终结版总结热工测量

第一篇：终结版总结热工测量

 是人类对自然界中客观事物取得数量观念的一种认识过程。它用特定的工具和方法，通过试验将被测量与单位同类量相比较，在比较中确定出两者比值。

 数值不随时间而改变或变化很小的被测量。

 随时间不断改变数值的被测量（非稳态 或称动态参数),如非稳定工况或过渡工况时内燃机的转速、功率等。

 在测量过程中首先将被测物理量转换成模拟信号，以仪表指针的位置或记录仪描绘的图形显示测量的结果(不表现为“可数”的形式)。

 测量可直接用数字形式表示。通过模／数（A／D)转换将模拟形式的信号转换成数字形式。

二、填空题

 常用的 测试中，被测量按照其是否随时间变化可以分类和。

 测量仪器按用途可分：范型仪器和实用仪器

 在选用时，仪器的不应超过仪器的误差可用级、消除系统误差的方法 产生根源 修正法

任何测量仪器都包括感受件，中间件和效用件三个部分1.感受器—他直接与被测对象联系，感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号：2.中间件—他将传感器的输出信号原封不动的传给效用件：3.效用件—把测量的信号显示出来。

测量结果与真值的一致程度是系统误差和随机误差的综合反映。

 恒定度:仪器多次重复测量时，其指示值稳定的程序，称为恒定度。通常以读数的变差来表示. 它以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例S来表示。

 :灵敏度阻滞又称为感量,感量是足以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量的变化值。一般仪器的灵敏度阻滞应不大于仪器允许误差的一半。

 :从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间，又称时滞。

3误差产生的原因和消除方法

具体的测量过程中，系统误差按其产生的原因可分为；

  但往往也常采用如下方法来 1.2.3.4

按照产生误差因素的出现规律以及它们对于测量结果的影响程序来区分，可将测量误差分为三类。系统误差:随机(偶然)误差:过失误差:1.系统误差—在测量过程中出现某种规律性的以及影响程度由确定的因素所引起的误差。2.随机误差—由许多未知的或微小的因素综合影响的结果。3.过失误差—显然与事实不符的误差，主要有测量者的粗心或操作不当引起的。

第四章

一．名词解释

：将物理量的变化转化为敏感元件电阻值的变化，再经过相应电路的处理后，转化为电信号

电感式传感器是建立在电磁感应基础上的，它是把被测量转化为电感量的一种装置。

（可用非接触式测量）：把位移，压力，振动，液面位置等物理量变化转换为电容量变化的传感器。电容式传感器具有功率小，阻抗高，动态特性好，结构简单等优点。

压电式传感器：工作原理是基于某些物质的压电效应，这些物质在外力作用下表面产生电荷，经过电荷放大器的放大，实现电测的目的。（测力，压力，加速度等）优点1灵敏度高2固有频率高，响应快。3结构简单，可实现微型化。4精度高。

把被测参数的变化转换为感应电动势的传感器。

是将温度变化转换为电量变化的传感器。在各种热电式传感器中，最常用的有两种，将温度变化转换为电阻变化的传感器称为热电阻；将温度变化转化为电动势变化的传感器称为热电偶。

：将光信号转换成电信号的传感器。利用某些金属或者半导体的光电效应。

是利用半导体的霍尔效应进行测量的传感器，它可以在磁场中将被测量通过霍尔元件转换为电量输出。典型应用1转速测量2位移测量3接近开关。

直接将电量转换数字量，有使用方便，抗干扰能力强，适于远距离传输。

导体或半导体在外力作用下产生机械变形，电阻值也随之变化。

当具有一定能量E的光子投射到某些物质的表面时，具有辐射能量的微粒将透过受光的表面层，赋予这些物质的电子以附加能量，或者改变物质的电阻大小，或者使其产生电动势，导致与其相连接的闭合回路中电流的变化，从而实现了光—光电管 2光敏电阻3光电池4光敏晶体管。

压电晶体：具有压电效应的晶体称为压电晶体

二、填空题

 由于半导体应变片的温度稳定性差，使用时必须采取温度补偿措施，以消除由温度引起的零漂或虚假信号。在实际工作中，温度补偿的方法有桥路补偿和应变片自补偿两类。

 常用可变磁阻式传感器的典型结构有:可变导磁面积型、差动型、单螺管线圈型、双螺管线圈差动型。

 按照电容式传感器的 ：

 按工作原理不同，磁电感应式传感器可分为恒定磁通式和变磁通式，即动圈式传感器和磁阻式传感器。

 磁电感应式传感器只适用

 磁阻式传感器：又称为变磁通式传感器或变气隙式传感器，常用来测量旋转物体的角速度。可分为开路变磁通式传感器和闭合磁路变磁通式传感器。

 在测量温度时，将测量端插入被测对象的内部，主要用于测量容器或管道内气体、蒸汽、液体等介质的温度。

 由于被光照射的物体材料不同，所产生的光电效应也不同，通常光照射到物体表面后产生的光电效应分为 外光电效应、内光电效应以及阻挡层光电效应 热电偶四条 中间温度定律:用两种不同的金属组成闭合电路，如果两端温度不同，则会产生热电动势。其大小取决于两种金属的性质和两端的温度，与金属导线尺寸、导线途中的温度及测量热电动势在电路中所取位置无关。均质材料定律 :如用同一种金属组成闭合电路则不管截面是否变化，也不管在电路内存在什么样的温度梯度，电路中都不会产生热电动势。中间导体定律 :在热电偶插入第三种金属，只要插入金属的两端温度相同，不会使热电偶的热电动势发生变化。标准电极定律:在热电偶插入第三种金属，插入金属的两端温度不同，发生附加热电动势后的总热电动势，等于各接点之间所产生热电动势的代数和。

 将冷端放入装有冰水混合物的保温容器中，使容器保持0℃不变，这种方法比较精确；

 也可以将冷端放入盛油的容器内，利用油的热惰性保持冷端接近于室温；

 或者将容器做成带有水套的结构，让流经水套的冷却水来保持容器温度的稳定。电热偶材料满足的要求：1在测量范围内热电性能稳定。2在测量范围内，电极材料有足够的物理化学稳定性。3热电动势应尽可能大并与温度成单直线性或近似于线性关系。5材料的复合性好，制造简单，价格便宜。

第五章

一、名词解释

1：是表示物体冷热程度的物理量，从分子运动论的观点看，温度也是物体内部分子运动平均动能大小的一个量度标志。

2、3、零点漂移：玻璃的热胀冷缩也会引起零点位置的移动，因此使用玻璃管液体温度计时，应定期校验零点位置。

二、填空题

 应用较多的有

 按照测头是否必须与被测介质接触，温度计可以分为接触式和非接触式。

 接触式温度计可以分为三类：

 热电阻温度计：利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的特性制成的。



 ：利用热点效应

 气体温度计可分为定容气体温度计、定压气体温度计和测温泡定温气体温度计。

 分为：等。接触与非接触温度计各自特点；由于接触温必须将感温元件与被测物体接触容易破坏温度场非温无此问题2接温感温元件与被测物体达到热平衡需要一定时间产生的时间滞后比较大非接 测量热辐射响应速度快3接触不能承受过高温度 非无此问题4非接不适合侧低温5测量精度接大于非

接触能正确反映被测物体的温度1热力学平衡2实时反映 测温元件安装的基本要求

测温元件应与被测介质形成逆流，即安装时测温元件应迎着被测介质的流向插入。若不能迎着被测介质的流向插入，可采用迎着被测介质的流向斜插()的方式，至少也须与被测介质正，应尽量避免与被测介质形成顺流。

安装时，要使测温元件处于管道中心，即应使它处于流速最大处。当在管道上倾斜安装时保护管顶端要高出管中心线5-10mm。要是接触式温度计正确反映温度必须满足什么条件？

1.热力平衡条件，使感温元件与被测对象组成孤立的热力学系统，并经历足够多的时间，使两者完全达到平衡。

2.当被测温度变化时，感温元件的温度能实时的跟着变化，既是传感器的热容热阻为0

第六章

在热能与动力机械中所测量的压力，通常是指流体压力。

2.流体对单位面积上的垂直作用力，即物理学中的“压强”

3.对于运动流体，根据测量所取的面不同，可分为总压力、静压力。总压力与静压力之差称为动压力。

4.根据测量要求，按零标准的方法，压力可分为。

5.我国法定计量单位规定的压力单位是帕斯卡(Pa)。lPa＝lN／m2，大气压视地球上不同位置而异，其值约为105Pa。

6.等几种。

7.8.压力种类：可分为稳态压力（大气压力、机油压力、冷却水压力等）和瞬变压力（气缸内工质压力波、进排气压力波、高压油管中燃油压力等）两大类。

9.、弹性测压仪表、测压传感器（又分为压阻式传感器、压电式传感器、电容式差压传感器）。

试分析各种液住压力及弹簧压力机的测量误差来源 液柱式压力计打的测量误差：1环境温度变化的影响2重力加速度的变化3毛细现象的影响4其他误差。弹性压力计的误差：1迟滞误差2 温度误差3间隙和摩擦误差

