《测试技术研》PPT课件.ppt

8 温度测试,温度异常是机械设备故障的“热信号”齿轮箱、滑动轴承、柴油机水温、进排气温度检测目标：温度、温差、温度场、热像,检测原理以热传导、热扩散或热容量等热学性能的变化为基础利用物体的热膨胀、热电变换、热电阻、热辐射以及熔点、硬度、颜色等随温度变化的物理效应和化学效应来实现,8.1 测温方法的分类,根据被测对象零件温度：表面温度和体内温度流体温度：稳定温度和动态温度,根据测温方法接触式传感器同被测对象直接接触，两者经热交换而达到热平衡非接触式感温元件接收被测对象辐射的能量,接触式测温法,热电阻（热敏电阻）、热电偶发展早、应用广、技术成熟对温度分布有干扰（负载效应），测量精度受限,非接触式测温法,不干扰被测对象的温度分布，测量精度较高可以远距离测量敏感元件因无须同被测对象共温接触而不会熔融和腐蚀,8.2 热电偶测温法,测温范围宽、准确度高、稳定性好、热惯性小结构简单、制造方便能测静态、动态、固体、流体温度,基本原理温差电效应（热电效应）,能量转换型传感器热能转化为电能直接输出电压信号与二次仪表结合使用，量度、记录、显示和传输都很容易,热电效应性质的应用,热电偶须用两种不同的均匀金属构成若参比端温度为已知恒定值时，可用间接方法求得被测温度可连接延长导线而不影响其性能,常用热电偶,理论上任何两种导体都可配成热电偶，实际上并非都能制成有效的测温元件纯金属热电偶热电势太小非金属热电偶虽热电势较高，但其复现性和稳定性都差目前广泛采用的热电偶多由合金与合金或合金与纯金属配成,参比端补偿,热电偶分度表是在参比端温度为零的条件下得出的参比端温度不为零，则需要进行补偿，消除参比端温度波动而引起的测量误差,恒温法保持冰点维持参比端温度为一已知恒定值,间接得出,导线法参比端温度难恒定时，用补偿导线转移,电桥法用补偿电桥自动调节参比端温度随时间和环境而产生的波动，以保持其长期恒定,不同状况测量,平均温度若干测点，热电特性、电阻值均相同的热电偶，并连两点温度两相同型号的热电隅，采取差动连接方式多点温度多支热电偶同接到一台测量仪表，转换开关，逐一测得,测量误差分析,热分流误差工作端的热容要干扰被测物体的温度分布安装热电偶时尽量让工作端及其附近部分与待测物体等温电分流误差高温下，热电偶之间以及热电偶同大地之间，绝缘体的电阻率会降低，造成热电势损耗,补偿导线误差补偿导线与热电偶所用材料不同，热电特性的差异将产生误差保证接点温度均匀，整体分度参比端误差补偿电桥在平衡点和计算点之外的其它温度点上，不能对参比端完全补偿,分度误差具体与通用分度表校验动态误差热惯性制约，指示值总是滞后于真实值通过减小热接点质量、增大热交换面积来降低,8.3 热电阻测温法,利用金属的电阻温度特性热接点体积较大，不适于测量点温和动态温度,常用热电阻元件,铂热电阻测量精度高、稳定性和复现性好铜热电阻电阻温度系数较大，电阻温度特性几乎线性电阻率偏小为得到适当的电阻值，要将其拉得细长，使得机械强度降低、滞后时间增加价格低廉普遍使用在要求不太高的测温场合,热电阻的测量及接线方式,阻值随温度的变化量须转换成电压信号多采用电桥测量电路热电阻接入电桥的方式,两线制两条导线的分布电阻全都加在一个桥臂上，当其电阻随环境温度变化时，会引起较大的测量误差,三线制通过第三条导线，可将前两条导线的分布电阻均分到两个桥臂上，当温度变化时，两臂阻值等量增加，可以互相抵消测量精度受到的影响较小适于被测对象距离电桥较远的场合,8.4 热敏电阻测温法,许多半导体材料，其电阻对温度变化极为敏感,特点,电阻温度系数大灵敏度高，可测微小温度变化热惯性小响应速度快，用于动态测试电阻值大作远距离测量时不必考虑导线电阻的影响,常用热敏电阻元件,珠状体积小、响应快测极小区域温度的点温计薄膜响应速度更快特别适用于红外探测,8.5 光纤测温法,优点灵敏度高几何形状具有多方面的适应性抗干扰能力强,光纤传感器原理,以光学量转换为基础，以光信号为变换和传输的载体，利用光导纤维输送光信号传光原理全反射,传感原理光波调制光波随被测量的变化而变化按光的强度、波长、频率、相位和偏振态等随被测量的变化而变化分为不同的调制型式,光纤传感器类型,传感（功能）型光纤不仅起传输光波的作用，还起敏感元件的作用，由它对光波实行调制综合了测量领域的“传”与“感”传光（非功能）型光纤仅仅起传输光波的作用，对光波的调制则需要依靠其他元件来实现,光纤温度测量技术,采用光纤温度传感器利用辐射式测温原理光纤只作为传送辐射的“连接件”,测量壳体内的温度时，用光纤温度传感器有其独到之处可测量变压器、发电机、电动机的体内温度以及高电压装置的温度,