温度计量测试技术专家讲座

热工计量测试技术讲课：方立德温度计量测试技术第1页概述电阻温温度计膨胀式温度计热电偶辐射温度计惯用测温技术温度计量测试技术第2页.1概述1.1温度概念1.2温标

1.3测温方法及测温仪器温度计量测试技术第3页1.1温度概念1.1概述温度宏观概念：是冷热程度表示，或者说，互为热平衡两物体，其温度相等。（注：处于热平衡状态全部热力学系统都含有共同宏观性质！）温度微观概念：是大量分子运动平均强度表示。（注：分子运动愈激烈其温度表现越高！）温度计量测试技术第4页主要性：

自然界中几乎全部物理化学过程都与温度相关。在日常生活、工业生产和科学研究各个领域中，温度测量与控制占有主要地位！温标:摄氏温标、华式温标、热力学温标、国际温标、理想气体温标1.1温度概念1.1概述温度计量测试技术第5页1.1温度概念1.1概述防止混乱----国际单位制（SI）：长度质量时间电流热力学温度物质量光量SI基本单位：七个物理量单位---相互独立（m）（kg）（s）（A）（K）（mol）（cd）温度：不可叠加性（内涵量）温度计量测试技术第6页内涵量：可见，温度是一个内涵量（即强度量），它不含有叠加性。不能像长度、质量等广延量一样，能够经过单位叠加和细分以及与被测量进行比较，从而得到被测量数值。两个温度不能相加，只能进行相等或不相等描述。对普通测量来说，测量结果即为该单位倍数或分数。但对于温度而言，长久以来所做却不是测量，而只做标志，即只是确定温标上位置而已。这种情况直到1967第十三届国际计量大会确定，把热力学温度单位———开尔文定义为：水三相点热力学温度1/273.16。这么温度描述已不再是确定温标上位置，而是单位Ｋ多少倍了。这在计温学上含有划时代历史意义。温度计量测试技术第7页热力学（绝对）温度：用热力学温标表示温度。热力学（绝对）温标：“准确试验证实压强等于零时温度应该是-273.15℃”。

-273.15℃零度温标——热力学温标或绝对温标。1.1.1温度概念温度计量测试技术第8页1.2温标

摄氏温标华式温标开氏温标热力学温标国际温标理想气体温标经验温标等价！温度计量测试技术第9页测温质:

要确定选择什么样物质,这些物质冷热状态必须能够显著地反应客观物体(欲测物体)温度改变，而且这种改变含有复现性。如：水银、氢气或是电偶？2.测温特征：要知道该测温质哪些物理量伴随温度改变将产生某种预期改变。如：水银温度计是用水银做测温质，水银体积随温度作线性改变。3.参考点：依据确定数值作为基准，实现划分温度间隔。经验温标温度计量测试技术第10页华氏温度测温质：水银；测温特征：水银柱热胀冷缩。参考点：冰、水、氯化铵和氯化钠混合物熔点定为零度，以0°F表示。把冰熔点定为32°F把水沸点定为212°F；在32→212间隔内均分180等分，每份1华氏度。华氏温标——〉华氏温度使用情况：欧美等英语国家。(华伦海特(G·D·Fahrenheit))温度计量测试技术第11页摄氏温度测温质：水银测温特征：水银柱热胀冷缩；参考点：冰熔点为零度(标以0℃)，水沸点为100度(标以100℃)。在0度和100度之间均分成100等份，每一份也就是1摄氏度。这种要求方法就叫摄氏温标。使用国家：亚洲国家、非英语国家(A·Celsiuas

瑞典)温度计量测试技术第12页摄氏温度与华氏温度关系同种测温质(水银)，利用了一样测温特征(水银柱热胀冷缩)。但因为要求参考点和分度单位不一样，就造成了两种不一样温标，从而产生了两种不一样温度数值。℃F-20-6032206840104温度计量测试技术第13页注：参考点——相同测温质——不一样