第七章 流速测量（常用的是皮托管和热线风速仪测速）

1皮托管由总压探头和静压探头组成，利用流体总压与静压之差，主要测量对象为气体。

2围内达到较高的测量精度。

3：测量的是流速的大小和方向。由，组成。工作原理：流速的方向是根据两个方向孔的压力平衡情况来判定的，而流速的大小可以根据总压孔与方向孔之间的压力差进行计算。

第八章

1.qmpqvqv

2.流量通常指单位时间内通过某有效流通界面的流体数量，称瞬时流量，分为质量流量和体积流量

3.V的次数来计算流量）、速度型流量计（当流通截面确定时，体积流量与截面上的平均流速成正比）、质量型流量计。

4.5.代表常数K在流量范围内变化特性反映了涡轮流量计与线性特性，但是由于流体水力特性的影响，再加上涡轮承受阻力矩得作用使得具有高峰特征。

6.当流体流经涡轮流量计推动涡轮转动时，需要克服各种阻力矩，因而产生压力损失。

7.影响测量结果的因素：1流体粘度的影响2流体密度的影响3流体压力和温度的影响。

第九章 比较分析导电液和非导电液的电容式液位传感器的不同结构，简述各自的工作原理

1.测量导电液体的电容式液位计主要利用传感器两级的覆盖面积随被测液体液位的变化而变化，从而引起电容量变化关

系进行液位测量。

2.测量非导电液体的电容式液位计，主要利用被测液体液位变化时可变电容传感器两电极之间充填介质的介电常数发生变化，从而引起电容量变化这一特征进行液位测量。

第十章

1：转速是指在单位时间内转轴旋转的次数，通常以每分钟转速r/min作为计量单位。

2按照测速元件与被测转轴是否接触分为

3接触式转速表有：（接触式转速表结构简单，但是要消耗被测转轴的能量，且精度一般较差，多用于能量损失可以忽 略不计且对精度要求不高的场合。）离心式转速表、磁性式转速表、电动转速表、定式转速表

4非接触式转速表（他不消耗转轴的转矩，且精度较高）光电式转速传感器、磁电式转速传感器

5传递法，平衡力法，能量转换法。

6.PTn

9550

7.其转子和定子都是以磁通作为传递媒介进行工作的。转子和定子之间的作用力和反作用力大小相等，方向相反，所以只要将定子做成绕其轴线自由摆动的结构，片刻测定转子的转矩。

8.-直流电流测功机。交流电力测功机。

9.1,.工作范围—对于一种测功机，其工作范围是已知的，必须保证被测动力机械特征全部落在所选测功机的工作范围之内2.测量精度—测量精度应符合测量的要求，在满足工作范围的条件下，测量尽可能接近满程，3.响应速度—对动力机械工况变化的响应速度是测功机的一项重要指标，4.工作稳定性—当动力机械输出的转矩与测功机的制动转矩平衡时，5.低速制动性—低速制动性是一项重要的性能指标。

第十一章

1充物的管子，由于固定相对不同的组分具有不同的吸附或溶解能力，最终导致从色谱柱流出的时间不同，从而达到组分分离的目的。

2通常用热导率比较大的H2或He作为载气。

3：根据特定的吸收带，可以鉴别分子的种类。（要求被测气体是干燥而清洁的）

4二是先用滤纸收集一定量的烟气，再通过比较滤纸表面对光的反射率的变化来测量烟度的，叫滤纸法。

第十二章 振动的基本概念振动是工程中极为常见的现象，尤其在热能动力机械工程中更是如此。有害的振动可能产生噪音，影响机器的正常工作，造成人体不适，甚至导致零部件损坏。

 按振动：自由振动、受迫振动、自激振动

 按振动位移的特征：直线振动、扭转振动

 按振动的：简谐振动、非简谐振动、随机振动

 描述.振幅.相位.频谱.振型.周期

 振动测量系统的组成: 通常由传感器、信号处理和放大、记录、显示和数据处理设备组成。

 振动测量系统的 分类：机械测振仪.惯性测振仪.电动式测振仪

 , 曲柄连杆机构往复惯性力, 侧倾扭矩,机械系统相互作用力。

 ①内燃机整体的刚体振动: 上下振动、侧倾是单缸机主要振动形式。

②曲轴系的扭振是多缸机主要振动形式。

③曲轴的弯曲振动是多缸机主要振动形式。

④其他振动: 活塞敲击，敲缸，配气机构振动，气门脱跳—工作异常。

第十三章

1.：一种声音，具有声波的一切特性，物理学中的声学知识均适用于噪声。

2.单位时间内声源传播的总声能称为声功率，W

3.频程:在进行噪声测量时，需要测量噪声强度关于频率的分布，通常将声频范围划分为若干区段，这些区段称为频程（频带）。

噪声测量中通常利用声—电效应进行声压测定，感应声压变化并实现电信号转换的元件。动圈式、压电式、电容式  常用计权网络:A计权网络、B计权网络、C计权网络

第二篇：热工测量与自动控制重点总结要点

热工测量与自动控制重点总结

第一章测量与测量仪表的基本知识 测量：是人们对客观事物取得数量观念的一种认识过程。人们通过试验和对试验数据的分析计算，求得被测量的值。2 测量方法：是实现被测量与标准量比较的方法，分为直接测量、间接测量和组合测量。按被测量在测量过程中的状态不同，有分为静态和动态测量。4 测量系统的测量设备：由传感器、交换器或变送器、传送通道和 显示装置组成。测量误差的分类：1）系统误差 2）随机误差 3）粗大误差 按测量误差产生来源：1）仪表误差或设备误差 2）人为误差 3）环境误差

4）方法误差或理论误差 5）装置误差 6）校验误差.7 测量精度：准确度、精密度、精确度。仪表的基本性能：一般有测量范围、精度、灵敏度及变差。9 精度：是所得测量值接近真实值的准确程度，以便估计到测量误差的大小。仪表的灵敏限是指能够引起测量仪表动作的被测量的最小变化量，故友称为分辨率或仪表死区。

第二章 产生误差的原因：1）测量方法不正确 2）测量仪表引起误差 3）环境条件引 起误差

4）测量的人员水平和观察能力引起的误差。2 函数误差的分配：1）按等作用原则分配误差 2）按可能性调整误差 3）验算调整后的总误差。

第三章温度测量温标：是温度数值化的标尺。他规定了温度的读数起点和测量温 度的基本单位。热电偶产生的热电势由接触电势和温差电势组成。热电偶产生热电势的条件是：1）两热电极材料相异 2）两接点温度相异.4 热电偶的基本定律：1）均 质导体定律 2）中间导体定律 3）中间温度定律。补偿电桥法：是采用不平衡电桥产生的电势来补偿电偶因冷端温度变化而引起的热电势的变化值。

6电阻温度计的传感器是热电阻，热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

7热电阻温度计测温度的特点：1）热电阻测温度精度高，测温

范围宽，在工业温度测量中，得到了广泛的应用。2）电阻温度系数大，电阻率大，化学、物理性能稳定，复现

性好，电阻与温度的 关系接

近线性以及廉价。

3）当热电阻材料的电阻率大时，热电阻体积可做的小一些，热容量和热惯性就小，响应 快。8 热电偶的校验：通常采用比较法和定点法。

热电偶的检定：是对热电偶的热电势与温度的已知关系进行检

验。薄膜热电偶：用真空蒸等方法使两种热电极材料（金属）蒸镀到绝缘基板上，二者牢固的结合在一起，形成薄膜状接点。10冷端温度补偿的方法：1）冷端温度校正法 2)补偿导线法

3）仪表机械 零点调整法 4）冰浴法 5）补偿电桥法

第四章 湿度测量 湿度计的标定与校正装置的方法：重量法、双压法和双温法。2 试述弹性压力计的误差及改善途径：

误差 1）相同压力下同一弹性元件正反行程的变形 量会不一

样，因而存在迟带误差。

2）弹性元件变形落后于被测压力的变化，会引起弹性后

效误差仪表的各种活动部件只见到间隙，示值与弹性

元件的变形不完全对应，会 引起摩擦误差。3）仪表的活动部件运动时，相互间有摩擦误差，会引起

摩擦误差。4）环境温度变化会引起金属材料弹性模量的变化，会造

成温度误差。

改善途径：1）采用无迟带误差或迟带误差极小的全弹性材料和

温度误差很小的恒弹性材料制造弹性元件。2）采用新的转换技术，减少或取消中间传动机构，以减少间隙误差和 摩擦误差。

3）限制弹性元件的位移量，采用无干摩擦的弹性支

承或磁悬浮支承等。

4）采用合适的制造工艺，使材料的优良性能得到成分的发挥。

第五章 压力测量 测量压力的仪表按原理不同分为：液柱式压力计、弹性式压力计、电气式压力计和活塞式压力计。液柱式压力计：是以液体静力学原理为基础的。3 用弹性传感器组成的压力测量仪表为弹性压力计。弹性元件及其特性：弹性元件有弹 簧管、波纹膜片、波纹膜盒和波纹管。弹性元件的测压原理是当弹性元件在轴向受到 的外力作用时，就会产生拉伸或压缩位移。5 霍尔效应：把半导体单晶体薄片置于磁 场 B 中，当在晶片的 Y 轴方向上通以一定大小的电流 I 时，在晶片的 X 轴方向的两个 端面上将出现电势，这种现象称为霍尔效应，所产生的电势称霍尔电势，这个半导体 称为霍尔片。压力表的选择：根据被测压力的种类、被测介质的物理化学性质和用途以及生产过程所提的技术要求，同时应本着既满足测量准确度、有经济的原则，合理的选择压力表的型号、量程和等级。7 压力表的校验:常用仪器为活塞式压力表，其是利用静力平衡原理工作的，它由压力发生系统和测量活塞组成。

