单位构成。在热工测量中，应积极推广使用。

　　二、测量方法

　　测量是一种实验工作，为了及时获得准确可靠的数据，必须根据行业的要求及被测量对象的特点，选择合理的测量方法。

　　根据获得测量结果的程序不同，测量可分为：

　　（1）直接测量。就是将被测量直接与所选用的标准量进行比较，或者用预先标定好的测量仪表进行测量，从而直接得出测量值的方法。如用尺测长度，用玻璃管水位计测水位等。

　　（2）间接测量。通过直接测量于被测量有确定函数关系的其他各个变量，然后将所得的数值代入函数进行计算，从而求得被测量值的方法称为间接测量。例如，用平衡容器测量汽包水位；通过测量导线电阻、长度及直接求电阻率等。

　　（3）组合测量。组合测量是在测量出几组具有一定函数关系的liangzhi9d基础上，通过解联立方程来取被测量的方法。例如，在一定温度范围内铂电阻与温度关系为

　　R1=Rto(1+At+Bt2)

　　式中Rto-铂电阻在0℃时的电阻值 Rt-铂电阻在t℃时的电阻值 A/B-温度系数（常数）、为了求出温度系数A、B，可以分别直接测出0℃、t1℃、t℃2三个不用温度值及相应温度下的电阻值Rto、Rt1、Rt2，然后通过联立方程来求得A、B数值。

　　根据检测装置动作原理不同，测量可分为：

　　(1)直读法。被测量作用于仪表比较装着，使比较装着的某种参数按已知关系随被测量发生变化，由于这种变化关系已在仪表上直接刻度，故直接可由仪表刻度尺读出测量结果。例如，用玻璃管水银温度计测量温度时，可直接有水银柱高度读出温度值。

　　(2)零值法（平衡法）。将被测量与一个已知量进行比较，当二者达到平衡时，仪表平衡指示器零，这时已知量就是被测量值。例如，用天平测量物体的质量，用电位差计测量电势都是采用了零法。

　　(3)微差法。当被测量尚未完全与已知量相平衡时，读取它们之间的差值，由已知量和差值可求出被测量值。用不平衡电桥测量电阻就是用微差法测量的例子。零值法和微差法测量对减小测量系统的误差很有利，因此测量准确度高。应用较为广泛。

　　根据仪表是否与被测对象接触，测量可分为：

　　（1）接触测量法。仪表的一部分与被测对象接触，受到被测对象的作用才能得出测量结果的测量方法。例如用玻璃管水银温度计测量温度时，温度计的温包应该置于被测介质之中，以感受温度高度。

　　（2）非接触测量法。仪表的任何部分都不必与被测对象直接接触就能得到测量结果的测量方法。例如用光学高温计测温，是通过被测量对象说产生的热辐射对仪表的作用而实现测温的，因此仪表不必与对象直接接触。