温标也不完全一致！！！原因：不一样测温物理性质随温度改变在相同范围内可能不会相同。

经验温标温度计量测试技术第14页举例：五种温度计，测温质分别是氢气、空气、铂丝、电偶和水银，其测温物理性质分别为气体压强、电阻、电动势和水银长度；基准点都是以冰熔点和水沸点为0度和100度。结论:对应同一个客观温度(假定以定容氢气温度计指示数为标准)，各种温度计读数是不一样。80.1470水银温度计氢气温度计020406080100温度计量测试技术第15页经验温标特点：因为测温物质和测温特征选取不一样，参考点和分度方法选择不一样，故能够有各式各样温标。开氏温标（热力学温标）：开尔文，1848年创建了一个不依赖任何测温质(当然也就不依赖任何测温质任何物理性质)绝对真实绝对温标。经验温标热力学温标开尔文：英国物理学家，热力学第二定律创始人。(热学、电磁学、流体力学、光学、地球物理、数学、工程,600论文,70创造专利)温度计量测试技术第16页热力学温标热力学温标是以卡诺循环为基础：卡诺定律指出，一个工作于恒温热源与恒温冷源之间可逆热机，其效率只与热源和冷源温度相关。假设热机从温度为T1热源取得热量为Q1，放给温度为T2冷源热量为Q2，则有温度计量测试技术第17页第十一届国际计量大会(1960年)要求以纯水三相点温度定为开氏温标参考点，要求其温度为273.16K(而不叫“度”)，1K等于水三相点热力学温度1/273.16;热力学温标被定为基本温标；热力学温度被作为基本温度;符号是T，单位是开尔文，简写为开，以K表示之；热力学温标零点叫绝对零度(0K)；热力学温标t=T-273.15温度计量测试技术第18页参考点：水三相点是指纯水以冰、水、蒸汽平衡混合物状态，只要在没有空气密闭容器内，这个状态温度就是确定不变，它不依赖于压强，最客观参考点!

热力学温标温度计量测试技术第19页假如我们要测某一个物体温度，可用任何一个工质卡诺热机看成温度计，使卡诺热机运转于欲测物体(欲测其温度T)和273.16K热库之间，测出吸收和放出热量Q1和Q2之比，则温度为：热力学温标一支“热力学温度计”就是可逆卡诺热机，理论上通，技术上无法实现！！温度计量测试技术第20页热力学温标理想气体温标热力学理论证实：

注：热力学温标能够借助理想气体温标付诸实施，热力学温标取得了现实意义!温度计量测试技术第21页铂电阻~普朗克辐射定律温度计量测试技术第22页气体原子运动伴随温度升高而加速，伴随温度降低而减速。当温度到达0K（-273.15℃）时，原子运动就停顿了。而且从理论上讲，气体体积应该是零，所以不可能有低于0K温度。（如图,在压力不变情况下（图以砝码表示）.假如温度下降,气体体积就减小，与其0℃时体积相比，每下降1℃其体积就减小1／273。)绝对零度探索常温：气体原子速度1600km/h；3K：1m/h;20nK（2×10-8K）:原子运动速度慢得难以测量(物质展现为液体状态，而非固体状态，更不是气体状态，而是聚集成唯一“超原子”，它表现为一个单一实体。)温度计量测试技术第23页1绝对零度意义:开尔文用热力学温标，即与任何测温物质无关温标得到了绝对零度，所以，绝对零度这一主要概念对全部物质都成立，它和选取什么物质及什么物理性质无关。2无测温上限：不论何时，测量一个很高温度时，一个更高温度将存在，而且也有可能到达；3有测温下限：绝对零度无限靠近，但终究不能到达。（这是热力学第三定律结论。）4“绝对温标”和“绝对零度”中“绝对”含义：前者是指开氏温标与任何测温质都没相关联，因而这种温标是“绝对”；后者是指绝对零度是一个不可超越界限，而且对全部物质都成立，因而这个度数是“绝对”。开氏温度意义

温度计量测试技术第24页1.4测温方法及测温仪器（1）接触式测温（2）非接触式测温测温方法接触式测温仪器非接触式测温仪器温度计量测试技术第25页(1)接触式测温含义：测温元件直接与被测对象相接触，二者之间进行充分热交换，最终到达热平衡，感温元件某一物理参数量值（热电动势、电阻、热膨胀等等）代表了被测对象温度值。优点：直观可靠。缺点：

感温元件影响被测温度场分布，接触不良会带来测量误差，另外温度太高和腐蚀性介质对感温元件性能和寿命会产生不利影响。1.4测温方法及测温仪器温度计量测试技术第26页（2）非接触式测温