第六章 流量测量 流量测量分为质量流量、重量流量、体积流量。流量测量仪表分为三类：容积法、速度法和质量流量法。3 累计流量：是指在某一时间间隔内，流体通过的总量。4 体积流量计分为：差压式流量计、转子流量计、容积式流量计和速度 流量计。差压流量计的组成：1)节流装置（包括节流件和取压件，其功

能是将流量 信号变换成差压信号）2导压管（其功能是将节流装置前后的压力信号送至显示仪表）

3)显示仪表（显示压差信号或直接显示被

测流量）6 标准取压装置：取压装置与 取压方式有关。标准节流装置取压方式为标准孔板、角接取压、法兰取压、标准喷嘴 和角接取压。标准节流装置使用的流体条件和管道条件： 流体条件：1）流体充满圆管并连续的流动

2）管道内流体流动是稳定的，流量不随时间变化或

变化缓慢。

3）流体必须是牛顿流体，在物理和热力学上是单项的、均匀的或者可以认为是单项的且流 体经节流

时不发生相变。

4）流体流动在受到节流件影响前，已达到充分发展的紊流，流体与管道轴线平行，不得有旋转流。8 转子与差压节流装置的差异在于：

1）任意稳 定情况下，作用在转子上的压差是恒定不变的； 2）转子与锥形管之间的环形缝隙的面积 A 是随平衡位置的高低

而变化，古是变截面。椭圆齿轮流量计：可以就地显示被 测流体瞬时流量及体积总量也可以将流量信号转换成标准的电信号远距离传递二次仪 表。椭圆齿轮每转一周向出口排出四个半月形容积的液体，测量椭圆齿轮的转速便知 道液体的体积流量，即 Q=4nV0。椭圆齿轮流量计的精度与流体的流动状态即雷诺数 Re 的大小。第七章 流速测量 比托管的形式：主要由感测头、管身及动压引出管组成。2 用标准比托管、S 型比托管、直型比托管测风速，往往需要测出多点风速而得平均风速。中间矩形法：是最广的一种测点选择方法。它将管道截面分成若干个面积相等的小截 面，测点选择在小截面的某一点上，以该点的流速作为小截面的平均流速，再以各个截面的平均流速的平均值作为管道内流体的平均速度。4 热电风速仪：

1）若通过带热体的电流恒定，则带热体所带的热量一定。带热体温度随其周围气流速度的提高而降 低，根据带热体的温度测量气流速度，这是热球风速仪的工作原理。

2）若保持带电体温度恒定，通过带热体的电流势必随其周围气流速度的增大而增大，根据通过带热体的电流测风速，这是热敏电阻恒温风速仪的工作原理。5 热球风速仪的工作原理： 主要由两个独立的电路组成： 1）供给带热体恒定电流的回路 2）2）测量带热体温度的回路。浮力式液位计：分为浮子式液位计和浮筒式液位计。2 用差压变送器测量汽包水位是常用的方法之一。第九章

热阻式热流计侧头安装的三种方法：埋入式、表面粘贴式和空间辐射式。

第十一章 自动控制：是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象自动的按照预定的规律运行或变化的手段。自动控制系统的组成：为了达到自动控制的目的，由相互制约的各个部分，按一定规律组成的具有一定功能的整体。其组成是 由被控对象、传感器、控制器和执行器组成。3 自动控制系统的分类：

按定值的形式分为：1）定值控制系统 2）程序控制系统 3）随动控制系统。按系统结构分：1）闭环控制系统 2）开环控制系统 3）复合控制系统。过度过程的基本形式：发散震荡、等幅震荡、衰减震荡和单调过程。衰减比：是表示衰减程度的指标，它是反映系统 稳定程度即相对稳定性。6 环节特性：是指环节的输出和输入的关系。实际系统的构 成环节有热工式、电气式和气动式等多种物理环节，其输入和输出量的性质各不相同。热电阻温度传感器：是由金属丝、骨架和金属保护管组成，而温包温度传感器是由金属管、内装的气体或液体组成。8 控制器特性：1）比例控制器的特性 2）比例积分控制器的特性 3）比例微分控制器的特性 4）比例积分微分控制器的特性 第十二章 自动控制仪表

其按能源分类：电动仪表、气动仪表和直接作用式仪 2 电子式双位控制器是由测量、给定电路、电子放大电路和开关电路等部分组成。调节阀的流量特性:是指流过调节阀介质相对流量与调节阀的相对开度之间的关系。调节 阀流量特性是由调节阀芯形状决定。4 流通能力的定义：当调节阀全开、阀两端压差为10的 5 次方千帕、流体密度为 1g|cm3 时、每小时流经调节阀的流量数定义为调节阀的流通能力，用 c 表示。风量调节阀的流量特性指流过风阀的相对流量与风阀转角的关系。

第十四章自动控制系统的应用 空调装置由：空气的加热器、冷却器、加湿器、去湿气、空气混合器以及净化器等设备组成。空调系统的控制对象的特点：1）多干扰性 2）多工况性 3）温、湿度相关性。3 蒸发器的控制：一般通过热力膨胀阀、电磁 阀、浮球阀等进行控制。压力保护控制分为：高压保护、低压保护和油压保护。5 高压保护：排气压力保护的目的是为了防止排气压力过高而产生事故。产生排气压力过高的原因可能是冷凝器断水或水量不足；或者启动时排气管路的阀门未打开；或者制 冷剂灌注过多；或者因系统不凝性气体过多等原因。6 压缩机能量控制: 进行压缩机能量控制的目的为:1）为了制冷系统经济合理运行 2）实现压缩机轻载或空载启

动。

7双闭环比值控制系统：是由一个定值控制的燃气流量回路和一个随动控制的空气流量回路所组成。双闭环比值控制系统中燃气控制器的设定值，如由炉温控制系统的输出给定，即构成串级并行控制系统。该系统的优点：是实现燃气流量的定值控制，可以大 大克服燃气流量扰动的影响，使燃气空气流量都比较平稳，总的热负荷也比较平稳。

第三篇：无机非金属热工测量 1

一、膨胀式温度计

膨胀式温度计是利用物体受热膨胀的原理制成的温度计，主要有液体膨胀式温度计、固体膨胀式温度计和压力式温度计三种。

①.使用前必须经过校正，尤其是用了较久的温度计。零点漂移和小泡等原因会造成测量误差。

②.温度计保存和安装时都应使温度计直立，且温包应在下面。

③.使用时检查液柱是否脱离，测温包内是否含有气泡。液柱脱离:缓慢加热或轻微振动来消除。测温包进入气泡:将温度计置于低温，使液体进入温包，然后轻轻抖动使气泡逸出。温度计的使用

④.测量流体温度时，温度计应逆流向安装或与流向垂直或有一定倾斜角，不能顺向安置，而且测温套管的插入深度要达到中心线。它一般用来测量0-500℃的温度，如环境温度，蒸汽温度，生料、煤粉、油及煤气等温度。对玻璃温度计浸入方式的修正

大多数玻璃液体温度计都是按全浸入方式校准的，因为半浸入方式校准的温度计会由于环境温度的变化引起较大的测量误差。但是，全浸入型温度计全浸入测量时读数困难，于是，往往采用全浸入型温度计半浸入测量，然后加以修正的方法来解决这个问题。

在半浸入测量时, 暴露在大气中的这一段细管感受到的温度与被测介质的温度不同,其膨胀的增量(或减量)与介质和环境的温度差有关，修正值C的关系式:C=KN(t1-t2)℃

C—半浸入测量修正值,℃，代数相加到指示温度上；

K—温度计液体与玻璃管的膨胀系数差(对于水银,K=0.00016/℃)；

N—露出被测介质部分的细管长度,以温度计标尺的度数表示，℃；

t1—温包的温度，℃，(初次计算用温度计指示温度，然后用修正后的温度加以调整,以求更接近于温包感受的温度)； t2—环境温度，℃，另用一支温度计来测量。2固体膨胀式温度计

它是利用两种线膨胀系数不同的材料制成，有杆式和双金属片式两种。

1）杆式温度计：杆式温度计是利用金属材料做感温元件，靠材料随温度的变化而伸缩的原理制成测温仪表。

2）双金属片式温度计：这是一种利用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起构成的一种温度计。

3、压力式温度计

它是利用密闭容积内工作介质随温度升高而压力升高的性质，通过对工作介质的压力测量来判断温度值的一种机械式仪表。

感温元件（温包和接头管）、毛细管和盘簧管（或弹簧管）等元件构成一个封闭系统，系统内充填的工作物质：气体、液体或低佛点液体的饱和蒸气等。

测量时温包被置于被测介质中，温包内的工作物质（如气体）因温度升高而压力增大，该压力变化经毛细管传给盘簧管并使其产生一定的变形，然后借助于指示机构指示出被测的温度数值。

