3.5温度测量仪器

3.5.1测量仪器类型及要求

测量电机绕组、转子、集电环、铁心、外壳和轴承等部位以及试验环境或冷却介质的温度,所需要的测量器具有简单的膨胀式温度计、半导体点 温计、热电偶和热电阻为传感元件的温度计、红外线测温仪等。在电机试验中所用测温仪的准确度以其误差来确定，应不超过±1c。

3.5.2膨胀式温度计

膨胀式温度计是日常最常见的温度测量器具，根据需要，最高测量温度有所不同，但一般不会超过200X：,最低在一40X。图3-16给出了几种膨胀式温度计，其中如图3-16c所示为监测电机或其他机械设备(如减速箱和轴承座等)运行温度专用的一种，试验时

将其装配在电机的吊环孔内。

使用膨胀式温度计时，应注意以下几点。

由于其外壳一般用玻璃制成，所以要轻拿轻放，不用时装在专用的容器内，安装在一个地方使用时.应注意防止受到碰撞，不可在强烈振
动的场合使用。

在通电运行的电动机和发电机外壳及邻近区域(距离电机表面至少在0. 5 m以内的区域)具有较强磁场，不宜使用汞（水银)温度计。原
因是变化的磁场将在汞中产生一种称为“涡流”的感应电流，由此产生一定的热量，使显示的温度值略高于实际测量值。

当里面的液体出现分段现象时，不能使用。可用指甲轻轻地弹分段部位，使离开的两段融合，有可能恢复原状。不能用于测量高出温度计最高量程的温度，否则有可能撑爆玻璃管。

如图3-16b所示的“光杆”温度计比较常用，用其测量某一点的温度时，应使其球部与被测量点密切接触.并用隔热材料对其球部进行覆盖，以防止受其他因素的影响。其中汞温度计的精度较高，分度较细（可达到〇. rc)，建议用于测量环境温度。

若汞温度计被打碎，不要立即进行清扫。正确的方法是，远离现场，若在室内，应打开门窗通风。因为在近前会吸人汞蒸气，发生轻微的亲中毒反应。

3.5.3点温计

点温计实际上是利用一个半导体PN结或热电偶制成的传感元件和相关数字处理系统组成的一种测温仪器。有指针式和数显式两大类。用
于测量过热、空间狭窄等发热部位的温度。由于其反应速度较慢，所以不适宜测量温度变化较快的部件。图3 - 17给出了一种指针式和三种数字式点温计示例。有些数字式万用表和钳形电流表也具备点温计的功能，如图3 - 18所示。

热传感器和温度显示器

利用金属导体电阻和电偶在温度变化时，阻值或产生的电动势发生变化的原理制成的温度传感元件分别称为热电阻和热电偶，将这些温度
传感元件与专用仪表相配合，即可组成的测温装置，可方便地测量通电运行时不容易甚至不可能接触部位的温度及温度变化，如密封式电动机的
绕组温度等。如图3-19a〜图3-19d所示为热电阻和热电偶，如图3-19e、f所示为配用上述温度传感元件用的专用显示仪表，图3-19g、h是其背后的接线端子及其功能标志。用于电机型式试验时，应采用多回路(至少8路)数字测温仪(图3-19g)。

3.5.4.1热电堡

1)工作原理和分类

由两种不同材质的金属导体焊接在一起后各自引出一段导线.当两个结合点出现温度差时.该回路中就会出现电动势(称为热电势）,若组成
一个闭合回路，则会有电流在其中流动。这种由于温度不同而产生电动势的现象被称为“热电效应”或“塞贝克效应”,这两种不同金属导体的组合称为“热电偶”。

不同材料的电偶丝可组成不同分度号的热电偶.它们的测温范围和适用场合也各不相同。在电机试验测温中.最常用的是T分度的铜-铜镍（康铜）热电偶、K分度镍铬-镍硅热电偶和J分度铁-铜镍(康铜）热电偶等。这三种热电偶

的分度(温度与所产生的热电势之间的关系，下同)表见附录8。从附录8中的数据可以粗略地总结出这三种类型分度的关系，见表3-11。供现场快速估算时参考使用。

当单独为电机试验而使用时.一般使用没有外壳的最简单的类型，实际上就是两条具有绝缘层和护套的不同材质（例如铜和康铜）导线，称为
热电偶线(商品如图3-20所示，可自行根据需要长短尺寸剪裁），将一端用氩弧焊或等离子焊、碰焊等工艺点焊在一起(或者拧在一起，但要保证
接触良好，并且接触部分尽可能短）形成测温点。若该端在使用中损坏，则可将其剪断，重新焊接或拧绞形成新的测温点，继续使用。

2)热电偶线的分度类型和正负极辨别

一般可利用外观颜色和材质判别热电偶线分度类型，但各国规定有所不同。表3-12给出了一组供参考的规定摘自上海南浦仪表厂样本。国家标准)。热电偶线绝缘层颜色与正负极的关系是：一个是白色，另一个是其他颜色的（含红色），白色为正极（十）。

