温度计量发展.doc

温度计量的发展 学生学号： 0900102206 学生姓名： 陈长骏 专业班级： 09自动化2 班 分 院： 机电工程学院 中国计量学院 China Jiliang University 目 录 摘 要: 3 Development of TemperatureMetrology 3 1 测温学的起源和经验温标 3 2 理想气体温标 4 3 热力学温标 4 4 热力学温度的测量 5 5 辐射测温技术的发展 5 6 国际温标 6 7 1990年国际温标( ITS- 90) 6 8 温标的固定点 7 9 2000年0. 9mK - 1K 临时低温温标( PLTS- 2000) 7 10 高温金属-碳共晶固定点研究计划 7 参考文献 8 温度计量的发展 摘 要: 本文简要介绍了接触测温学和非接触测温学的起源及发展, 温标的概念和理论基础以及演变过程, 当前国际温度计量学界未来温标研究的热点和部分新进展。 关键词: 温度计; 温标; 热力学温度; 辐射温度; 固定点; 金属- 碳共晶点. Development of TemperatureMetrology Abstract: T his paper briefly introduces the contact and the contact differential thermometry differential thermometry origin and development, the concept of Fahrenheit and theoretical basis and evolution process, the current international temperature field measurement is the future Research hot spot and the part of the new progress. Key words: the thermometer; Fahrenheit; Thermodynamics . 1 测温学的起源和经验温标 1592年伽利略( Galileo)研制了空气温度计, 它根据空气的热胀冷缩, 使玻璃管中的水位发生变化, 从而指示温度高低。人们通常把温度计的发明归功于伽利略。经过长期的实践,人们逐渐总结出要准确测量温度, 必须具备合适的测温物质、稳定的固定点、合理的分度法三个条件。1724年华伦海特取人体温度为一个固定点, 定义为96度, 水的凝固点为另一个固定点, 定为32度, 创立了华氏温标, 用符号℉表示。1742年瑞典学者摄休斯(Ander celsius)把水沸点和冰融点两点之间均分100等份建立一个温标, 这就是摄氏温标, 摄氏度以符号e 表示。经验温标在历史上起过重要的作用, 但存在很大的缺点, 它的定义有很大的随意性, 定义的范围太窄,把温度与测温物质的膨胀关系看成简单的正比关系。 2 理想气体温标 人们在研究中发现, 当气体的压强趋近于零时,气体的特性趋近于理想气体。理想气体的状态方程为: P V /T = nR 式中: P、V) 给定质量气体的压强和体积, n、R 为气体的摩尔数和普适常数。 理想气体严格遵守三条定律: 即波义耳- 马特略定律, 查理定律和盖# 吕萨克定律。由理想气体的状态方程很容易得出两个关系式: P1 /P 2 = T1 /T2 及V1 /V2 = T1 /T2 可以看出温度只与理想气体的压强或体积有关,而与测温物质无关。实验还证明当气体的压强很小时, 它的压强膨胀系数和体积膨胀系数在测量误差范围内相等, 约等于1 /273. 15 @ 1 /度。理想气体的等容和等压的延长线都交于一点, 即在温度坐标轴的t= - 273. 15e 处(如图), 理想气体温标给出了绝对零度的概念。 3 热力学温标 英国物理学家威廉# 汤姆森(W illiam Thomson)即开尔文( Ke lv in)根据查理定律和理想气体的压强膨胀系数认识到, 在零下273. 15摄氏度时气体的动能为零, 因而是真正的零度。1848年他以理想热机的热功关系为基础, 以一种最简单的选择给出了关系式: Q1 /Q2 = T1 /T2 根据此式建立的温标称为热力学温标, 也称为绝对热力学温标。它是以热力学第二定律为基础的温标, 是一种科学的温标, 人们通常把用这种方法定义的温度称为热力学温度。热力学温度是国际上公认的最基本的温度, 一切温度测量(包括国际温标)最终都以它为准。温度测量的基础是热力学温标, 它用来保证温度量值