温包、毛细管、盘簧管、指示机构 压力表式温度计构造

温包是直接与被测介质相接触来感受温度变化的元件，因此要求它具有高的强度、小的膨胀系数、高的热导率以及抗腐蚀等性能。温包常用黄铜或钢来制造，如用于测量腐蚀性介质的温度，则温包也可用不锈钢来制造。

毛细管是用铜或钢等材料冷拉成的无缝圆管,用来传递压力的变化。如果它的直径愈细、长度愈长,则传递压力的滞后现象就愈严重,即温度计对被测的反应越迟钝。然而,在同样的长度下毛细管越细,仪表的精度就越高。

盘簧管或弹簧管就是一般压力表用的弹性元件如磷青铜等。压力表式温度计 1.温包的安装

压力式温度计的温包应全部插入被测介质中，如果安装在管道上，应将温包长度的一半处于管道中心线，而且应是自上而下垂直安装。若被测介质对温包材料有强烈腐蚀性，则应将温包装在护套管中。2.毛细管安装

毛细管应远离热源或冷源安装，且安装时应引直不应打折。3.指示部分安装

⑴指示部分高度位置应与温包一致，否则应调零修正； ⑵周围环境温度应较稳定，不低于5℃和高于60℃； ⑶周围环境不应有大量粉尘和对仪表有腐蚀性气氛； ⑷不应安装在强烈振动场合，否则应加减震装置。

压力表式温度计结构简单，防震，可远距离测量，但损坏后难修理，不能测点的温度和表面温度。它一般可用来指示或记录热工设备中的各种流体介质温度。工作介质是气体、液体或蒸气

简单可靠、抗振性能好，具有良好的防爆性

动态性能差，示值的滞后较大，不能测量迅速变化的温度

二、热电偶温度计

热电偶是目前世界上科研和生产中应用最普遍、最广泛的温度测量元件。

它将温度信号转换成电势（mV）信号，配以测量毫伏的仪表或变送器可以实现温度的测量或温度信号的转换。

具有结构简单、制作方便、测量范围宽、准确度高、性能稳定、复现性好、体积小、响应时间短等各种优点。1.热电偶结构

（1）热电极（2）绝缘套管（3）保护套管（4）接线盒

两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应(塞贝克效应)，而这种电动势称为热电势。

热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。2热电偶的工作原理

参考端、冷端、工作端、热端

热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：

1：热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数；：热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；

3：当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。从理论上可以证明该接触电势的大小和方向主要取决于两种材料的性质（电子密度）和接触面温度的高低。

温度越高，接触电势越大；两种导体电子密度比值越大，接触电势也越大。

4．温差电势（温度差导致电子运动）5．热电偶闭合回路的总热电势

对于由A和B两种导体组成的热电偶闭合回路，设两端温度接点温度分别为T和T0，且T>T0，NA>NB；那么回路中存在两个接触电势EAB(T)和EAB(T0)，两个温差电势EA(T,T0)和EB(T,T0)。因此回路的总热电势为

对于确定的材料A和B，NA和NB与T的关系已知，则上式可简写成下面的形式

EAB(T,T0)= f(T)－ f(T0)

如果冷端温度T0保持恒定，这个热电势就是热端温度T的单值函数，即

EAB(T,T0)= f(T)－C从以上式子可以得到如下结论：

热电偶回路热电势的大小只与组成热电偶的材料和材料两端连接点所处的温度有关，与热电偶丝的直径、长度及沿程温度分布无关。

只有用两种不同性质的材料才能组成热电偶，相同材料组成的闭合回路不会产生热电势。

热电偶的两个热电极材料确定之后，热电势的大小只与热电偶两端接点的温度有关。如果T0已知且恒定，则f（T0）为常数，回路总热电势EAB（T，T0）只是温度T的单值函数。工程上所使用的各种类型的热电偶均把E(t)和t的关系制成易于查找的表格形式，这种表格称为热电偶的分度表。

三、热电偶的基本定律 1．均质导体定律

由一种均质导体组成的闭合回路中，不论其截面和长度如何以及沿长度方向上各处的温度分布如何，都不能产生热电势。反之，如果回路中有热电势存在则材料必为非均质的。这条规律还要求热电偶的两种材料必须各自都是均质的，否则会由于沿热电偶长度方向存在温度梯度而产生附加电势，从而因热电偶材料不均匀性引入误差。2．中间导体定律

在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体两端温度相同，该导体的引入对热电偶回路的总电势没有影响。同理，热电偶回路中接入多种导体后，只要保证接入的每种导体的两端温度相同，则对热电偶的热电势没有影响。该定律表明热电偶回路中可接入各种仪表或连接导线。只要仪表或导线处于稳定的环境温度，原热电偶回路的热电势将不受接入仪表或导线的影响。

该定律还表明热电偶的接点不仅可以焊接而成，也可以借助均质等温的导体加以连接。3．中间温度定律

热电偶回路中，两接点温度分别为T、T0时的热电势，等于接点温度为T、TN和TN、T0的两支同性质热电偶的热电势的代数和。

EAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0)

该定律说明当热电偶参比端温度t0≠0℃时，只要能测得热电势E(t,t0)，且t0已知，仍可以采用热电偶分度表求得被测温度t值。

4.连接导体定律

在热电偶回路中，如果热电偶的电极材料A和B分别与连接导体A’和B’相连接，各有关接点温度为t，tn和t0，那么回路的总热电势等于热电偶两端处于t和tn温度条件下的热电势EAB(t,tn)与连接导线A’和B’两端处于tn和t0温度条件下的热电势EA’B’(tn,t0)的代数和。EABB’A’(t,tn,t0)= EAB(t,tn)+ EA’B’(tn,t0)

中间温度定律和连接导体定律是工业热电偶测温中应用补偿导线的理论依据。

四、常用热电偶的材料、结构和分类1．热电偶的材料

虽然任意两种导体或半导体材料都可以配对制成热电偶，但是作为实用的测温元件，对它的要求却是多方面的。（1）两种材料所组成的热电偶应输出较大的热电势，以得到较高的灵敏度，且要求热电势和温度之间尽可能呈线性的函数关系。

（2）能应用于较宽的温度范围，物理化学性能、热电特性都较稳定。即要求有较好的耐热性、抗氧性、抗还原、抗腐蚀等性能。

（3）要求热电偶材料有高导电率和低电阻温度系数。

（4）具有较好的工艺性能，便于成批生产。具有满意的复现性，便于采用统一的分度表。3．热电偶的类型

（1）S型（铂铑10—铂）热电偶。（2）B型（铂铑30—铂铑6）热电偶。（3）K型（镍铬—镍硅）热电偶。（4）T型（铜—康铜）热电偶。（5）E型（镍铬—康铜）热电偶 4.非标准化热电偶

（1）钨－铼系热电偶（2）钨－铱系热电偶（3）其他非标准化热电偶

五、热电偶测温系统

热电偶测温系统是由热电偶、补偿导线、测量仪表及相应的电路构成的。

（一）热电偶参考端的温度处理 1.补偿导线法

原理：在一定温度范围内，与配用热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉金属导线为补偿导线。回路总热电势为

E=EAB(T,T0’)+EA’B’(T0’,T0)E=EAB(T,T0)

EAB(T0’,T0)=EA’B’(T0’,T0)

常用补偿导线的结构分为普通型和带屏蔽层型两种，按照补偿原理分为补偿型及延伸型两种补偿导线，按使用温度可分为一般用（0～100℃）和耐热用（0～200℃）2.计算修正法

当用补偿导线把热电偶的冷端延长到某一温度T0处（通常是环境温度），然后再对冷端温度进行修正。3.冷端恒温法

（1）把冷端引至冰点槽内，维持冷端始终为0℃，但使用起来不大方便。

（2）把冷端用补偿导线引至电加热的恒温器内 4.补偿电桥法

补偿电桥法是在热电偶测温系统中串联一个不平衡电桥，此电桥输出的电压随热电偶冷端温度变化而变化，从而修正热电偶冷端温度波动引入的误差。

（二）热电偶的检定和误差分析 1.热电偶的检定

为了保证热电偶的测量精度，必须定期进行检定。热电偶的检定方法有两种，比较法和定点法。

用被校热电偶和标准热电偶同时测量同一对象的温度，然后比较两者示值，以确定被检电偶的基本误差等质量指标，这种方法称为比较法。2.热电偶测温误差分析

（1）分度误差：指检定时产生的误差，其值不得超过允许误差。

（2）冷端温度引起的误差

（3）补偿导线的误差：它是由于补偿导线的热电特性与所配热电偶不完全相同所造成的（4）手动直流电位计误差（仪表误差）

（三）热电偶的使用与安装.安装原则

1)热电偶的安装应尽可能保持垂直，以防止保护套管在高温下产生变形，但在有流速的情况下，则必须迎着被测介质的流向插入，以保证测温元件与流体的充分接触。

2)热电偶应安装在有保护层的管道内，以防止热量散失。3)热电偶安装在负压管道中时，必须保证测量处的密封性，以防止外界冷空气进入，使读数偏低。4)热电偶的接线盒面盖应向上，入线口应向下，以避免雨水或灰尘进入接线盒，影响测量精度。

