用膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶和热电阻等测量温度时，其感温元件必须与被 测对象直接接触。所以，把上述温度计统称为接触式温度计I用接触式温度计测量温度时， 仪表所指示的值是感温元件本身的温度秦般这个温度与被测对象的真实温度是有差值的。 本节主要讨论不同测量对象的温度测量方法、误差产生的原因及其减小误肇的方法。 

 

1.固体表面温度的测量 

 

在冶金、机械、能源和国防等部门，经常涉及金属表面温度的测量I例如，热处理工段中锻件、铸件以及各种余热利用的热交换器表面、气体蒸汽管道、炉壁面等表面温度的 

 

测量。 

 

由于固体表面温度受环境影响较大，一般不同于固体内部温度，在用接触式温度计测量 固体表面温度时，要在固体内部、固体表面及周围环境处于热乎衡的状态下进行。巧 

 

表面温度测量目前采用较多的是热电偶，其次是热电阻。这是因为热电偶具有较宽的测 量范围、较小的测量端，能够测量“点”的温度，而且测量准确度也较高。但用热电偶测 量表面温度，至今还没有找到一种理想的安装方法来保证测得表面的真实温度。其主要原因 就是由于热电偶的引人破坏了原来的温度场，而仪表的指示值是温度场巳被破坏的表面温 度，因此产生了测量误差 

 

(1)热电偶与被测表面的接触形式热电偶与被测表面的接触形式基本上有四种形式： 点接触、片接触、等温线接触和分立接触，如图2-43所示。 

 

 

 

1)点接触。热电偶的测量端直接与被测表面相接触。 

 

2）片接触g先将热电偶测量端与导热性能良好的金属片（如铜片）焊在一起，然后再 与被测表面接触，

 

3) 等温线接触£：热电偶的测緣端与被测表面接触后，热电极从测量端引出再沿表面等 温线敷设一段距离（约50倍热电极直径）后引出。热电极与被测表面要用绝缘材料隔开 (表面为非导体除外），如图2-43c所示。 

 

4) 分立接触。热电偶的两个热电极分别与表面接触，通过被测表面（仅对导体而言） 构成回路

 

对于上述四种接触形式，被测表面与两热电极间热传导的方式是不一样的。点接触是通 过一 “点”导热，测量端的温度梯度最大；分立接触是通过“两点”导热，测量端的温度 梯度较大；片接触是通过金属片所接触的那块表面导热，测量端的温度梯度较小。因此，在 相同的外界条件下，点接触的导热误差最大，分立接触次之，片接触较小g对于等温线接触 的形式来说，因热电极与被测表面等温敷设了一段距离后才引出，导热量主要由等温敷设段 供给，相应测量端的温度梯度比热电极直接引出的情况要小得多。因此在这四种接触形式 中，等温线接触的测量端导热误差最小，测量的准确度也就最高。 

 

取软木、木头和铜.种平板材料，水平放置< 下面加热，周围耷气温度为15T,平板 的实际温度为35.41。按图2-43a、b、c 种方法进行测量， 

 

通过实验证明了上述分析，等温线接触形式的误差最小。同时从测量结果中还可以看 出，测量误差的大小仅与热电偶测量端的接触形式有关，而且还与被测表面的导热能力有 关。例如对于点接触，当被测表面为导热性能良好的铜时，其导热误差为3. 6T;若被测表 面换成导热性能很差的软木，则导热误差增大到12. 5t_表面导热能力越差，则相应的导 

 

热误差就越大。对于导热性能较差的材料，当采用片接触时，可以有效地减小导热误差。例 如软木加集热片，导热误差就较点接触下降了 9. 4 

 

用热电偶测量固体表面温度，其导热误差还与热电极的直径、被测表面附近气流的速度 等有关。热电极的直径越粗、被测表面附近气流的速度越大，则散失的热量越多，测量误差 越大D  

 

(2)热电偶的固定方法热电偶与被测固体表面相接触时，固定的方法可分为永久性 敷设和非永久性敷设两种。永久性敷设是指用焊接、粘结的方法使热电偶固定于被测表面； 非永久性敷设是指用机械的方法使测量端与被测表面接触，其测量端多制成探头型。永久性 敷设的特点是热电偶与被测表面有良好的热接触，测量精度高；非永久性敷设的特点是热电 偶可以移动，不损伤被测表面，有较大的灵活性。应根据被测对象的要求合理选择敷设 方法。 