含义：感温元件不与被测对象相接触，而是经过辐射方式进行热交换。特点：可防止接触测温缺点（不影响温场分布）；含有较高测温上限；非接触测温法热惯性小，可达千分之一秒，便于测量运动物体温度和快速度改变温度。.1.4测温方法及测温仪器温度计量测试技术第27页1接触式仪器膨胀式温度计(包含液体和固体膨胀式温度计、压力式温度计)电阻式温度计(包含金属热电阻温度计和半导体热敏电阻温度计)热电式温度计(包含热电偶和P-N结温度计)2非接触式温度仪以光辐射为基础，也称为辐射温度计。如：辐射温度计、亮度温度计和比色温度计、红外热相仪；1.4测温方法及测温仪器温度计量测试技术第28页3按照温度测量范围划分温度计超低温、低温、中、高温和超高温温度测量。超低温——0～10K低温指——10～800K中温指——800～1900K高温指——1900～2800K温度超高温——2800K以上1.4测温方法及测温仪器温度计量测试技术第29页2电阻温度计温度计量测试技术第30页2.1电阻温度计测温原理2.2热电阻材料材料2.3热电阻结构2.4热敏电阻2.5热电阻测量电路2.6工业热电阻检定试验温度计量测试技术第31页原理

利用导体或半导体电阻值随温度改变而改变性质来测量温度。试验证实多数金属导体在温度升高1℃时，阻值改变0.4%~0.6%；多数含有负温度系数半导体在温度升高1℃时，阻值改变3%~6%；2热电阻测温温度计量测试技术第32页测温范围：-200~500℃特殊范围：

①测量低温端可达平衡氢三相点——13.8K②铟电阻温度计——3.4K；碳电阻温度计——1K；特点：①精度高②在低温段下测温灵敏度高③输出信号便于远传、测量或自动控制温度计量测试技术第33页2.1热电阻材料①电阻温度系数要大：单位1/℃，定义为注：α越大制成温度计灵敏度越高测量结果越准确普通非常数，不一样温度数值不一样α=f(T)；材料越纯,α越大温度计量测试技术第34页②要求有较大电阻率：因为电阻率越大↑→电阻体积越小↓→热容量和热惯性越小↓→温度改变响应越快↑。③在测温范围内，要求物理化学性质稳定。④复现性好、复制性强、易得到纯净物质。⑤电阻值与温度关系近似为线性关系，便于测温分度和读数。⑥价格低。