导体或半导体的电阻率与温度有关，利用此特性制成电阻温度感温件，它与测量电阻阻值的仪表配套组成电阻温度计。优点：测温准确度高，信号便于传送。缺点：不能测太高的温度，需外部电源供电，连接导线的电阻易受环境温度影响而产生测量误差。

一、热电阻的特性

热电阻是用金属导体或半导体材料制成的感温元件。

铂热电阻和铜热电阻属国际电工委员会推荐的，也是我国国标化的热电阻。

电阻温度系数：在某一温度间隔内，温度变化1 ℃时的电阻相对变化量，单位为1/℃。

大多数金属热电阻随其温度升高而增加，当温度升高1℃时，其阻值约增加0.4%~0.6%，称具有正的电阻温度系数。电阻值Rt与温度t（℃）的关系可表示为 Rt = R0（1 + At + Bt2 + Ct3）

式中 Rt —— 温度为t℃时金属导体的电阻；R0 —— 温度为0℃时金属导体的电阻；A、B、C —— 与金属材料有关的常数。

大多数半导体热敏电阻的阻值随温度升高而减小，当温度升高1℃时，其阻值约减小3%~6%，称具有负的电阻温度系数。电阻值RT与热力学温度T（K）的关系可表示为 RT = RT0·exp[ B(1/T)－B(1/T0)]

式中，RT0 —— 热力学温度T0（K）时的电阻值；B —— 与半导体材料有关的常数。

虽然大多数金属和半导体的电阻与温度之间都存在着一定的关系，但并不是所有的金属或半导体都能做成电阻温度计。用于测温的热电阻（或热敏电阻）应满足以下要求：（1）电阻温度系数要大，以得到高敏感度；（2）在测温范围内化学与物理性能要稳定；（3）复现性要好；（4）电阻率要大，以得到小体积的元件，进而保证热容量和热惯性小，使得对温度变化的响应比较快；（5）电阻温度特性尽可能接近线性，以便于分度和读数；（6）价格相对低廉。目前已被采用的电阻温度计具有如下特点：

（1）在中低温范围内其精确度高于热电偶温度计；

（2）灵敏度高，当温度升高1℃时，大多数热电阻的阻值增加0.4%~0.6%，半导体材料的阻值降低3%~6%；

（3）热电阻感温部分体积比热电偶的热接点大得多，因此不宜测量点温度与动态温度，半导体热敏电阻虽然体积较小，但其稳定性和复现性却较差。

二、常用热电阻元件1．铂热电阻

特点：精度高，稳定性好，性能可靠。在氧化性的气氛中，甚至在高温下的物理化学性质都非常稳定。它易于提纯，复现性好，有良好的工艺性，可以制成极细的铂丝或极薄的铂箔。与其他热电阻材料相比，有较高的电阻率。

缺点：电阻温度系数较小，在还原性气氛中，特别是在高温下易被沾污变脆，价格较贵。2．铜热电阻

特点：它的电阻值与温度的关系是线性的，电阻温度系数也比较大，而且材料易提纯，价格比较便宜，但它的电阻率低，易于氧化。

在－50℃ ~ 150℃范围内，铜的电阻温度关系为 Rt = R0(1 + αt)

式中，α—— 铜的电阻温度系数。3.镍热电阻

特点：电阻温度系数较铂大，约为铂的1.5倍。在－50～150℃内，其电阻与温度关系为

Rt=100+0.5485t+0.665×10-3t2+2.805×10-9t4 4．半导体热敏电阻

大多数半导体热敏电阻具有负的温度系数，其电阻值与温度的关系为 RT = AeB/T

半导体热敏电阻通常用铁、镍、锰、钴、钼、钛、镁、铜等复合氧化物高温烧结而成。

与金属热电阻相比，半导体热敏电阻具有如下优点：

（1）具有较大的负电阻温度系数，约为－(3 ~ 6)%，因此灵敏度比较高；

（2）半导体材料的电阻率远比金属材料大得多，因此它的体积可做得非常小，同时热惯性小，适合用于测量点温度与动态温度；

（3）电阻值很大，故连接导线的电阻变化的影响可以忽略；

（4）结构简单。

它的缺点是同种半导体热敏电阻的电阻温度特性分散性大，非线性严重，元件性能不稳定，因此互换性差，精度较低。

三、特殊热电阻

1.铠装热电阻.2.薄膜铂热电阻.3.厚膜铂热电阻

四、热电阻测温电路

平衡电桥测温、不平衡电桥测温

五、热电阻的校验

1.比较法。2.两点法：只需要冰点槽和水沸点槽，分别测得R0和R100，检查R0值和R100/R0的比值是否满足技术数据指标。

六、热电阻的选择

热电阻的选用原则、测温范围、测温准确度、测温环境、成本。

一、温度和温标 1．温度

处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数，这个状态函数被定义为温度。而温度相等是热平衡之必要的条件。从宏观上看，温度是表示物体冷热程度的物理量 从微观上看，温度标志着物质分子热运动的剧烈程度。任意两个冷热程度不同的物体相互接触，它们之间必然会发生热交换现象，热量要从温度高的物体传向温度低的物体，直到两物体之间的温度完全一致时，这种热传递现象才能停止。2．温标

温标是温度数值化的标尺。各种温度计的刻度数值均由温标确定。温标分经验温标、热力学温标、国际实用温标 1经验温标

经验温标的基础是利用物质体膨胀与温度的关系。认为在两个易于实现且稳定的温度点之间所选定的测温物质体积的变化与温度成线性关系。把在两温度之间体积的总变化分为若干等分，并把引起体积变化一份的温度定义为1度。常见的摄氏温标、华氏温标。类似的经验温标还有兰氏、列氏等，经验温标的缺点在于它的局限性和随意性 2.热力学温标

特点：与选用的测温介质性质无关，克服了经验温标随测温介质而变的缺陷，故称它为科学的温标或绝对热力学温标。由此而得的温度称为热力学温度。从此所有的温度测量都以热力学温标作为基准。3.绝对气体温标

由波义耳定律知，当温度一定时，一定质量气体的体积V和压力P之间相当严格地遵守 PV＝C的关系，而C是只取决于温度的常数，故当压力和体积中之一恒定时，另一个就是温度的单值函数。利用这一原理制造的温度计称为气体温度计，有定容式和定压式两种。这样就把温度测量转化成对气体压力或体积的测量。由查理定律和盖．吕萨克定律可知：在体积V＝0或压力p=0的极限情况下，对应的温度为－273.15oC。为了使温标具有连续性，因而把－273.15oC定义为绝对温度的零度。3国际温标

为了使用方便，国际上经协商，决定建立一种既使用方便，又具有一定科学技术水平的温标，这就是国际温标的由来。具备的条件：尽可能接近热力学温标，复现精度高，各国均能以很高的准确度复现同样的温标，确保温度量值的统一。用于复现温标的标准温度计，使用方便，性能稳定引起温度变化的因素很多，按其本质可以分为两种，一种是由转化热引起的温度变化，另一种则是由热量传递而引起的温度变化。通常，转化热是非热能量转化的结果，而传递热则是由温差引起的热传递现象造成的结果。

二、引起温度变化的因素

1.能量转化引起的温度变化：

能量可以通过各种形式进行相互转化（除核能）。其他能量向热能的转化是以显热、潜热或两者结合的形式存储在特定的物系中。当热能以显热的形式存在时，能量大小的表征就是温度的高低；当热能以潜热的形式存在时，物系不表现出温度的变化；热能以潜热和显热同时存在的形式存储于物系中时，温度的高低仅能反映其中所含显热的大小：效率不同 具体转化方式：

a.机械能向热能的转化：摩擦生热和气体按PVT关系进行变化所造成的温升；

b.电能向热能的转化：焦耳热和珀耳帖效应；

c.光能向热能的转换：按照斯忒潘--玻耳兹曼定率；

d.化学能向热能的转换：以化学反应热（吸热或放热）、相变热、溶解热和稀释热等几种形式转化为热能： e.核能向热能的转化：衰变、裂变和聚变三种形式。2.热量传递引起的温度变化：

1.热传导2．对流传热3．辐射传热

三、温度所能引起的变化

热的机械效应：固体热膨胀、气体的热效应、流体热膨胀。热的幅射效应：可见光、红外光、弹性系数变化

热的电效应：金属的热电效应、半导体的热电(赛贝克)效应、热释电效应、热的化学效应、化学平衡的影响、传递过程的影响、相平衡的影响、化学反应速度。

热的其它效应:电阻的热效应、热磁效应、介电常数的温度效应、PN结的温度效应、温度对液晶的选择透光性、温度对吸收系数的影响等。

四、温度测试的意义和作用 硅酸盐工业传热过程：

原料烘干、水泥熟料烧成、玻璃熔融、陶瓷烧结、温度（被控参数）

在很多其他化工参数的检测中，测量原理都是与温度的测量直接相关的五、测温方法与测温仪器的分类

温度不能直接测量，而是借助于物质的某些物理特性是温度的函数，通过对某些物理特性变化量的测量间接地获得温度值。根据温度测量仪表的使用方式，通常可分为接触法与非接触法两大类。1.测温方法 1.接触法

