温度检测技术(精选)

温标——衡量温度的标尺。是温度数值化的标 尺，它给出了温度数值化的一套规则和方法， 并明确了温度的测量单位和温度起点。
建立方法：建立温标就是规定温度的起点及基 本单位。一般是借助于随温度变化而变化的物 理量（体积、压力、电阻和热电势等）来定义 温度数值、建立温标的。
2019/10/11
参数检测技术-温度测量
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参数检测技术-温度测量
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1 温度和温标(thermometric scale)
1. 温度
温度是反映物体的冷热程度的物理量。 宏观上是建立在热平衡基础上的----两个各自处于
热平衡状态的温度不同的物体相接触时，经过热交换达 到新的平衡状态后温度相同；微观上是物体分子运动平 均动能大小的标志。
特点：工业用的隔爆型热电偶多用于化学工业自控 系统中（由于在化工生产厂、生产现场常伴有各种 易燃、易爆等化学气体或蒸汽，如果用普通热电偶 则非常不安全、很容易引起环境气体爆炸）。
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防爆型热电偶外形
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厚壁保护管 压铸的接线盒
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电缆线
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（3）测量电路 1）测量某一点的温度
基本原理：由连接导体定律可知：
EABB `A` (T ,Tn ,T0 ) EAB (T ,Tn ) EB`A` (T0 ,Tn ) EAB (T ,Tn ) EA`B` (Tn ,T0 )
可见，适当选取 A'、B'，使得： E A`B` (Tn ,T0 ) E AB (Tn ,T0 )
华氏温标和摄氏温标都是根据物体体积的热胀冷缩现象制
定的，通常称为经验温标。 华氏温标与摄氏温标的换算关系是：

再查K型分度表，由31.429 mV查得到实际炉温755℃ 。
按热电动势E(t,38 )＝29.90 mV查K型分度表得对应的 炉温718℃，与实际炉温755℃相差37℃，由此产生的 相对误差约为5%。（再加上t0＝38℃为756 ℃，很接 近755 ℃ ）
（注：由于热电偶所产生的热电势与温度之间的关系都是非线性
1.工作原理－根据一定质量的液体、气体、蒸汽在体积不变的条 件下其压力与温度呈确定函数关系的原理实现其测温功能
2.结构－感温包、传递压力元件(毛细管)及压力敏感元件、齿轮或 杠杆传动机构、指针和读数盘组成；
3.特点－强度大、不易破损、读数方
便，但准确度较低、耐腐蚀性较差；
响应慢（毛细管细长），测温信号难
以远传。
压力式温度计结构原理图 1—传动机构；2—刻度盘； 3—指针； 4—弹簧管；5—连杆；6—接头；7—
毛细管；8—温包；9—工作物质
4.2.4热电偶测温
1.热电效应及测温原理 2.标准化热电偶与分度表 3.热电偶结构型式 4.热电偶的冷端温度补偿
4.2.4热电偶测温
1.热电效应及测温原理 热电偶测温是以热电效应为基础的。
第二篇 过程参数检测技术
4. 温度检测 5. 压力检测 6. 物位检测 7. 流量检测 8. 机械量检测 9. 成分检测
4. 温度检测
4.1 概述 4.2 接触式测温 4.3 非接触式测温
4.1 概述
4.1.1温度及其测量原理 4.1.2温标及其表示方法 4.1.3测温方式及其原理
4.1 概述
4.2.2双金属温度计
1.工作原理－基于固体受热膨胀。
2.构成－两片线膨胀系数差异很大的金属片叠焊在一起，一段固定， 一端带指针； 3.特点－测温范围大致为-80℃—600℃； 精度等级通常为1～2.5级左右；抗振性 好，读数方便，精度不高，做一般的工 业用仪表，测温信号难以远传。