3)用于测量电机绕组温度时的注意事项

制作和使用热电偶时应注意以下事项(摘自GB/T9651—2008《单相异步电动机试验方法》附录E)。

热电偶的选择选择热电偶时，必须在制造商规定的工作参数范围内使用（例如 温度范围）。应选用准确度等级较高的类型，例如1级精度的产品（误差 一般在士 0.5°C以内）。

由于热量会沿着热电偶导线传导.在热电偶接点与邻近引线存在 温差处，将产生从接点到引线或从引线到接点的热传递，于是无法对于接点接触的表面进行最佳的温度测量。细的引线可使这类影响最小化。建 议选用线径为〇. 320〜0. 254的热电偶线。

热电偶的制备

热电偶应由经过培训的员工制备，并按如下要求：①剥去内层绝缘 直至测量接点约1.5处;②如有外层绝缘(护套），剥去直至测量接点约15 mm处;③测量点接通过点焊或其他有效方式连接。

测温热电阻

所有的导体都具有电阻随温度按一定规律发生变化的性质.但有些 导体的这一性质更适用于进行温度的测量•常用的有祐、镍、铜、铟、铂铑 合金和铂钴合金等，其中用铂或铜制作的热电阻较适用于电机试验•而铟、铂铑合金和钼钴合金较适用于制作测量低温的热电阻。

1) 铜热电阻

铜热电阻由铜丝绕制或由铜箔制成，测温范围为一 50〜150°C，其外形结构型式有片状和柱状两种.如图3-21a所示是由铜丝绕制的铜热电阻结

构。

这种热电阻的特点是在测温范围内线性较好、电阻温度系数大、价格较低，可用于检测B级（130X：)及以下绝缘等级的电机各绕组、铁心、轴承、进出风及环境温度。目前国内使用的标准铜热电阻有G、Cu50和CulOO共三种分度号。其分度表见附录9。

2) 铂热电阻

柏热电阻是由铂细丝绕制或由真空镀膜工艺制成的测温电阻，测温范围为一200〜660°C。如图3-21b所示是铂热电阻结构。

这种热电阻的特点是在高温下和氧化介质中性能稳定、测量准确度较高。微型铂热电阻的热惯性较小，可用于快速变化的温度检测。目前
国内使用的标准铂热电阻有BA1、BA2和BA3共三种分度号。此外，还有PdOO和Pt50两种.其中PtlOO与BA2的分度值完全相同，而Pt50则
为PtlOO分度值的1/2, PtlOO的分度表见附录10。从附录1〇中可以看出，对于Ptioo,其ot：时的电阻值为loo n(型号

中1〇〇的来历）•其他温度时.温度增高(或降低）rc，电阻值约增加(或减小)〇.4 n。由此可得电阻值与温度的关系是

电阻值(m〜ioo(n)+实际温度（°c)xo.4(fi/t:)(3-13)或者实际温度(°C)~(实测电阻一100)(n)X2. 5(°C/Q)   (3-14)

用下述口诀可便于记忆：

PtlOO铂热阻，零度整整一百欧。其他温度粗略记，一度相差零点四。

已知电阻超百数，一欧温度二点五。

例如,25°C 时，电阻值100+25X0.4=110(11)。例如，实测电阻为130 此时热电阻所处位置的温度〜（140 —100)/

0.4 = 100(°〇:实测电阻值为95 (1，此时热电阻所处位置的温度〜(95 —100)X2. 5 = -12. 5CC)0

3)镍热电阻

镍热电阻是由镍细丝绕制或由真空镀膜工艺制成的测温电阻，测温范围为一50〜200°C。这种热电阻在欧美使用得较多。它的特点是电阻
温度系数较大、线性好，价格也较低，而且测量范围完全能满足一般电机测温试验的要求。

3.5.4.3使用方法和注意事项

若测量局部温度（如电机绕组的某个部位温度）,热传感部位应与被测部位紧密接触，并用不易导热的材料将其覆盖。

与通电导体相接触的部位应具备足够的绝缘，有必要时应采用增加绝缘外层的措施(套一段绝缘管)。要尽可能地避免与其他通电线路平行敷设，以减小电磁干扰所造成的影响。

因引出线一般比较细，所以应注意防止因过度弯折造成断线。与仪表之间的连线不宜过长，应限制在规定的范围之内。若因较长造成言号损失

使最终测量值准确度低于标准要求时，应采取补偿措施。

红外测温仪

图3 - 22给出了几个品种的红外测温仪和原理线路。

此类测温仪用于被测部位因为旋转、带电或过热、空间狭窄等原因，用其他仪器不能接触测量的情况。这种测温仪器的不足之处是准确度相对较差，并且与测量距离、角度等客观因素有关。所以不适宜做精密的测量考核，用于电机试验测量时,应选用准确度较高的类型。使用时，应注意掌握与被测部位的距离，尽可能近一些，应使被测量部位的平面与仪器发出的光线尽可能垂直，这样进人到仪器的远红外光 线就会更真实地反映被测部位的温度。