当两个物体接触后，经过足够长的时间达到热平衡后，则它们的温度必然相等。如果其中之一为温度计，就可以用它对另一个物体实现温度测量，这种测温方式称为接触法。特点：温度计要与被测物体有良好的热接触，使两者达到热平衡。

2.非接触法

利用物体的热辐射能随温度变化的原理测定物体温度，这种测温方式称为非接触法。

特点：不与被测物体接触，也不改变被测物体的温度分布，热惯性小，便于测量运动物体的温度和快速度变化的温度。通常用来测定1000℃以上的移动、旋转或反应迅速的高温物体的温度。

2、温度表的分类和性能 见p133页

按照温度测量范围，可分为:超低温: 0～10K、低温: 10～800K、中温:800～1900K

高温: 1900～2800K、超高温: 2800K以上

第四篇：无机非金属热工测量 2

1.在水泥回转窑的热工测量中,风量的测量项目：

一、二次风、窑废气、加热机废气、冷却机鼓风及废气、风扫磨窑头抽风、分解炉二次抽风,生料提升泵送料风等。

2.入窑二次风温度最好不用普通热电偶测量，为什么？

周围环境（熟料、窑皮、火焰）温度很高,辐射传热影响相当大。如用一普通热电偶插入测量二次空气温度,热电偶除受到二次空气以对流传热方式将热量传给热电偶外,热电偶还受周围环境的辐射传热,因此测得温度偏高(如580℃ 的二次空气温度,可测得的温度是820℃ ,误差竟达240℃)。用抽气热电偶测二次空气温度可以大大减小误差。

3.膨胀式温度计是利用物体受热膨胀的原理制成的温度计，主要有液体膨胀式温度计、固体膨胀式温度计和压力式温度计三种。

4.温度计的使用①.使用前必须经过校正。②.温度计保存和安装时都应使温度计直立，且温包应在下面。③.使用时检查液柱是否脱离，测温包内是否含有气泡。④.测量流体温度时，温度计应逆流向安装或与流向垂直或有一定倾斜角，不能顺向安置，而且测温套管的插入深度要达到中心线。

5.对玻璃温度计浸入方式的修正在半浸入测量时, 暴露在大气中的这一段细管感受到的温度与被测介质的温度不同,其膨胀的增量(或减量)与介质和环境的温度差有关，修正值C的关系式:C=KN(t1-t2)℃C—半浸入测量修正值,℃；K—温度计液体与玻璃管的膨胀系数差；N—露出被测介质部分的细管长度；t1—温包的温度，℃；t2—环境温度，℃。6.固体膨胀式温度计是利用两种线膨胀系数不同的材料制成，有杆式和双金属片式两种。1）杆式温度计：杆式温度计是利用金属材料做感温元件，靠材料随温度的变化而伸缩的原理制成测温仪表2）双金属片式温度计：这是一种利用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起构成的一种温度计。

7.压力式温度计是利用密闭容积内工作介质随温度升高而压力升高的性质，通过对工作介质的压力测量来判断温度值的一种机械式仪表。8.压力表式温度计构造：感温元件（温包和接头管）、毛细管和盘簧管（或弹簧管）等元件构成一个封闭系统，系统内充填的工作物质：气体、液体或低佛点液体的饱和蒸气等。

9.压力表式温度计特点：结构简单，防震，可远距离测量，但损坏后难修理，不能测点的温度和表面温度。它一般可用来指示或记录热工设备中的各种流体介质温度。工作介质是气体、液体或蒸气；简单可靠、抗振性能好，具有良好的防爆性；动态性能差，示值的滞后较大，不能测量迅速变化的温度。

10.热电偶温度计 1.是将温度信号转换成电势（mV）信号，配以测量毫伏的仪表或变送器可以实现温度的测量或温度信号的转换。2.优点：结构简单、制作方便、测量范围宽、准确度高、性能稳定、复现性好、体积小、响应时间短等。

11.热电偶结构：热电极,绝缘套管,保护套管,接线盒 12.热电偶的工作原理：两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应(塞贝克效应)，而这种电动势称为热电势。

13.接触电势的大小和方向主要取决于两种材料的性质（电子密度）和接触面温度的高低。

14.热电偶的基本定律：均质导体定律；中间导体定律 ；中间温度定律；连接导体定律

15.热电偶的材料1）两种材料所组成的热电偶应输出较大的热电势，以得到较高的灵敏度，且要求热电势和温度之间尽可能呈线性的函数关系。（2）能应用于较宽的温度范围，物理化学性能、热电特性都较稳定。即要求有较好的耐热性、抗氧性、抗还原、抗腐蚀等性能。（3）要求热电偶材料有高导电率和低电阻温度系数。（4）具有较好的工艺性能，便于成批生产。具有满意的复现性，便于采用统一的分度表。16.热电偶的类型（1）S型（铂铑10—铂）热电偶（2）B型（铂铑30—铂铑6）热电偶（3）K型（镍铬—镍硅）热电偶（4）T型（铜—康铜）热电偶（5）E型（镍铬—康铜）热电偶

17.热电偶测温系统是由热电偶、补偿导线、测量仪表及相应的电路构成的。

18.补偿导线法在一定温度范围内，与配用热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉金属导线为补偿导线。计算修正法：当用补偿导线把热电偶的冷端延长到某一温度T0处（通常是环境温度），然后再对冷端温度进行修正。

冷端恒温法（1）把冷端引至冰点槽内，维持冷端始终为0℃，但使用起来不大方便。（2）把冷端用补偿导线引至电加热的恒温器内

补偿电桥法：补偿电桥法是在热电偶测温系统中串联一个不平衡电桥，此电桥输出的电压随热电偶冷端温度变化而变化，从而修正热电偶冷端温度波动引入的误差。

19.热电偶的检定方法有两种，比较法和定点法。

比较法：用被校热电偶和标准热电偶同时测量同一对象的温度，然后比较两者示值，以确定被检电偶的基本误差等质量指标。20.热电偶测温误差分析

（1）分度误差：指检定时产生的误差，其值不得超过允许误差。（2）冷端温度引起的误差（3）补偿导线的误差：它是由于补偿导线的热电特性与所配热电偶不完全相同所造成的（4）手动直流电位计误差（仪表误差）

21.硅酸盐工厂生产过程中，哪些设备和工艺控制涉及到压力的？ 水泥生产工艺；陶瓷生产工艺；其他硅酸盐产品

22.压力表分类：液柱式压力计：弹簧压力 计：综合式压力计：活塞式压力计：电气压力计：

23.液柱式测压原理的缺点：

(1)量程受到液体密度的限制。(2)不适合测量剧烈变动的压力。(3)对安装位置和姿势有要求。

24.弹性压力表原理：弹性元件在被测压力作用下产生变形，带动其他组件和指针，再压力计量单位刻度的 表盘或标尺上指示瞬间介质压力。特点：仪表结构简单；使用方便；精度较高；测量范围广；造价低，读数直观；可与电测信号配套支撑遥感、遥控的自 动记录仪表与控制仪表。25.按螺纹接头和安装方式分为：

直接安装压力表；嵌装（盘装）压力表；凸装（墙装）压力表。26.按精度等级分为：

1.0级、1.6级、2.5级、4.0级。

27.工业上常用电信号压力表：电阻式远传压力表；霍尔式远传压力表；差动变压器式远传压力表

28.差动变压器式远传压力表原理：弹簧变形引起铁心移动。铁心移动引起负载上电流差值。信号通过电流变化输出。

29.差变送器种类：力矩平衡式差压变送器；电容式差压变送器；扩散硅式差压变送器

使用范围：可用于连续测量差压、正压、负压、液位、密度等，与节流装置配合，可测液体（气体）流量。

30.电容式差压变送器特点：无杠杆机构；无机械传动和调整装置；结构简单；精度高；稳定性好；高可靠性；高抗震性。

31.真空计（规）种类：液柱式真空计； 热导式真空计； 电离式真空计；弹性变形式真空计；超真空计和极高真空计

32.热导式真空计原理：根据低压强下气体的热导率和压力关系。具体如下：假设灯丝由导热损失的热量与加热电流I所产生的热量平衡时，灯丝温度不变，平衡方程为I2R=E1=E2=E3。其中R为灯丝电阻，E1为气体分子迁移热量，E2为辐射迁移热量，E3为引出导线的迁移热量。若由于压力减少而使E1减少，则当I不变时，方程将失去平衡，使灯丝温度发生变化。由此可以根据灯丝温度变化来衡量压力变化。33.电离真空计由阴极电离规管和测量电路组成。34.电离规管由阴极（灯丝），螺旋形栅极（加速）和圆筒收集极构成。特点：具有良好的线性关系和稳定性；测量精度高；量程宽；可连续读数；

能测气体和蒸汽的全压强；能迅速反映出气体压强的变化，惯性小； 35仪表的选择和安装

主要考虑3个方面:压力测量范围的选择；精度等级的选择；仪表类型的选择。

36压力测量系统组成：取压口、压力信号导管、压力表及附件。37取压原则：

A选择被测介质直线流动的管段部分，不要选择管道拐弯处、分叉、死角或易形成漩涡的地方，当管道中有突出时，取压口在突出物的上流方向一侧。B取压口处在管道阀门、挡板前后时，其与阀门、挡板的距离应大于2D及3D(D为管道内径)。C 测量液体时，取压点在管道截面下侧，测量气体时，取压点在管道横截面上侧。38烟气成分的测量和仪表 奥氏分析法原理：利用气体被吸收后体积的改变进行气体分析（吸收法）。分析顺序：先CO2，后O2，最后是CO。

