常见温度仪表的安装与校验_安徽西派仪表有限公司

常见温度仪表的安装与校验

作者：xpyb 添加时间：2025-03-29 09:00:50

温度类仪表分类

温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。

通常来说接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。

非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。

按用途分类：

1、双金属温度计

2、压力式温度计

3、热电阻

4、热电偶

5、温度变送器

6、温度开关

按准确度等级分类：

1、双金属、压力式温度计

2、玻璃液体温度计

3、热电偶

4、铂电阻

一、双金属温度计

双金属温度计的工作原理：

双金属温度计是利用两种不同膨胀系数的金属片将其焊接在一起并将一端固定。当温度发生变化时, , 膨胀系数较大的金属片伸长较多,, 故其未固定端( ( 自由端) ) 必然向膨胀系数较小的金属一方弯曲变形。利用弯曲变形的大小不同,, 从而可表示出温度的高低不同。

双金属片温度计按指示部分与保护管连接方式不同,, 分为下列三种类型:

(1) 轴项型

(2) 径向型

(3)135角型

双金属温度计校验方法

根据国家检定规程：

JJG226 双金属温度计检定规程将被检温度计的检测元件与标准温度计插入恒温槽中，待示值稳定后进行读数。在读数时，槽温偏离检定点温度不得超过± 2.0℃ （以标准温度计为准），分别记下标准温度计和被检温度计正、反行程的示值。在读数过程中，当槽温不超过 300℃ 时，其槽温变化不应大于0.1 ℃ ，当槽温超过 300℃ 时，其槽温变化不应大于 0.5℃ 。电接点温度计在进行示值检定时，应将其上、下限设定指针分别置于上、下限以外的位置。

双金属温度计安装

二、压力式温度计

压力式温度计的工作原理是当温度变化时, , 工质的体积或压力相应发生变化,, 以此制成温度计这种温度计的主要优点是构造简单, , 防震可以远距离测量 , 并可制成自动记录式。主要缺点是损坏后很难修理, , 不能测量温和表面温度。

校验方法同双金属温度计

三、热电阻温度计

物理学指出: :各种材料的电阻率都随温度变化。若忽略物体的长度和截面随温度的变化, , 则在参比温度 t0 下的电阻值 Rt0 和电阻率的温度系数 ( 简称电阻温度系数 ) a 已知物体, 可以通过测量此物体的电阻来反映其温度。

热电阻是中低温区***常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量准确度是***高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用***多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。

工业常用热电阻

在我国, 标准化的热电阻现有铂的和铜的两种

工业热电阻的品种与性能 :

1. 分度号

根据 IEC 规定, , 铂电阻有 Pt10 和 Pt100 两种分度号铜热电阻按 WZC 标准, , 代号有 Cu50 和 Cu100 两种。

2. 使用特点

铂热电阻用于－２００－＋６５０摄氏度范围内测温，铜热电阻因在高温下易氧化而适用于５０－＋１５０摄氏度范围内测温。前者稳定性好，准确度高；后者价格便宜，电阻与温度关系的线性度较好。

3.热电阻构造

工业热电阻有普通基型结构和铠装结构两种。它们都由感温元件，引出线，保护套管，接线盒，绝缘材料等组成。

热电阻校验方法

国家检定规程：

JJG229 工业铂、铜热电阻检定规程对保护管可以拆卸的热电阻，在偏差检定前，应将热电阻的感温元件从内衬管和保护管中取出，并放置在玻璃试管中（检定温度高于 400℃ 时需用石英试管）。试管内径应与感温元件直径或宽度相适应。为了消除试管内外空气对流，在感温元件插入试管后需用脱脂棉或耐高温材料塞紧管口。检定时，将感温元件连同玻璃试管插入介质中检定。