总而言之：铂、铜、铁、镍、和一些半导体材料比较适合做热电阻。2.1热电阻材料温度计量测试技术第35页特点：精度高、稳定性好、性能可靠、易于提纯、复制性好、含有良好工艺性、能够制成极细铂丝、电阻率较高；在0C以上，其电阻与温度关系靠近于直线(其电阻温度系数为3.9×10－3/C)。作用：工业测量,温度基准、标准仪器。ITS-90国际温标要求，在13.81K~961.78℃标准仪器为铂电阻温度计。缺点：电阻温度系数小，在还原气氛中，尤其是在高温下，易被污染变脆、价格昂贵。惯用铂电阻分度号：Pt1000，Pt100和Pt102.2热电阻类型（1）铂热电阻温度计量测试技术第36页优点：线性度好，电阻温度系数大、价格低、精度适中；缺点：〉100℃时，易被氧化；测温范围：-50~+150℃。惯用铜电阻分度号：Cu100和Cu502.2热电阻类型（2）铜热电阻温度计量测试技术第37页2.2热电阻类型表示０℃时电阻值，Ω温度计量测试技术第38页（1）普通型热电阻感温元件保护套管接线盒与热电偶类似2.3热电阻结构类型温度计量测试技术第39页铂热电阻2.3热电阻结构类型玻璃烧结式陶瓷架式云母管架式昂贵双线无感绕制温度计量测试技术第40页铜电阻2.2热电阻结构类型双线无感绕制温度计量测试技术第41页2.2热电阻结构类型铠装热电阻力学性好热电阻+保护套管+绝缘材料封装温度计量测试技术第42页2.2热电阻结构类型薄膜热电阻陶瓷铂真空镀膜法热惯性小！厚膜——7μm薄膜——2μm温度计量测试技术第43页2.4半导体热敏电阻温度计量测试技术第44页半导体热电阻——热敏电阻。材料：惯用一定百分比锰、镍、铜、钛、镁氧化物混合制成2.4半导体热敏电阻分类负温度系数NTC正温度系数PTC临界温度系数CTR温度计量测试技术第45页测温特点2.4半导体热敏电阻近似线性关系改变猛烈改变猛烈温度计量测试技术第46页2.4半导体热敏电阻金属热电阻T↑原子无规则运动↑自由电子定向运动↓电子迁移率↓R↑NTC半导体热敏电阻T↑原子无规则运动↑自由电子数目↑↑电子迁移率↑R↓测温特征相反温度计量测试技术第47页热敏电阻计算公式式中温度为T0时热敏电阻；热敏电阻材料常数；2.4半导体热敏电阻————试验测量温度计量测试技术第48页热敏电阻温度系数若室温:2.4半导体热敏电阻温度计量测试技术第49页热敏电阻伏安特征概念：表征了静态下，在热敏电阻和周围介质热平衡时，热敏电阻上端电压和经过电阻电流相互关系。2.4半导体热敏电阻温度不变温度计量测试技术第50页举例：NTC热敏电阻伏安特征2.4半导体热敏电阻oa段:线性工作区：当电流<Ia元件功耗很小热敏电阻不发烧元件温度=环境温度T0固定电阻(欧姆定律)温度计量测试技术第51页ab段:非线性正阻区：伴随电流增加热敏电阻R耗散功率增大工作电流引发热敏电阻自热升温则其阻值下降（NTC）端电压增加逐步迟缓举例：NTC热敏电阻伏安特征2.4半导体热敏电阻温度计量测试技术第52页端电压最大值当电流为Im时端电压到达最大值Um。举例：NTC热敏电阻伏安特征2.4半导体热敏电阻温度计量测试技术第53页cd段非线性负阻区若电流继续增加热敏电阻本身升温猛烈阻值快速减小阻值减小速度>电流增加速度端电压随电流增加而降低举例：NTC热敏电阻伏安特征2.4半导体热敏电阻温度计量测试技术第54页举例：NTC热敏电阻伏安特征2.4半导体热敏电阻总结

NTC热敏电阻应用于测温时，应工作在伏安特征曲线oa段，即：流过热敏电阻工作电流应很小。

当外界环境温度改变时，尽管热敏电阻耗散系数也发生改变，但电阻体无自热升温，而与所测环境温度靠近。温度计量测试技术第55页半导体热敏电阻形状：片状、柱状和珠状2.4半导体热敏电阻温度计量测试技术第56页MF74超大功率型NTC热敏电阻器

应用范围：适合用于大功率转换电源、开关电源、UPS电源及各类大功率照明灯具、电加热器浪涌电流抑制。

半导体热敏电阻实物照片温度计量测试技术第57页半导体热敏电阻实物照片广泛应用于空调设备、暖气设备、电子体温计、液位传感、汽车、电子台历、手机电池。MF52珠状测温型NTC热敏电阻器

温度计量测试技术第58页半导体热敏电阻实物照片应用于：半导体集成电路、液晶显示、晶体管及移动通讯设备用石英振荡器温度赔偿、可充电电池温度探测、计算机微处理器温度探测、需温度赔偿各种电路。

CMF贴片式NTC热敏电阻器温度计量测试技术第59页半导体热敏电阻实物照片MF55系列绝缘薄膜型NTC热敏电阻器应用范围：电脑、打印机、家用电器等温度计量测试技术第60页测温范围：-100~300℃优点：①电阻温度系数大，灵敏度高，约为②电阻率大，利于小型化，连接导线影响能够忽略；③结构简单、体积小，能够用于测量点温度；④热惯性小，适合用于表面温度及快速改变温度。不足：热敏电阻温度特征分散、交换性差、非线性严重。深入发展依赖于半导体技术发展和制造工艺水平提升。热敏电阻特点

温度计量测试技术第61页2.5热电阻测温电桥说明：为了消除金属热电阻(几欧~几十欧范围)中引线电阻和连接导线电阻受温度改变而改变其阻值大小，从而影响热电阻测温。测温电桥——两线制、三线制、四线制接法。温度计量测试技术第62页（1）工业用惯用线路①两线制2.5热电阻测温电桥Rac=2(Rr+r+r’)+Rt热电阻Rt引线r’连接导线r调整电阻Rr不平衡电桥温度计量测试技术第63页（1）工业用惯用线路①两线制特点：接入一个桥臂。引线与连接导线随环境温度改变全部加入到热电阻改变之中；简单，仍有应用引出线电阻值特征：铜：<=0.2％(R0)；铂:<=