39热导式分析仪原理： 利用物质在传热上的特征对物质进行定量分析 40红外线分析法原理：当红外光通过待测气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔(Lambert-Beer)吸收定律，即某些气体对红外光进行有选择性吸收，其吸收强度变化取决于被测气体的浓度。

41二氧化锆分析仪原理：应用固体电介质氧化锆构成浓差电池所形成的氧化锆氧分析仪。

42测量多筒式冷却机测定步骤：

1测定最好是在窑的操作稳定时进行。测定时先将温度表的起点拨在当时的冷端温度上。

2在不稳定时，应注意窑的操作变动情况，对来料多少、风门大小、风量调整等都应加以记录。3正常或不正常时的二次空气温度均需分别测量三次。4当温度跳动比较大时，每点最少测量半小时，如波动不大，每点测定10min 即可

43冷却机的热平衡表示如下：

热量收入＝熟料进冷却机带入的热＋入冷却机空气显热

热量支出＝二次空气带出热量＋出冷却机熟料带出热量＋冷却机烟囱排风显热＋冷却机表面散热损失

袋体 焊接在窑筒体外壁上，袋盖是可拆卸的，热电偶及其它部件均安装固定在袋盖上。一旦发生故障，即可利用短暂的停窑时间，在窑外将袋盖卸下，进行必要的维修。热电偶穿过伸入袋内，并用螺母紧固在焊接袋盖的支架上，空心轴伸入窑内之一端对称的焊有两块耐热不锈钢的刀杆。另一端装有皮带轮，由一台三相电动机拖动，空心轴由两个滚锥轴承支撑，轴承座固定在袋盖的支架上。当袋体转到下部时，袋内即装入物料，由热电偶检测。当袋体转到上部时，通过电源接点与接片的接触，使小电机通电，带动空心轴及焊在其端部的刀杆旋转，用机械力将袋内已测过温度之物料搅落，使袋子倒空，防止了袋子发生堵死的故障。44测量表面温度的仪器

表面热电偶温度计；辐射感温器；半导体点温计；红外线测温仪 45电阻温度计

热电阻是用金属导体或半导体材料制成的感温元件。

优点：测温准确度高，信号便于传送。缺点：不能测太高的温度，需外部电源供电，连接导线的电阻易受环境温度影响而产生测量误差。电阻值Rt与温度t（℃）的关系可表示为

Rt = R0（1 + At + Bt2 + Ct3）式中 Rt —— 温度为t℃时金属导体的电阻； R0 —— 温度为0℃时金属导体的电阻； A、B、C —— 与金属材料有关的常数。

46用于测温的热电阻（或热敏电阻）应满足以下要求：（1）电阻温度系数要大，以得到高敏感度；（2）在测温范围内化学与物理性能要稳定；（3）复现性要好；（4）电阻率要大，以得到小体积的元件，进而保证热容量和热惯性小，使得对温度变化的响应比较快；（5）电阻温度特性尽可能接近线性，以便于分度和读数；（6）价格相对低廉。

47目前已被采用的电阻温度计具有如下特点

（1）在中低温范围内其精确度高于热电偶温度计；（2）灵敏度高，当温度升高1℃时，大多数热电阻的阻值增加0.4%~0.6%，半导体材料的阻值降低3%~6%；（3）热电阻感温部分体积比热电偶的热接点大得多，因此不宜测量点温度与动态温度，半导体热敏电阻虽然体积较小，但其稳定性和复现性却较差。

48铂热电阻特点：精度高，稳定性好，性能可靠。在氧化性的气氛中，甚至在高温下的物理化学性质都非常稳定。它易于提纯，复现性好，有良好的工艺性，可以制成极细的铂丝或极薄的铂箔。与其他热电阻材料相比，有较高的电阻率。缺点：电阻温度系数较小，在还原性气氛中，特别是在高温下易被沾污变脆，价格较贵。

49与金属热电阻相比，半导体热敏电阻具有如下优点：（1）具有较大的负电阻温度系数，约为－(3 ~ 6)%，因此灵敏度比较高；（2）半导体材料的电阻率远比金属材料大得多，因此它的体积可做得非常小，同时热惯性小，适合用于测量点温度与动态温度；（3）电阻值很大，故连接导线的电阻变化的影响可以忽略；（4）结构简单。缺点是同种半导体热敏电阻的电阻温度特性分散性大，非线性严重，元件性能不稳定，因此互换性差，精度较低。50热电阻的校验1.比较法2.两点法

51热电阻的选用原则：测温范围；测温准确度；测温环境；成本。温标是温度数值化的标尺。各种温度计的刻度数值均由温标确定。温标：经验温标；热力学温标；国际实用温标 气体温度计，有定容式和定压式两种。

52引起温度变化的因素一种是由转化热引起的温度变化，另一种则是由热量传递而引起的温度变化

53根据温度测量仪表的使用方式，通常可分类为接触法与非接触法两大类。

1）接触法当两个物体接触后，经过足够长的时间达到热平衡后，则它们的温度必然相等。如果其中之一为温度计，就可以用它对另一个物体实现温度测量，这种测温方式称为接触法。

特点：温度计要与被测物体有良好的热接触，使两者达到热平衡。2）非接触法利用物体的热辐射能随温度变化的原理测定物体温度，这种测温方式称为非接触法。特点：不与被测物体接触，也不改变被测物体的温度分布，热惯性小，便于测量运动物体的温度和快速度变化的温度。

54电离真空计就是通过在稀薄气体中引起电离，然后利用离子电流测量压力。

55流速的测量有三个目的1.通过测量实际流速的测量，研究流场内流体的运动状态；2.通过实际流速的测量，观察与设计值的偏差；3.通过测量流速后，计算流体的流量。

56流量计的种类（1）速度式流量计；（2）容积式流量计；（3）节流式流量计；（4）绕流式流量计；（5）感应式流量计。

57基本动压测速管是根据流体在管道中流动受到阻碍时其动能会转变为静压能的原理测量管道中某截面上若干点的动压力，由若干点的平均动压力可间接计算出不同截面处的平均流速.58弯管流量传感器工作原理流体流经90°弯管时，由于流体的惯性作用，外弯管壁面的压强大于内弯管壁面压强。在内、外弯管壁45°处取压，送至差压变送器，可直接测出这一压强差。压强差的大小，与流体流经弯管的平均速成函数关系。只要测出此压强差的大小，便可确定液体经弯管的平均流速（或流量）。59固体表面温度测量考虑因素：

①传感器的选择；②表面温度范围；③物体表面与环境的温差；④测温准确度与响应速度；⑤表面形状与状态。60影响接触式表面测温测量准确度因素：

(a)热电偶的测量端与被测表面的接触形式。(b)被测表面的导热能力;(c)表面温度与环境温度的温差；(d)表面温度传感器的类型。

61导热误差分析1.应将外露部分实施保温；2.尽量增大插入深度L1,减少外露长度L2。3.感温元件的端部应置于管道中心线上,并采取迎着来流方向插入的方式，可以得到最大的对流传热系数α1，减少测温误差；4.减小套管的导热系数λ。5.增大套管外圆周长与横截面积之比C/A 62辐射误差分析有以下四个方面的换热:1高温气体主要以对流形式传热给热电偶,其单位时间内的传热量2．沿热电偶套管向外导出热量3.热电偶主要以辐射形式传热给周围器壁,其传热量4.由于被测温度随时间变化而引起的热电偶动态吸热量

63减少辐射误差的措施(1)降低热电偶-周围壁面系统的黑度系数εn；(2)增大气体-热电偶之间的对流换热系数α；(3)提高热电偶周围壁面的温度Ts。

64抽气热电偶既借助于遮热罩以减少热电偶工作端辐射散热损失，并用抽气的方法提高烟气对热电偶及遮热罩的冲刷速度以增加对流换热系数而减小测量误差。65转子流量计

当流体沿锥形圆管自下而上流过转子时，在转子的上下端面形成压差，此力方向向上。作用在浮子上的力还有重力，流体对浮子的浮力和流体对浮子的粘性磨擦力，这些力相平衡时浮子停留在一定的位置。如果流量增加，环形流通截面中的平均流速也加大，使得浮子上下面的静压差增加，浮子向上升起，在这样新位置处环形截面积增大，流速降低，达到新的平衡。

容积法的实质在于累计单位时间内被计量的流体的容积。容积式流量计一般用于测量粘性液体（脂肪酸、重油、润滑油及其他石油产品等）的流量，也可用于气体流量的测66量。容积式流量计的测量机构是安装在管道截面中的测量室，测量室的容积经过标定。被测流体在测量室前后压力差的作用下，不断从测量室中流过，容积式流量计中的计数器累计从测量室中流过的流体容积。