 

1) 对于较薄材料来说， 热电偶热接点可直接地附着在 表面上或 是装入集热片可以用焊接、钎接、粘 结或机械压紧等方法固定在表 

 

 

 

2) 对于较厚的材料来说， 在允许的条件下，可在被测表 面上开一浅槽，将热电偶埋在 槽内，槽 的顶端即为测温点。经绝缘的 热电极沿槽敷设（敷设的长度 应为线径的20 ~ 30倍），并用 填充物固定后沿浅槽表面引 出。一般槽内热电偶热接点的 位置低于表面，因此指示的是 表面下的温度。用于管子的敷 设方法同上类似，平板试件 

 点接触 

 片接触 

 等温线接触 

 

材料 

 导热系数X /(W/m  ) 

 热电偶指 示温度 /V 

 导热误差 /X 

 热电偶指 示温度 /V 

 导热误差 /V 

 热电偶指 示温度 /X, 

 导热误差 /°C 

 

软木 

 0. 038 

 22.9 

 12.5 

 32.3 

 3. 1 

 35.3 

 0. 1 

 

木头 

 0. 35 

 25.9 

 9.9 

 34.2 

 1.2 

 35. 3 

 0. 1 

 

铜 

 384 

 31. 8 

 3. 6 

 34.4 

 1.0 

 35.4 

 0 

 

 

 3) 要求迅速反应的场合，可采用如图2-44e所示的安装结构，热电偶的热接点要尽可 能地小,由于铠装热电偶具有尺寸小、扰性好和动态响应快等优点，用它作表面敷设和埋设 都较方便。铠装热电偶在金属表面埋设时，填充物可用导热系数大的物质，这样可以减小因 埋设热电偶而引起的表面温度场的畸变，提高测量的准确性謂 

 

 

2.管道中流体温度的测量 

 

管道中流体温度的测量在X业测量中是经常遇到的问题|例如蒸汽或水的温度测量等。 在测量当中，影响其测量精度的主要原因是由于管道内外有温差存在，这样就会有热量沿感 温元件向外导出（即引热损失），使得感温元件感受到的温度比流体真实温度要低，即产生 了导热误差，而且有时这个误差是很大的忍若管道中的介质是高温气（汽）体时，则还会 有由于感温元件向管内壁的辐射散热而造成的热辐射误差存在（关于热辐射误差将在后面 讨论）。如果管中的介质为液体，则不存在这种误‘ 

 

(1)感温元件的安装要求为减小导热误差，保证测量的准确性，在进行管道中流体 温度的测量时，感温元件应遵循如下安装原则 

 

1) 因为管道内外的温度差越大，沿感温元件向外传导的热量就越多，造成的测量误差 就越大，因此应该把感温元件的外露部分用保温材料包起来以提高其温度，减小导热误差。 

 

2) 感温元件应逆着介质流动方向倾斜安装，至少应正交，切不可顺流安装感温元件 在管道上的安装如图2-45所示。 

 

 

 

3) 感温元件应有足够的插入深度。实践证明，随着感温元件插人深度的增加，由于导 热而造成的误差将减小。对于直径太小的管道，应考虑加装扩大管，如图2-45d所示。对于 各类玻璃液体温度计在公称直径Dg <50mm的管道上安装或普通热电偶、.普通热电阻和双金 属片式温度计在< 80mm的管道上安装时，均应采用扩大管。而对于压力式温度计，因为 温包长度规格很多，且不统一，因此到底工艺管道多大需加扩大管，只能视具体使用的温度 计来确定，主要以整个温包浸没在被测介质中为符合要求 

 

4) 感温元件应与被测介质充分接触，以增大放热系数，减小误差|为此，感温元件的 感温点应处于管道流速最大的地方（一般在管道中心）。 

 

5) 为减小向外的热损失，应使测温管或保护管的壁厚和外径尽量小一些。同时要求测 温管或保护管材料的导热系数要小一些（但这会增加热阻，使动态测量误差增大） 

 

另外，在感温元件安装于负压管道（如烟道）中时，应注意密封，以免外界冷空气袭 入而降低测量指示值。 

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