1.4——标准化热电偶和分度号
从理论上分析，似乎任何两种不同的导体都可以组成热电偶，用来测量温度。 但实际情况并非如此，为了保证在工业现场应用可靠，并具有足够的精度，热电偶的 电极材料在被测温度范围内应满足：
热电性质稳定、物理化学性能稳定、热电势随温度的变化率要大、热电势与温度 尽可能成线性对应关系、具有足够的机械强度、复制性和互换性好等要求，目前在国 际上被公认的热电偶材料只有几种：K、E、B、S、T、J、R等。
E(t,t0 )
+
－
t0 t0
R1
+a Rcu
+
R2
E
－
(t
,
t0
)
E
b－
R3
在设计的冷端温度（例如t0＝0℃）时，满足R1＝R2， R3＝RCu，这时电桥平衡，无电压输出，即Uab=0，回 路中的输出电势就是热电偶产生的热电势
t
图2.7 电桥补偿
当冷端温度由t0变化到t’0时，不妨设t’0 >t0，热电偶输出的热电势减小，但电桥中 RCu随温度的上升而增大，于是电桥两端会产生一个不平衡电压Uab(t’0 )
1.1 ——热电效应和热电偶
热电效应（热电偶测温的基本原理）：任何两种不同的导体或半导 体组成的闭合回路，如果将它们的两个接点分别置于温度各为 t 及 t0 的 热源中，则在该回路内就会产生热电势。
eAB(t0)
A
B
A
B
eA(t,t0)
AB
eB(t,t0)
图2.1 热电偶示意图
eAB(t) 图2.2 热电现象
式中，
Rt 为温度t时对应的电阻值 Rt0 为温度t0(通常t0＝0℃)时对应的电阻值

温度检测方法及研究报告
温度检测方法主要分为接触式和非接触式两种。

接触式温度检测方法主要包括：热电偶、热敏电阻、热电阻、红外线探测器等。

热电偶是一种常用的温度检测传感器，它利用两种不同材料的接触处的热电效应来测量温度。

热敏电阻则是利用电阻随温度的变化而变化的特性来测量温度的方法。

热敏电阻材料的电阻值与温度成正比，通过测量电阻值的变化来计算温度。

热电阻和红外线探测器也是常用的接触式温度检测传感器。

非接触式温度检测方法主要包括红外线测温仪、红外线成像仪等。

红外线测温仪利用物体发出的红外辐射来测量物体表面的温度，常用于工业生产、医疗诊断等领域。

红外线成像仪可以实时显示物体表面的温度分布情况，对于大范围温度监测非常有用。

研究报告通常包括对不同温度检测方法的比较与评价、温度检测传感器的原理与结构、温度检测系统的设计与实现等内容。

研究报告还可以对温度检测方法在不同领域的应用进行案例分析，评估其性能和可行性。

此外，研究报告还可以对温度检测方法的改进和创新进行探讨，提出新的检测方案和技术。

NTC
PTC
NTC 是 negative temperature
coefficient的简称， 即负温度系数
PTC 是 positive temperature
coefficient的简称， 即正温度系数
热敏电阻的热电特性
四种热电特性的区别是什么？
1、突变型NTC 2、负指数NTC 3、线性型PTC 4、突变型PTC
字母：表示热电阻的材质 含义
数字：表示热电阻在0℃时的电阻值
铂电阻分度表
铜热电阻线性好, 价格便宜, 但它易氧化, 不适宜在腐蚀性介质或高温下工作
3）热电阻的测量转换电路
两线制 三线制 四线制内部引线方式有两线制、 三线制和 四线制三种。工业用铂电阻测温采用三线制或四线制。
热敏电阻
热敏电阻是一种温度敏感元件，它是由半导体 材料构成。通常分为两类NTC和PTC。
温度系数
正：温度 ↑阻值 ↑ 负：温度 ↑阻值 ↓
具有正温度系数的金属，其阻值随着温度的 升高而增大。
3、常用热电阻
考虑灵敏度高、重复性好、稳定性好等 特点，制成热电阻应用最多的是
铜（Cu）、铂（Ｐt）
铜热电阻，在 0℃时的电阻值
常用分为度50Ω号。：
铂热电阻，在0℃时， 电阻值为100Ω
Cu50 Cu100 Pt10 Pt100
任务二 冰箱温度的检测
一 、任务描述
在家用电器中，大量设备如电 冰箱、空调器、热水器、电熨斗、 洗衣机等，都要对温度进行精确控 制，这就需要我们能对其温度进行 检测。
想一想：你知道哪些检测温度的仪 表？
1、玻璃温度计
液体的热胀冷缩。
2、双金属温度计
两种不同材质的金属粘贴在一起构成的， 由于线胀系数不同，在相同的温度变化下，就 会有不同的收缩效果，导致金属片弯曲，这样 把温度的变化转换成位移量的变化。