67电磁流量计的特点1． 测量导管内无可动部件或突出于管内的部件，因而压力损失很小，并在采用防腐蚀衬里条件下，可以用于测量各种腐蚀性的液体的流量。2． 输出电流I0 和流量Ｑ具有线性关系，并且不受液体的物理性质（温度、压力、粘度）变化和流动状态的影响。同时流速范围也广，仪表满刻度可适应1～10m/s的流速变化，这是一般流量计不能比拟的；3． 反映迅速，可以用于测量脉动流量；4． 电磁流量计的口径范围大，可以从直径1mm到2m以上，对于同一台电磁流量计，它的测量范围也大，量程比可高达1:10；5． 电磁流量计为无干扰测量，不产生流体的压力损失。

68电磁流量计的局限性和不足之处：

1． 被测介质必须是导电的液体（电导率一般要求在1×10-3 1/Ω•m以上），不能测量气体和蒸汽.石油制品的流量，转换器到变送器的最大距离也因被测液体的导电率不同而不同；

2． 由于受变送器衬里材料的限制，一般使用的温度范围为0-200℃，因电极是嵌装在导管上的，使其工作压力也受到一定限制。

69标准节流装置的使用条件(1)被测介质应充满全部管道截面连续地流动(2)管道内的流束（流动状态）应该是稳定的。(3)被测介质在通过节流装置时应不发生相变，如液体不发生蒸发，溶解在液体中的气体不会释放出来。(4)在离节流装置前后各有2D长的一段管道的内表面上不能有凸出物和明显的粗糙不平现象。(5)在节流装置前后应有足够长度的直管段，一般，节流件前有十倍管长，节流件后有五倍长的直管段。节流装置与差压计共同组成了节流式流量计。工业上使用的传统差压计主要有双管式、环天平式、钟罩式、浮子式、膜式和双波纹管式等。70余热锅炉按布置形式：立式和卧式 按循环方式：强制循环、自然循环

在中低温纯余热发电系统中，一般设置两台余热锅炉，一台为窑尾锅炉通常称SP炉，一台为窑头锅炉通常称AQC炉。

71辊道窑主要包括：窑体、燃烧系统、排烟系统、冷却系统、传动系统及测控系统这六大部分。

72根据窑内烧成过程的不同，隧道窑可以分为预热带、烧成带和冷却带这三个带。

73辊道窑也分为三个带 ： 预热带、烧成带和冷却带 74测量过程，实质上就是被测参数信号能量形式的一次或多次不断变换和传送，并将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程，而过程测量仪表就是实现变换、比较的工具。

75直接测量是将被测参数直接以一定的标准量比较出来，例如用卡尺量出一根钢管的长度。

76间接测量是将直接测量得到的数据代人一定的公式，计算出所要求的被测参数值。例如用节流装置测量流量时，在测出节流装置前后的压差以后，代人流量方程式就可以计算出所对应的流量值。77测量误差的目的就在于用来判断测量结果的可靠程度。78测量误差的分类：系统误差；疏忽误差；偶然误差

79变差在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对某一参数进行反行程（即逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，发现其结果是：相同的被测参数值所得到的仪表指示值都不相等，二者之差即为变差

80灵敏度和灵敏限灵敏度表达测量代表对被测量参数变化的灵敏程度，仪表的输出信号，例如指针的直线位移或转角位移Δa与引起此位移的被测参数变化量ΔX之比表示

81衡量造成动态误差的因素，通常用时间常数和滞后时间来表达。82旋风预热器的工作原理(1)生料粉在废气中分散与悬浮(2)气、固之间换热

(3)气、固相的分离，生料粉的收集

83影响旋风筒气固分离效率的主要因素：（1）旋风筒的直径：在其他条件相同时，筒径越小，分离效率越高（2）旋风筒进风口的类型与尺寸：

进风口结构应以保证能沿切向入筒，减小涡流干扰为佳。(3)出风管(内筒)的尺寸和插人深度: 一般来说，出风管(内筒)的直径越小，插入深度越深，旋风筒的气固分离效率越高。(4)旋风筒的高度：增加旋风筒的高度有利于气固分离效率的提高

84影响旋风筒气固分离效率的其他因素：粉料颗粒的大小、气流中的粉料浓度、锁风阀的严密程度。

85影响旋风预热器预热效率的因素 因素之一：粉料在管道中的悬浮 保证悬浮效果的几项措施：（1）选择合理的喂料位置：(2)选择适当的管道风速(3)在喂料口加装撒料装置（4）来料均匀性。因素之二：气、固相的传热。因素之三：气、固相的分离。提高分离效率的措施：（1）开发新型高效、低阻的旋风筒（2）开发新型换热管道（3）开发新型锁风阀（4）开发新型撒料装置

86预分解窑的特点(与其它窑相比）

1）结构特点：窑尾增设了一个分解炉，承担了原来在回转窑内进行的大量碳酸钙分解的任务；2）热工特点： 窑尾增加“第二热源”，大部分燃料从分解炉内加入，改善了回转窑系统内的热力分布格局，大大地减轻了回转窑内耐火衬料的热负荷，延长了回转窑的寿命。

3)工艺特点：将水泥熟料煅烧工艺过程中耗热量最大的碳酸钙分解过程移至要外进行，燃料与生料粉处于同一空间且高度分散，燃料燃烧所产生的热量能及时高效地传递给预热后的生料，使燃烧、换热及碳酸钙分解过程都得以优化，使水泥熟料煅烧工艺更完善。

87预分解炉种类：旋风式、喷腾式、悬浮式、流化床式 88冷却机三个效率：热效率；冷却效率；空气升温效率 89AQC炉:分前置式和后置式。

90压磁效应：工业纯铁、硅钢等铁磁材料在机械力的作用下磁导率发生变化；

91压力测量方法的分类:液体式压力计；弹性式压力计；力平衡式；电气式压力仪

92按测量方法的原理来分可以分为：

基于力的作用原理：U形管，波登管式，波纹管式，膜片式；基于压缩作用原理：麦氏真空计；基于导热作用原理：电阻真空计，热电偶真空计；基于电离作用原理：热阴极式，冷阴极式，放射性真空计。93根据测定气体热传导方法的不同，热导式真空计分为电阻真空计和热电偶真空计两种。

电阻真空计由电阻式规管和测量电路两部分组成。热偶真空计由热偶规管和测量电路组成。热偶规管主要由玻璃壳、铂丝、热电偶构成。

电离真空计是通过在稀薄气体中引起电离，然后利用离子电流测量压力。热阴极电离真空计由热阴极电离规管和测量电路组成。94电离规管由阴极（灯丝）、螺旋形栅极（加速极）和圆筒形收集极构成。

第五篇：《热工测量及仪表》读书心得

读《热工测量及仪表》有感

随着大数据时代的来临，设备管理中数据管理也将成为其中重要的一环。提到设备数据，就必然拥有测量数据配套的测量仪表。锅炉作为我厂重要的设备之一，锅炉的运行数据也将是我们锅炉管理的重要依据。为了更好地了解锅炉数据的测量原理并管理好这些仪表，本月读了《热工测量及仪表》，下面就将学习心得分享如下。

热工测量是指压力、温度等热力状态参数的测量，通常还包括一些与热力生产过程密切相关的参数测量，如测量流量、液位、振动、位移、转速和烟气成分等。例如在我厂锅炉运行中，热工参数的测量主要可反映锅炉的运行工况，为司炉工提供操作依据，同时也为锅炉的自动操作系统准确及时地提供信号，是锅炉经济、稳定运行。

提到测量，测量准确度就是测量的一个重要指标。测量准确度差的话，测量的参数就没有价值，所以测量准确度对于测量过程非常重要。我厂10、11月份在箱床水循环改造中，大量使用了PT100的测温探头，但在使用用后发现了一个问题：探头测量的水温与真实值相差了2-8度（按照国家要求一般为2度以内），这导致箱床的水温控制效果完全失效。对此，质量科计量人员对所有的水温探头进行了校对，生产技术科则联系了探头设备厂家到现场进行核对并要求进行了更换。

热工测量最常见的是温度测量。温度测量方分为接触法和非接触法两大类，接触法中有膨胀式测温、压力式测温、热电阻测温、热敏电阻测温、热电偶测温和光纤测温；非接触式测温中有激光测温、亮度测温、比色测温、红外测温、光纤辐射测温。下面我就结合我厂的温度测量仪表谈谈其测温原理。白酒车间使用的酒精温度计及以前使用的水银温度计都是利用玻璃温包里面的液体（酒精或者水银）在不同温度的影响下膨胀到不同的体积（体现成高度），然后对应不同的温度；双金属温度计是利用其探头部分的感温金属元件在不同温度下膨胀弯曲变形，使其相连的指针随着旋转到不同的温度刻度上；箱床的测温探头等是利用导体电阻PT100（铂金属制成）受热后的温度特性制成的测温工具；锅炉的炉膛测温探头就是利用热电偶将炉膛的温度转变成电动势信号而制成的测温工具；红外测温仪是通过接收物体本身辐射的红外线能量来测量其表面温度。

读完本书前七章，我对温度的测量有了一个比较全面的认识，从工作原理、仪表类型和测量误差等各方面都有了一个了解，方便了我在后期工作中对温度仪表的选型，同时也提高了我对相应类型测温仪表故障机疑难问题的处理能力。下一步将继续了解其他类型测量仪表（如压力表、流量计等）。