采用电阻感温件测量表面温度
仪器网 · 2012-07-14 15:19 · 49594 次点击
除了使用热电偶作为感温件测母物体的表面温度外,也可使用电阻感温件来测量表面温度.测量物体表面温度的电阻感沮件在构造上和应变片差不多,两者都是把栅网状的电阻丝夹在绝缘层之间。绝缘层可以是浸透绝缘液的纸,也可以是薄玻璃纸或云毋片.用绝缘纸的电阻感温件可以测量高到400℃的温度,用云母片作绝缘层时可以测到1000℃的温度.各种电阻片应该很薄,尺寸很小,使得贴敷于物体表面时不至于干扰物体表面原有的换热状态。
用铂丝和非金属丝交织在一起的表面式电阻感温件,其形状为25X25mm的方形,用特殊的固定剂把它贴敷在物体表而上,可以测量-200-500℃的壁温。在国外,它用于导弹的壁温测量.除去铂丝外,还可使用其他金属电阻丝与绝缘织物交织,例如镍丝和玻璃纤维交织在一起制成电阴感温片.
在大多数情况下,由物体表面的机械应力所引起的测量误差是非常小的,常常可以忽略.只有在测童承受很大应力的工件时,才考虑应力引起的测量误差.
金属薄膜电阻做成的电阻温度计可以比较满意地用来测量表面温度.用喷涂、蒸发的办法可以获得厚度只有0.01-0.3um的薄膜.这种薄膜电阻的热容量很小,响应附间很短,可用辛作动态温度测量和在高热流密度情况下的温度测量.因为在这种情况下,薄膜的热阻很小,对传热的影响也很小.当被测物体表面上的薄膜电阻在工艺过程中影响了辐射换热或导致有水汽凝结时,可在薄膜上涂以相应的保护层.薄膜电阻的测温高限为300℃左右,个别的也可高达4000℃.
用电阻丝测量管壁温度的典型方法是在壁面或管壁上开出螺旋形的凹槽,将电阻丝嵌人槽内,从两端引出电阻丝的引线.用管路本身的电阻作为感温件也可以测量管壁的温度。这种方法的优点是不需使用专门的测温件,不会对测温点附近形成温度场干扰,不需开洞开槽,对于一些高压管路来说不会影响其安全性.因此,这种测温方法在一些换热器等的研究中作为测量管壁温度的方法还是可行的.常用的钢铁管道的电阻很小,例如内径为20mm的管道,每米的电阻约为0.15-12mΩ,具体数值随材料而异.
使用这种方法测量管壁温度时,管道电阻的测量可使用有电感比臂的交流电桥或双臂凯尔文电桥.管道被通以电流,各管段的平均温度由测量管段两端的电压而得.管段的抽头引线可以用固定式抽头也可用移动式抽头万抽头点和壁面的接触要良好,通过管道的电流数值随管道的材料而异,阻值较大的管道,其电流值可以小一些,一般为10-100A,对应的热流密度约为0.001W/m2.这是一个很小的数值,在这种情况下所引起的自热效应是很小的,绝大多数情况下可以忽略不计.由于这种测温方法不使用温度计,所以这种测温装置要事先标定分度.装置较大时豁就地分度,装置很小时可放在恒温槽中分度.装置都采用交流电供电.经过分度后的这种装置,其误差值约为1℃,灵敏度可达0.1℃.
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