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第五章 温度检测与仪表 第一节 温标及测温方法 第二节 热电偶温度计 第三节 电阻温度计 第四节 辐射温度计 第五节 测温仪表的选择及安装 第六节 新型温度传感器 第七节 工业特殊测温技术 第一节温标及测温方法 一、温标 温度的数值表示称为温标。它利用一些物质的“相平衡温度”作为固定点刻在“标尺”上，而固定点中间的温度值则是利用一种函数关系(内插函数或称为内插方程)来描述。各类温度计的刻度均由温标确定。 温标三要素：温度计、固定点和内插方程。 温标不是温度标准(Temperature Standard)，而是温度标尺(Temperature Scale)的简称。 国际上规定的温标有很多种，最常用的是华氏温标(美国)、摄氏温标、热力学温标等。 几种温标间的换算关系 摄氏度=5(华氏度-32)/9 摄氏度=开氏度-273.15 摄氏度=5兰氏度/9-273.15 摄氏度=1.25列氏度 ==================== 华氏度= 1.8摄氏度+32 华氏度= 1.8开氏度-459.67 华氏度=兰氏度-459.67 华氏度=2.25列氏度+32 ==================== 开氏度=摄氏度+273.15 开氏度= 1.25列氏度+273.15 开氏度= 5(华氏度-32)/9 +273.15 开氏度= 5兰氏度/9 二、测温方法及分类 测温方法很多种，可分为： 按测量方法可分为接触式和非接触式； 按工作原理可分为膨胀式、电阻式、热电式、 辐射式等； 按输出方式分，有自发电型、非电测型等； 按用途分，有基准温度计和工业温度计。 体积热膨胀式 不需要电源，耐用；但感温部件体积较大。 变色涂料在电脑内部温度中的示温作用 红外温度计 第二节 热电偶温度计 热电偶是目前温度测量中使用最普遍的传感元件 之一。 特点：结构简单、测量范围宽、准确度高、热惯 性小，输出信号为电信号，便于远传或 信号转换。 用途：用来测量流体、固体以及固体壁面的温度。 微型热电偶还可用于快速及动态温度的 测量。 先看一个实验——热电偶工作原理演示 从实验到理论：热电效应 1821年，德国物理学家赛贝克用两种不同金属组成闭合回路，并用酒精灯加热其中一个接触点（称为结点），发现放在回路中的指南针发生偏转（说明什么？），如果用两盏酒精灯对两个结点同时加热，指南针的偏转角反而减小（又说明什么？） 。 显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电流在回路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。 热电偶温度计是根据热电效应工作的。当两种不同的导体或半导体材料A和B组成闭合回路(如下图)，如果两个结合点处的温度不相等，则回路中就会有电流产生。也就是回路中会有电动势存在，这种现象叫做热电效应，该效应首先由赛贝克发现，故也称赛贝克效应。 热电偶有关术语 两种不同的导体或半导体材料A和B组成闭合回 路，如果两个结合点处的温度不相等，则该回 路中就会有电动势产生，称该现象为热电效应。 回路中所产生的电动势称为热电势。 称导体A,B为热电极。 其中一个接点通常是焊接在一起被置于测温场 感受被测温度，称为测量端、热端或工作端； 而另一个接点远离测量端，且要求温度恒定， 称为自由端、冷端或参比端。 (一)接触电势 电子密度不同的导体或半导体材料相互接触时，在其接点处产生电势，该电势主要取决于两种材料的性质和接触面温度的高低： (二)温差电势 由于两端温度不同，在导体或半导体材料两端产生电势，温差电势的方向是由低温端指向高温端，其大小与材料两端温度和材料性质有关 ： (三)热电偶闭合回路的总热电动势 闭合回路总热电动势应为接触电势和温差电势的代数和，即 ： 二、 热电偶的基本定律(性质) (一)均质材料定律 由一种均质材料组成的闭合回路，不论沿材料长度方向各处温度如何分布，回路中均不产生热电势。 它要求组成热电偶的两种材料A 和B必须各自都是均质的，否则会由于沿热电偶长度方向存在温度梯度而产生附加热电势，引入不均匀性误差。因此在进行精密测量时要尽可能对电极材料进行均匀性检查和退火处理。该定律是同名极法检定热电偶的理论根据。 (二)中间导体定律 在热电偶测温回路中插入第三种(或多种)导体(如图中导体C)，只要其两端温度相同，则热电偶回路的总热电势与串联的中间导体无关【证明请参考教材2.2.2.2节】。 (三)中间温度定律 在热电偶测温