0.1％(R0)

。2.5热电阻测温电桥Rac=2(Rr+r+r’)+Rt温度计量测试技术第64页（1）工业用惯用线路②三线制方法一：热电阻有三个引线其中两根+连接导线电阻分别加到电桥相临两桥臂中第三根接到电源线上≡电源与电桥连接点a从仪表内部桥路上移到热电阻附近效果：引线与连接导线电阻改变影响减小。Rac=Rt+r’+r+RrRad=R1+r’+r+Rr2.5热电阻测温电桥温度计量测试技术第65页（1）工业用惯用线路②三线制Rac=Rt+2r’+r+RrRad=R1+r+Rr方法二两根引线三根连接导线两根连接导线电阻分别加到电桥相邻两桥臂中第三根接到电源对角线上≡电源接点a移到热电阻传感器内接线柱上效果：连接导线r影响减小引线电阻r’影响依存在

2.5热电阻测温电桥温度计量测试技术第66页（2）试验室精密测温线路——四线制

2.5热电阻测温电桥4引线温度计量测试技术第67页（2）试验室精密测温线路——四线制

电源E：向标准电阻RH、热电阻Rt（经a,c）、调整电阻Rr和电流表回路供电；电流I：调整Rr，使得回路电流I调整到热电阻要求值3~4mA；电流测量线：与a和c相连电位测量线：与b和d相连转换开关K：先后测量标准电阻RH和热电阻Rt上电压降UH和Ut；2.5热电阻测温电桥精密！温度计量测试技术第68页（2）试验室精密测温线路——四线制

特点：利用电位差计平衡读数时，电位差计不取电流，热电阻电位测量线没有电流经过,所以，热电阻引线电阻r’、连接导线电阻r不论怎样改变也不会影响热电阻Rt测量，可完全消除Rt以外电阻影响。2.5热电阻测温电桥温度计量测试技术第69页3膨胀式温度计温度计量测试技术第70页3膨胀式温度计3.1.液体膨胀式温度计它由液体储存器、毛细管和标尺组成。测温上限取决于所用液体汽化点温度，下限受液体凝点温度限制。为预防毛细管中液柱出现断续现象，并提升测温液体沸点，常在毛细管中液体上部充以一定压力气体。温度计量测试技术第71页温度计量测试技术第72页温度计量测试技术第73页液体玻璃温度计分全浸式和部分浸入式两种。全浸：测温时把液柱部分全部浸入被测介质中。部分浸入：把温度计部分插入被测介质中。全浸式测量精度较高，故多用于试验室和标准温度计，部分浸入式用于普通工业测温。

修正值计算：温度计量测试技术第74页3.2固体膨胀式温度计

利用两种不一样膨胀系数材料制成，分为杆式和双金属式两大类。范围：-30~600oC；精度：0.5-1.0级

温度计量测试技术第75页温度计量测试技术第76页4热电偶温度计量测试技术第77页特点：结构简单、使用方便、含有较高准确度、温度测量范围宽；惯用测温范围：-50~+1600℃；特殊材料，测温范围可扩为:-180~2800℃应用极为广泛4热电偶测温温度计量测试技术第78页4热电偶测温4.1热电效应4.2热电偶基本定律4.3惯用热电偶材料、特点和结构4.4热电偶参比端（冷端）温度赔偿4.5热电偶测温回路温度计量测试技术第79页4.1热电效应两种导体接触电势单一导体温差电势热电偶回路热电势温度计量测试技术第80页热电效应——将热能转换成电能现象称为热电效应。方法：两种不一样材料导体或半导体材料A和B两端牢靠地接触在一起，组成如图所表示闭合回路，当两个接触点(称为结点)温度t和t0不相同时，回路中既可产生电势，并有电流流通。A和B称为偶极或热电极结点之一——工作端、热端；结点之二——自由端、冷端温度计量测试技术第81页两种导体接触电势eAB(T)为A、B两种不一样材料在温度为T时接触电动势,V；K为玻耳兹曼常数,K=1.38*10-23J/K；e为电子电荷,e=1.6*10-19C；nA(T)、nB(T)为A、B两种材料在温度T时自由电子密度。温度计量测试技术第82页两种导体接触电势两种材料在T0时接触电势：回路中A和B接触电势温度计量测试技术第83页单一导体温差电势eA(T，T0)——导体A两端温度差为T和T0时形成温差电势，Vσ——汤姆逊系数，表示单一导体两端温度差为1℃时所产生温差电势，与材料性质及两端温度相关。温度计量测试技术第84页回路中温差电势为单一导体温差电势温度计量测试技术第85页回路中总热电势

