第三章溫度測量

1、第三章溫度測量3.1溫度測量概述定義：溫度是表示物體的冷熱程度的物理量。溫度高低的準(zhǔn)確判斷，需要借助于某種物質(zhì)的某種特性（例如物體的長度，體積和電阻等）隨溫度變化的一定規(guī)律來進(jìn)行測量。3.1.1定義：是為了保證溫度測量的統(tǒng)一和準(zhǔn)確而建立的一個(gè)用來衡量溫度的標(biāo)準(zhǔn)尺度。1.經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo) 由實(shí)驗(yàn)方法或經(jīng)驗(yàn)公式確定的溫標(biāo)包括華氏溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)。 2.熱力學(xué)溫標(biāo) Q1/Q2=T1/T2, 3.t=T-273.15(K)3.1.2溫度測量方法及測量儀表的分類溫度測量方法及測量儀表的分類 接觸法 非接觸法特點(diǎn) 測溫條件測量范圍準(zhǔn)確度響應(yīng)速度不易測熱容量小或移動的物體；可測量任何部位的溫度；便于多點(diǎn)集中測量和自動

2、控制。不改變被測介質(zhì)的溫度場，可測量移動物體，通常測量表面溫度。測量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(zhǔn)確知道，或者具有重現(xiàn)的可能性。容易測量1000以下的溫度，測量1200 以上的溫度有困難?？蓽y量-30 以上的溫度。通常為0.5%1%，根據(jù)測量條件可達(dá)0.01%。一般誤差較大。通常較大，約12min。特殊結(jié)構(gòu)可以做到10s左右。通常較小，約23s，遲緩的也小于10s。3.2 膨脹式溫度計(jì)3.2.1 液體膨脹式溫度計(jì)1.測溫原理：玻璃管液溫度計(jì)是利用液體體積隨溫度升高而膨脹的原理制成。由于液體的

3、膨脹系數(shù)a遠(yuǎn)大于玻璃膨脹系數(shù)a1，當(dāng)溫度變化就引起工作液體在玻璃管內(nèi)體積的變化。2.特點(diǎn)：直觀，準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，應(yīng)用廣泛。不能自動記錄，不能遠(yuǎn)傳，易碎，測溫有一定延遲。3.2.2 壓力式溫度計(jì)1.原理：利用密閉容積內(nèi)工作介質(zhì)的壓力隨溫度變化的性質(zhì)，通過測量工作介質(zhì)的壓力來判斷溫度值的一種機(jī)械儀表。3.3.3 固體膨脹式溫度計(jì)3.4熱電阻測溫 目前在測量-200600攝氏度時(shí)多采用電阻溫度計(jì)，尤其對于低溫測量，電阻溫度計(jì)更為廣泛。1.熱電阻溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：測量準(zhǔn)確度高，信號便于傳送。缺點(diǎn)：不能測量太高溫度，需要外電源供電限制，連接導(dǎo)線的電阻易受環(huán)境溫度的影響，會產(chǎn)生測量誤差。

4、2.熱電阻特性（1）熱電阻是用金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料制成的感溫元件，其電阻一般隨溫度變化，常用溫度系數(shù)來a描述這一特性。（2）金屬導(dǎo)體的電阻一般隨 溫度升高而增大，a為正值。半導(dǎo)體的電阻隨溫度升而減小所以a為負(fù)值。（3）各種材料a值不同，純金屬一般為0.38%到0.68 %。大小與導(dǎo)體本身的純度有關(guān)，a越大，純度越高。 3.常用熱電阻（1）鉑熱電阻優(yōu)點(diǎn)：性能穩(wěn)定 ，重復(fù)性好，精度高在工業(yè)中得以廣泛運(yùn)用。測量范圍一般為-200650攝氏度。阻值與溫度之間的關(guān)系近似線性，特性方程為溫度t在-2000攝氏度時(shí)：溫度在0650攝氏度時(shí)：薄膜型鉑熱電阻 防爆型鉑熱電阻（2）銅熱電阻適用范圍：測量精度不高且

5、溫度較低的場合，測量范圍一般為-50150攝氏度。特性方程為裝配式銅熱電阻 （3）鎳熱電阻適用范圍：-50300攝氏度。在200攝氏度時(shí)具有特異點(diǎn)，多用于150攝氏度。特性方程為4.熱電阻的選擇與誤差1.熱電阻的選用原則（1）測溫范圍。（2）測溫準(zhǔn)確度。應(yīng)明確要求的準(zhǔn)確度，不盲目準(zhǔn)確高精度。最好選擇適宜的精度。（3）測溫環(huán)境。明確所在的場所的化學(xué)，機(jī)械因素及電磁場的干擾等，選用合理的保護(hù)材料。（4）成本。在滿足測量準(zhǔn)確度和壽命時(shí)。成本越低越好。2.熱電阻測溫系統(tǒng)的誤差熱電阻測溫系統(tǒng)的誤差 熱電阻溫度計(jì)的測量準(zhǔn)確度比熱電偶的高。但在使用中應(yīng)注意產(chǎn)生誤差的原因，防止因使用條件不當(dāng)而降低測量準(zhǔn)確度。 使用熱電阻傳感器測溫時(shí)要特別注意線路電阻的影響，因?yàn)榫€路電阻的變化時(shí)溫度測量產(chǎn)生誤差。所以必須側(cè)準(zhǔn)導(dǎo)線電阻，再繞制線路調(diào)整電阻，使線路總電阻等于