温度测量精要.ppt

第三章 温度测量及仪表 什么是温标？ 衡量温度的标准尺度。譬如规定什么样的温度是150℃，什么样的温度是200℃ 1.摄氏温标 1740年瑞典人摄氏(Celsius) 定义 水银体膨胀是线性； 标准大气压下纯水的冰点是摄氏零度，沸点为100度， 而将汞柱在这两点间等分为100格，每等分格为摄氏1度，标记为℃。 2.华氏温标 定义 1714年德国人法伦海脱(Fahrenheit)以水银为测温介质，制成玻璃棒水银温度计。规定水的沸点为212度，氯化铵与冰的混合物为0度(纯水冰点32度)，中间等分为212份，每一份为1度记作℉。称为华氏温标。 3.热力学温标(理想) 3.热力学温标 3.热力学温标（实际） 现实中热力学温标是应用气体特性方程实现的。理想气体的P、V、T之间的关系式为： 3.热力学温标 4.国际实用温标ITS-90 指导思想: 应尽量与热力学温标接近，温度的复现性要好。 内容 （1）定义了固定点，共有17个。 （2）规定不同区域内的基准仪器。 （3）建立基准仪器示值与国际温标之间的插补公式。 4.国际温标ITS-90 国际实用温标指出，热力学温度为基本物理量，规定水的三相点温度为273.16，单位为k，1k的大小为水的三相点热力学温度的1/273.16，由于摄氏温标将冰点定义为0℃，而冰点比水的三相点低0.01k，那么冰点温度为273.15k，即 单位℃。 二、温度测量仪表分类与选择 1．接触法测温：敏感元件直接与被测对象接触，通过传导或对流达到热平衡，反映被测对象的温度。 优点：直观、可靠。 缺点：①存在负载效应， ②受到测量条件的限制，不能充分接触，使检测元件温度与被测对象温度不一致。 ③热量传递需要一定时间造成测温滞后现象。（动态误差） 3-2 膨胀式温度计 一.玻璃管液体温度计 （一）工作原理 利用玻璃管内液体的体积随温度的升高而膨胀的原理。 组成：液体存储器、毛细管、标尺、安全泡四部分。 液体可为：水银、酒精、甲苯等。 当温度超过300℃时，应采用硅硼玻璃，500℃以上要采用石英玻璃。 （二）结构与类型 棒式玻璃温度计 内标式玻璃温度计 电接点式温度计 （三）．误差分析 （1）玻璃材料有较大的热滞后效应。 （2）温度计插入深度不够将引起误差， （3）非线性误差 （4）工作液的迟滞性 （5）读数误差 （三）．误差分析 液柱应全部浸入被测介质中。若只有部分液柱被浸没时，应对指示值进行修正。 玻璃管液体温度计使用注意事项 温度计与被测介质应接触足够长的时间，以使温度计与被测介质达到热平衡。 读数时，视线应与标尽垂直，并与液柱于同一水平面上，手持温度计顶端的小耳环，不可触摸标尺。 二.固体膨胀式温度计 （一）类型及工作原理 利用固体受热膨胀原理制成的温度计 1. 杆式温度计 利用固体（一般采用膨胀系数较大的金属）材料构成 2 双金属温度计 它的感温元件是由膨胀系数不同的两种金属片牢固地结合在一起制成。 三.压力式温度计 （一）工作原理与结构形式 1 原理 压力式温度计是利用密封系统中测温物质的压力随温度变化来测温； 2 分类 按所充物质相态分充气式、充液式、蒸发式 按功能分：指示式、记录式、报警式和温度调节式等 （二）使用方法与特点 对毛细管采取保护措施，防止损坏；注意安装方式与位置对精度的影响。 特点：结构简单，价格便宜，刻度清晰，防爆。精度差，示值滞后时间长，毛细管易损坏。 3-3 热电偶 标准热电偶 3-3 热电偶 一．热电偶的工作原理 1．热电效应：将两种不同材料的导体或半导体组成一个闭和回路，如果两端点的温度不同，则回路中将产生一定大小的电动势（电流)，这个电动势的大小同材料的性质以及节点温度有关，上述现象称为热电效应。这个现象是1821年Seebeck发现的故又称为塞贝克效应。 2．接触电势：当两种不同的导体接触时，由于两者有不同的电子密度而产生的电势。 二、热电偶的基本定律 利用热电偶来检测温度，必须引入变换器和显示器。 （一）热电偶均质导体定律: 由同一均质导体（电子密度处处相等）组成的闭合回路中， 不论导体的截面、长度以及温度分布如何，均不产生热电势。 二、热电偶的基本定律 （二）中间导体定律: 在热电偶回路中接入第三导体，只要与第三种导体相连接的两端温度相同，接入第三种导体后，对热电偶回路中的总热电势没有影响。 思考题 二、热电偶的基本定律 （三）热电偶的中间温度定律: 热电偶在两接点温度为T、T0时的热电势等于该热电偶在两接点温度分别为T、TN和TN