对于由A和B组成热电偶闭合回路，当温度T>T0，nA>nB时，回路总热电势为EAB(T,T0)：温度计量测试技术第86页回路中总热电势

分析上式：产生热电势必须满足两个条件：nA≠nB，即热电偶必须使用两种不一样材料；T≠T0,即两种接触点必须处于不一样温度。温度计量测试技术第87页回路中总热电势忽略温差电势回路总热电势——温度T单值函数！方便。金属导体温度计量测试技术第88页4.2热电偶基本定律（1）均质导体定律（2）中间导体定律（3）标准电极定律（4）连接导体定律与中间温度定律温度计量测试技术第89页（1）均质导体定律一个均质材料组成热电偶不论导体或半导体不论截面和长度、各处温度怎样。结论：都不能产生热电势热电偶材料:两种！温度计量测试技术第90页注意①两种材料：任何热电偶都必须由两种性质不一样导体组成。②均质导体特点：假如热电偶由两种均质导体组成，则热电偶热电势仅与两接点温度相关，而与沿热电极温度分布无关。③非均质导体特点：当热电极是非均质导体，则相当于不一样性质热电极组成了热电偶。在不均匀温场中测温时将造成测量误差。均匀性是衡量热电偶质量主要指标之一。（1）均质导体定律温度计量测试技术第91页（2）中间导体定律如图所表示，将A、B组成热电偶T0端断开，接入第三种导体C：条件：只要保持C两端温度相同（T0）结论：接入导体C后对回路总电动势无影响。温度计量测试技术第92页图中热电偶回路总电势为证实：其中：故：即：（2）中间导体定律温度计量测试技术第93页（3）标准电极定律内容：当结点温度为T和T0时，用A、B组成热电偶产生热电势等于A、C热电偶和C、B热电偶热电势代数和，即导体C称标准电极（铂）温度计量测试技术第94页证实：标准电极定律证毕温度计量测试技术第95页（4）连接导体定律与中间温度定律连接导体定律：在热电偶回路中，若导体A和B分别与导线A’和B’相接，接点温度分别为T、Tn、T0，如图所表示，则回路总电势等于热电偶电势EAB(T,Tn)与连接导线电势EA’B’(Tn,T0)之和。意义：工业上利用赔偿导线进行温度测量理论基础。温度计量测试技术第96页证实其中（4）连接导体定律与中间温度定律假设，nA>nB;nB>nB’;nA>nA’;nB>nB;T>Tn>T0温度计量测试技术第97页中间温度定律：当A与A’、B与B’材料分别相同时，则有

