自动控制仪表维修技术_第四章_温度测量仪表.pdf

第四章 温度测量仪表 第四章 温度测量仪表 第一节 温度测量的基本概念 温度是工业生产中最普遍、最重要的工艺参数之一，物体的许多物理现象和化学性 质都与温度有关，生产过程都是在一定温度范围内进行。要对温度进行准确的测量，必 然要了解各种测温方法和测温仪表。 一、 温度 温度是表征物体冷热程度的物理量。温度不能直接测量，只能借助于物体的热交换 及其随冷热程度而变化的物理特性加以间接测量。 任意两个冷热程度不同的物体相接触，必然发生热交换现象，高温物体向低温物体 传热，直到两物体达到热平衡为止。测温就是利用这一原理进行测量。选择一种物体同 被测物体相接触，来测量被测物体的温度。当选择物体与被测物体达到热平衡，则选择 物体的温度与被测物体的温度相等，于是通过选择物体的物理量，如液体的体积、导体 的电阻等物理参数，就能测量出被测物体的温度数值。 测量温度时，希望用于测温的物体的物理特性是连续、单值地随温度变化，而且复 现性好，并能准确地测量。物体物性选择是较复杂的事情，目前常用的有如下几种： 热膨胀—包括固体的膨胀，液体的膨胀，气体的膨胀（定压和定容）。 电阻变化—导体或半导体受热后电阻的变化性质。 热电效应—两种不同性质的导体相接触，当两点温度不同时，闭合回路内就产生热 电势。 热辐射—物体的热辐射能随温度的变化而变化。 二、 温标 温标是温度的数值表示。温标规定了测温的读数起点（零点）和测量温度的基本单 位。各种温度的刻度树值均由温标确定。在国际上用得较多的温标有摄氏温标、华氏温 标、热力学温标和国际实用温标。 （一） 摄氏温标（℃） 摄氏温标和华氏温标均是根据液体（水银）受热后体积热膨胀的物性建立起来的。 摄氏温标（℃）是把在标准大气压下纯水的冰融点定为零度（0℃），把纯水的沸点定为 100 摄氏度（100℃），在0℃与 100℃之间分成 100 等份，每一等份为 1 度。 （二） 华氏温标（℉） 华氏温标规定在标准大气压下纯水的冰融点定为 32℉，把纯水的沸点定为 212℉， 从 32℉与 212℉之间分成 180 等份，每一等份为华氏 1 度。华氏温标与摄氏温标的关系 为： n ℃= （1.8n+32）℉ （4-1 ） 式中：n—摄氏温标的度值 - 173 - 仪化三厂仪表工培训教材 自动控制仪表维修技术 当n 为 0℃时，华氏为32℉，n 为 100℃时，华氏为212℉。 由此可见，同样温度使用不同温标表示时，其数值是不同的。上述两种温标都是依 赖物体的物理性质建立起来的，测得温度的数值都将随物体的物理性质（如水银纯度） 及玻璃管材料的不同而不同，因此不能严格地保证世界各国所采用的基本测温单位 （度） 完全一致。 （三） 热力学温标（K ） 热力学温标是一种与物体任何物理性质无关的温标，是以热力学第二定律为基础的 一种理论温标，已被国际权度大会采纳作为国际统一的基本温标。热力学温标又称开氏 温标（K ）。它规定了分子运动停止（即没有热存在）时的温度为绝对零度或称最低理论 温度，选定水的三相点为参考点，且定义该点为 273.16K 。由于热力学温标是纯理论的， 不能付诸实用，为了便利温度的实际测量，而又符合热力学温标，目前使用国际实用温 标。 （四） 国际实用温标 国际实用温标是复现热力学温标的，自 1927 年建立以来已经多次修改，我国 1973 年起采用 1968 年国际温标（IPTS-68 ），从 1991 年 7 月起分阶段、1994 年 1 月起全面实 施 1990 年国际温标（ITS-90 ）。 1990 年国际温标（ITS-90 ）规定： 温度单位 热力学温度（符号为 T ）为基本温度，单位为开尔文（符号为K ），定义 1K 为水三相点的热力学温度的 1/273.16。 保留以前温标定义的用与 273.15K （冰点）的差值来表示温度的方法，用这种方法 表示的热力学温度称为摄