热电阻常见问题分析

四、热电偶

1 、热电偶的测温原理

热电势：两种不同的导体材料（或半导体） A A ， B B 组成的闭合回路。相接触时，存在电子的迁移，达到平衡时，在接触的两端形成电势

1 .可用于点温度的测量

2.只与材料和温度有关，与热电偶的长度、直径无关

3.接触电势和温差电势组成

接触电势：在一定温度下，如果从金属A A 扩散到金属B B 去的电子数等于从金属属B B 吸向金属A A 的电子数时，就达到了动态平衡。这时金属A A， B B 之间形成的电位差称为接触电势。

接触电势的大小与接头温度的高低和金属的种类有关，温度越高，两金属的自由电子密度差越大，则接触电势越大。

温差电势：同一金属导体两端温度不同而产生的。

高温端流向低温端的自由电子与低温端被电场吸引流向高温端的自由电子达到了动态平衡势，这时的电位差称为温差电势 e ，大小仅与金属材料及两端温差有关，而与几何尺寸及金属（导体）温度分布无关。e(t,t0) 可用下面的函数差来表示

：eA(t,t0)=eA(t)- - eA(t0)

（ 1 ）热电偶须***用两种性质不同的热电级构成。

（ 2 ）若热电级材料的性质不均匀，即当热电级温度分布不同时，则热电偶将产生附加电势。

所以根据附加热电势检查热电极材料是否均匀，从而衡量热电偶质量的高低。

中间导体定律

在热电偶回路中接入第三种均质导体后，只要保证所接入导体两端温度相同，就不会影响热电偶的热电势。

热电偶冷端温度补偿

热电偶的热电势是两个接点温度的函数表 , 只有当冷端温度不变时, 热电势才是热端温度的单值函数。

实际应用中, , 热电偶冷端所处环境温度总有波动, , 从而使测量得不到正确结果 , 须***采取补偿措施.

冷端温度处理办法有以下几种: :

.1 . 计算修正法

.2. 仪表机械零点调整法

.3. 恒温法

.4. 补偿法

.5.多点测量的热电偶冷端温度补偿

热电偶补偿导线的外形图

计算修正法

若温度显示仪表分度时规定热电偶冷端温度为零摄氏度，而在使用中冷端温度不为零摄氏度时，根据热电偶的中间温度定律,得知在这种情况下产生的热电势为:

EAB(t,0)= EAB(t,t0)+ EAB(t0,0)

式中:[EAB(t,0)-冷端为0,热端为t时的热电势

:EAB(t,t0)-冷端为t0,热端为t时的热电势,即实测值;

EAB(t0,0)-冷端为t0,时的应加校正值。

将t0,摄氏度的仪表实测读数与相应的校正值代数相加得EAB(t,0),然后从分度表查得被测温度t值。这种方法只适用于实验室。

2.仪表机械零点调整法

仪表的机械零点为仪表输入电势为零时,指针停留的刻度点，也就是仪表的起始点。若预知热电偶冷端温度为t,在此时相当于人为给仪表输入热电势EAB(t0,0),在接通测温回路后,输入仪表的热电势为:

EAB(t,t0)+ EAB(t0,0)= EAB(t,0)使仪表指针指示热端温度t值

仪表机械零点调整法比较简单，如热电偶冷端温度波动频繁,变化较大,不宜采用此法。

3.恒温法

在精密测温中,一般要求热电偶温度保持为0摄氏度,通常采用冰点槽用清洁的水制成冰屑与清洁的水相混合盛于冰点槽的保温瓶内，并使其达到平衡而保持恒定的0摄氏度，使用时将热电偶冷端放在插入冰点槽的试管底部。

恒温法是准确度很高的冷端处理方法,然而使用比较麻烦,需要保持冰,水两相。

4.补偿法

补偿法是利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电偶冷端温度变化所引起的热电势的变化。

由热电势计算修正法可知,当热电偶冷端温度tn偏离规定值t0时,热电势的修正值为EAB(tn,t0),如果在热电偶测量回路中串接一个等于EAB(tn,t0)的直流电压U,则回路的总电势为:

EAB(t,tn)+ U= EAB(t,tn)+ EAB(tn,t0)= EAB(t,t0)