（4）连接导体定律与中间温度定律意义：中间温度定律为制订热电势分度奠定了理论基础，只要求得参考端温度0℃时热电势与温度关系，就能够求出参考端温度不等于0℃时热电势。=0温度计量测试技术第98页4.3惯用热电偶材料、特点和结构温度计量测试技术第99页两种材料组成热电偶应输出较大热电势，以取得较高灵敏度，且要求电势和温度之间尽可能成线性关系能应用于较宽温度范围，物理和化学特征比较稳定（很好耐热性、抗氧化、抗还原和抗腐蚀性）含有较高导电率和较低电阻温度系数工艺性好，利于批量生产（1）热电偶材料温度计量测试技术第100页（2）惯用热电偶①铂铑10-铂热电偶（分度号：S）②镍铬-镍硅热电偶（分度号:K）镍铬——康铜热电偶（分度号：E）铂铑30-铂铑6热电偶（分度号：B）铜-康铜热电偶（分度号：T）温度计量测试技术第101页优点：金属丝直径范围0.35~0.5mm;精度高、物理化学特征稳定;测温上限高，短期使用温度可高达1600℃。能够作为各等级标准热电偶。缺点：热电势小、灵敏度低、价格昂贵。（2）惯用热电偶①铂铑10-铂热电偶（分度号：S）正极（硬）负极（软）温度计量测试技术第102页4.732温度计量测试技术第103页（2）惯用热电偶②镍铬-镍硅热电偶（分度号:K）特点：金属丝直径范围：0.5~3mm;价格低廉、灵敏度高、复现性好、高温下抗氧化能力强。工业与试验室广泛采取;在还原性或硫化物气氛中易被侵蚀。正极不亲磁负极稍亲磁温度计量测试技术第104页22.776温度计量测试技术第105页（2）惯用热电偶③镍铬——康铜热电偶（分度号：E）特点：金属丝直径范围：0.5~3mm，价格最廉价、灵敏度高，适合用于中性或还原性气氛中。④铂铑30-铂铑6热电偶（分度号：B）特点：价格昂贵、测量温度上限可达1800℃、测量精度高、适应于氧化或中性气氛中使用、灵敏度低。⑤铜-康铜热电偶（分度号：T）特点：直径：0.1~1.6mm,适合用于-200~+400℃；测量精度高、稳定性好、低温时灵敏度高、价格低廉。温度计量测试技术第106页（3）经典结构（工业用）氧化铝或工业陶瓷<1000度:金属材料；>1000度:热电极保护套管绝缘套管引线盒减小热惯性！温度计量测试技术第107页温度计量测试技术第108页铠装式热电偶：热电极、耐高温金属粉末（如氧化铝）、不锈钢套管三者一起拉细而组成一体，外径0.25~12mm不等。如图。（3）经典结构（科研用）特点：惯性小、性能稳定、结构紧凑、力学性能良好、抗振、可挠等特点温度计量测试技术第109页（3）经典结构（科研用）真空蒸镀或化学涂层镍铬-镍硅铜康-铜极薄：0.01~0.1μm云母或浸渍酚醛塑料60mm*6mm*0.2mm工艺特点：响应速度快！（ms）测温范围<300度温度计量测试技术第110页4.4热电偶参比端（冷端）温度赔偿（1）冰点法（3）冷端赔偿器法（4）赔偿导线法（2）热电势修正法热电偶测温原理：只有参比端温度恒定时，回路总热电势EAB(T,T0)才是温度T单值函数！热电偶分度表(p171)中，热电势-温度对应值以

Ｔ0＝０℃为基础不稳定补偿方法温度计量测试技术第111页T0=0C！精度最高！（1）冰点法4.4热电偶参比端（冷端）温度赔偿温度计量测试技术第112页（2）热电势修正法4.4热电偶参比端（冷端）温度赔偿查表EAB实际测量查表TT0=0CT0=恒温中间温度定律T温度计量测试技术第113页举例：s偶参比端温度温为30℃,测量热电势为6.526mV,试问此时真实温度应为多少？查表EAB实际测量查表T解：查表温度计量测试技术第114页0.173740℃温度计量测试技术第115页4.4热电偶参比端（冷端）温度赔偿（3）冷端赔偿器法0C恒温T0=f(时间,环境)不平衡电桥R1=R2=R３=1Ω(锰铜丝)R4（铜丝）Rg（限流）当T0=0C时四壁电阻相等电桥平衡桥路输出电压Uba=0指示仪表总热电势为：R4=1温度计量测试技术第116页4.4热电偶参比端（冷端）温度赔偿（3）冷端赔偿器法说明：当T0改变时，因为冷端赔偿器接入，仪表所指示总电势E仍保持为E(T,0),相当于热电偶冷端自动处于0C。当→R4↑→a点电位↓→Uba↑同时T0↑因为T0↑→