NB
_
由上式可知：接触电势取决于两种导体的性质和接触点 的温度，与导体的形状及尺寸无关。
（2）温差电势
定义：温差电势是同一导体的两端因其温度不同而 产生的一种电势。 t>t0 t0 A t eA(t,t0)
A 为导体的汤姆逊系数，表示温差为1℃时所产生的电动势数值。
eA (t , t0 ) Adt
摄氏温标： ①水银玻璃温度计； ②水的冰点为0℃ 、沸点为100℃； ③ 100等份。
举例：五种温度计，测温质分别是氢气、空气、铂丝、 电偶和水银，其测温的物理性质分别为气体的压强、电 阻、电动势和水银的长度；基准点都是以冰的熔点和水 的沸点为0度和100度。
结论:对应同一个冷热程度，各种温度计的读数是不一样的。
需冷端温度补偿，在低温 段测量精度较低
测量精度高，便于远距离、 不能测高温，需注意环境 多点、集中测量和自动控 温度的影响 制 测温时，不破坏被测温度 场 低温段测量不准，环境条 件会影响测温准确度
非接 触式 测温 仪表
辐射 式 红外 线
测温范围大，适于测温度 易受外界干扰，标定困难 分布，不破坏被测温度场， 响应快
Q1 T 273.16 ——仅具物理意义，因为理想可逆过程无法 Q2 实现，故热力学温标也无法实现。 理想气体温标（等价于热力学温标） 理想气体状态方程（V一定时）
P T nR 恒量 P3 T3 V
P P 任意点温度： T T3 273.16 P3
P3
定容式气体温度计：通过压强的变化测出温度的变化。 技术上可实现，但不方便。
接触电势 温差电势
下标 A表示正电极， B表示负电极。由于温差电 势比接触电势小很多，常常把它忽略不计，因 而热电偶的热电势可表示为：

通过实时监测和控制温度，可以优化能源 使用，降低能耗，提高能源效率。
保障人员安全
保护设备
在高温或低温环境下工作可能对人员的健 康和安全造成威胁，因此需要监测和控制 温度以保障人员安全。
过高的温度可能导致设备损坏或缩短使用 寿命，因此对温度的检测和控制有助于保 护设备。
02 温度检测技术
接触式温度检测
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智能温度控制
总结词
利用智能算法和传感器技术实现自适应 和远程控制温度。
VS
详细描述
智能温度控制能够根据环境因素、设备运 行状态等实时调整温度，以达到最佳效果 。同时，通过物联网技术，可以实现远程 监控和控制，提高管理效率和安全性。智 能温度控制适用于复杂和高要求的场景， 如数据中心、精密制造等。
04 温度检测与控制的应用
05 未来展望
温度检测与控制技术的发展趋势
智能化
集成化
随着物联网、大数据和人工智能技术 的不断发展，温度检测与控制将更加 智能化，能够实现实时监测、自动控 制和智能调节。
未来温度检测与控制技术将更加集成 化，能够实现多参数、多通道的监测 和控制，提高系统的可靠性和稳定性。
精准化
随着传感器技术的不断进步，温度检 测的精度和响应速度将得到大幅提升， 能够更准确地反映温度变化，提高控 制精度。
在农业种植中，温度是影响植物生长的重要因素之一。适当的温度控制有助于提 高作物的产量和品质。
通过温度检测和控制技术，现代农业可以实现温室智能化管理，为植物提供适宜 的生长环境。例如，通过调节温室内的温度和湿度，以促进植物的光合作用和 生长速度。
医学诊断
在医学领域，温度检测与控制也具有重要应用。例如，红 外线测温仪用于快速准确地测量人体温度，辅助诊断发热 等疾病。