5、多点测量的热电偶冷端温度补偿

在工业生产中为了有效利用控制盘和节省显示仪表，常通过多点切换开关把几只甚至几十只同一分度号的热电偶接到一块表上,这时可将各热电偶的冷端用补偿导线引至温度变化比较小的地方，然后共用一个桥式补偿器进行冷端温度补偿。

补偿方法有以下两种:

(1)利用一块显示仪表和一个冷端温度补偿器的多点测量线路

(2)用一只辅助热电偶对多只同型号热电偶冷端进行补偿的线路

6、热电偶的校验和误差分析

热电偶的误差来源主要有以下一些:

(1)分度误差:由于热电极材料成分不符要求和材料均匀性等原因，使热电偶的热电性质与统一的分度表之间产生分度误差。。

(2)补偿导线误差:由于补偿导线和热电极材料在1000C 以下的热电性质不同将产生误差。

(3)参比端温度变化引起的误差:在利用补偿电桥进行参比温度补偿时由于不能完全补偿而产生误差。

(4)由于热电极变质,使热电性质变化而产生误差。

热电偶校验方法

JJG351工作用廉金属热电偶检定规程

将标准热电偶套上高铝保护管，与套好高铝绝缘瓷珠的被检热电偶用细镍铬丝捆扎成圆形一束，其直径不大于20mm。捆扎时应将被检热电偶的测量端围绕标准热电偶的测量端均匀分布一周，并处于垂直标准热电偶同一截面上。将捆扎成束的热电偶装入管式炉内，热电偶的测量端应处于管式炉***高温区中心;标准热电偶应与管式炉轴线位置一致。管式炉炉口沿热电偶束周围，用绝缘耐火材料堵好。检定时将热电偶分别连好，直接测量标准与被检热电偶的热电动势。当炉温升到检定点温度，炉温变化小于0.2℃/min时，自标准热电偶开始依次测量各被检热电偶的热电动势。读数应迅速准确时间间隔应相近，测量读数不应少于4次。测量时管式炉温度变化不大于±0.25℃.

热电偶常见问题分析

五、温度变送器

温度变送器与热电偶、热电阻配合，将温度或温差信号转换成4~20mA或0~10mA、1~5V的直流信号。

一体化温度变送器的敏感元件感受温度后所产生的微小电压，经电路模块放大、线性校正等一系列处理后，变成恒定电流输出信号，其特点如下:

1)变送器小型化，可以直接放入通用的热电偶或热电阻接线盒内不需另配其他配件。

2)二线制变送器直接输出4~20mA直流信号(一般电源的额定工作电压为直流24V)

3)对于热电偶，省去了昂贵的补偿导线(模块自身有参比端温度补偿);对于热电阻，减少了引线电阻误差的影响。

4)输出阻抗高，输出信号大，抗干扰能力强。由于是恒流输出，具有较强的远传能力。

5)变送器部件准确度高、功耗低、工作稳定可靠。变送器部件自身的基本误差一般在±0.25%以下。

一般变送器的安装都配有温井。温井深度应与实际测温传感器长度匹配。

多功能模块：

1. 热电阻：

二线制、三线制、四线制

2. 热电偶：两线制

温度变送器校验方法

根据国家检定规程:JJG829电动温度变送器检定规程按输入信号增加(上行程)和减小(下行程)的方向，分别给变送器输入各被检定点所对应的输入电量值，读取变送器相应的实际输出值Ai。对于上限值只检上行程，对于下限值只检下行程。用同样的方法再重复进行两次检定，取误差***大值作为基本误差。热电偶变送器采用补偿导线进行检定时，应给变送器的输入值加上补偿导线的修正值。在不产生疑义的情况下，可只进行一次循环的检定。

温度变送器常见问题

1. 送电后现场没有指示或没有反馈信号

2. 同一测量点变送器与温度计对照偏差大

3. 现场显示和中控数据有差异

结合热电阻和热电偶故障问题分析

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