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根據(jù)溫度傳感器的使用方式,通常分為接觸法與非接觸法兩類。
(a)接觸法。由熱平衡原理可知,兩個物體接觸后,經(jīng)過足夠長的時間達到熱平衡,它們的溫度必然相等。如果其中之一為溫度計,就可以用它對另一個物體實現(xiàn)溫度測量,這種測溫方式稱為接觸法。其特點是,溫度計要與被測物體有良好的熱接觸,使兩者達到熱平衡。因此,測溫準確度較高。用接觸法測溫時,感溫元件要與被測物體接觸,往往要破壞被測物體的熱平衡狀態(tài),并受被測介質(zhì)的腐蝕作用。因此,對感溫元件的結(jié)構(gòu)、性能要求苛刻。
(b)非接觸法。利用物體的熱輻射能隨溫度變化的原理測定物體溫度,這種測溫方式稱為非接觸法。它的特點是:不與被測物體接觸,也不改變被測物體的溫度分布,熱慣性小。從原理上看,用這種方法測溫上限很高。通常用來測定1000℃以上的移動、旋轉(zhuǎn)或反應(yīng)迅速的高溫物體的表面溫度。
接觸法與非接觸法測溫特性
接觸法 | 非接觸法 | |
特 點 | 測量熱容量小的物體有困難;測量移動物體有困難;可測量任何部位的溫度;便于多點集中測量和自動控制 | 不改變被測介質(zhì)溫場,可測量移動物件的溫度,通常測量表面溫度 |
測量條件 | 測溫元件要與被測對象很好接觸;接觸測溫元件不要使被測對象的溫度發(fā)生變化 | 由被測對象發(fā)出的輻射能充分照射到檢測元件;被測對象的有效發(fā)射率要準確知道,或者具有重現(xiàn)的可能性 |
測量范圍 | 容易測量1000℃以下的溫度,測量1200℃以上的溫度有困難 | 測量1000℃以上的溫度較準確,測量1000℃以下的溫度誤差大 |
準確度 | 通常為0.5%~1%,依據(jù)測量條件可達0.01% | 通常為20℃左右,條件好的可達5~10℃ |
響應(yīng)速度 | 通常較慢,約1~3分鐘 | 通常較快,約2~3秒,即使遲緩的也在10秒內(nèi) |
常用溫度計的種類及特性
原 理 | 種 類 | 使用溫度范圍℃ | 量值傳遞溫度范圍℃ | 準確度 ℃ | 線性化 | 響應(yīng)速度 | 記錄與控制 | 價 格 | |
膨 脹 | 水銀溫度計 | -50~650 | -50~550 | 0.1~2 | 可 | 中 | 不適合 | ||
壓 力 | 液體壓力溫度計 | -30~600 | -30~600 | 0.5~5 | 可 | 中 | 適合 | ||
電 阻 | 鉑電阻溫度計 | -260~1000 | -260~961 | 0.01~5 | 良 | 中 | 適合 | 貴 中 | |
熱電動勢 | 熱電 | B | 0~1800 | 0~1600 | 4~8 | 可 | 快 | 適合 | 熱電動勢 |
N | 0~1300 | 0~1200 | 2~10 | 良 | 快 | 適合 | |||
熱輻射 | 光學(xué)高溫計 | 700~3000 | 900~2000 | 3~10 | 非 | — | 不適合 | 中 | |
光電高溫計 | 200~3000 | 600~2500 | 1~10 | 非 | 快 | 適合 | 貴 |