EAB(T,T0)↓调整Rg电阻→

Uba=[E(T,0)-E(T,T0)],

→总电势不随T0而变温度计量测试技术第117页4.4热电偶参比端（冷端）温度赔偿（4）赔偿导线法恒温易干扰赔偿导线0~100C温度计量测试技术第118页E=EAB(T,T0’)热电势修正法材料：热电性质与热电偶相近（0~100C）EAB(T0,T0’)=EA’B’(T0,T0’)依据连接导体定律，回路电势：E=EAB(T,T0)+EA’B’(T0,T0’)（4）赔偿导线法4.4热电偶参比端（冷端）温度赔偿（中间温度定律）恒温温度计量测试技术第119页热电偶标准化形成赔偿导线标准系列。惯用热电偶赔偿导线技术数据见表5.4热电偶赔偿导线温度计量测试技术第120页举例：利用赔偿导线法进行测温，热电偶为K偶，赔偿导线为铜-康铜，热电偶输出热电势为41.092mV;赔偿导线输出热电势为2.478mV；恒温端温度为20℃；试问此时真实温度应为多少？解：依据赔偿导线法E=EAB(T,T0)+EA’B’(T0,T0’)

EAB(T0,T0’)=EA’B’(T0,T0’)=2.478mVEAB(T,T0)=41.092mVEA’B’(T0’,0)=EA’B’(20,0)=EAB(20,0)=0.789

mVE=E(T,0)=41.092+2.478+0.789=44.359T=f(44.359)=1180℃温度计量测试技术第121页44.359温度计量测试技术第122页4.4小结（1）冰点法（3）冷端赔偿器法（4）赔偿导线法（2）热电势修正法补偿方法温度计量测试技术第123页4.5热电偶测温回路温度计量测试技术第124页方法：测量两处温差（T1-T2）一个方法。两个热电偶同型号配用相同赔偿导线冷端温度相同二者反接而成，则热电势为（1）热电偶反接（差动热电势）4.5热电偶测温回路温度计量测试技术第125页（2）热电偶并联——测量平均温度方法：热电偶型号相同；冷端温度相同；串联均衡电阻R1，R2，R3；回路总热电势为：缺点：一支坏，不易觉察4.5热电偶测温回路温度计量测试技术第126页低温或小温变时：热电势↑

串联！特点：

一支烧坏，马上觉察。（3）热电偶串联（热电堆）：4.5热电偶测温回路温度计量测试技术第127页4.6热电偶校验与分度校验:对热电偶热电势和温度已知关系进行校核，检验其误差大小；分度:确定热电势和温度对应关系校验原因：热电偶经过一段时间使用之后，因为氧化、腐蚀、还原、高温下再结晶等原因影响，使它与原分度值或标准分度表偏离越来越大，以至产生较大误差，测量精度下降。ITS-1990温度计量测试技术第128页4.6热电偶校验与分度0.03级温度计量测试技术第129页4.7热电偶测温系统误差分析

（1）热电偶分度误差Δ1：因为热电偶材质不均，匀使得其热电特征与统一分度表之间存在差值。该项误差不能超出热电偶允许误差范围，不然应重新校验。如：铂铑-铂：在600℃以上，允许误差为±0.25%t；镍铬-镍硅：在400℃以上，允许误差为±0.75%t；（2）赔偿导线误差Δ2：赔偿导线与热电偶热电特征不一样而带来误差。如：铂铑-铂：100℃赔偿范围内，其赔偿导线允差为±0.023mV;如：镍铬-镍硅：100℃赔偿范围内，其赔偿导线允差为±0.105mV;（3）冷端赔偿器误差Δ3：只能在平衡点和计算点温度值得到完全赔偿，在其它温度时因不能完全得到赔偿所造成误差。如：铂铑-铂：±0.04mV;如：镍铬-镍硅：±0.16mV;（4）测量仪表误差Δ4:该误差由仪表精度等级所决定。如XCZ-101动圈测温仪表为?温度计量测试技术第130页举例：如若采取镍铬-镍硅热电偶按图所表示组成测温系统。测量仪表XCZ101量程为1000℃，若仪表上显示被测温度为800℃。且该测温系统误差。解：误差起源分别为4.7热电偶测温系统误差分析

热电偶分度误差Δ1；赔偿导线误差Δ2冷端赔偿器误差Δ3；测量仪表误差Δ4测温系统最大误差为：温度计量测试技术第131页“热电偶测温”小结：热电效应（基本概念）热电偶基本定律（结论）惯用热电偶材料、特点和结构（分度号）热电偶参比端（冷端）温度赔偿

（方法、理论基础

）热电偶测温回路（经典设计）热电偶校验与分度热电偶测温系统误差分析温度计量测试技术第132页5辐射式温度计温度计量测试技术第133页5辐射式温度计5.1热辐射基本定理5.2光学高温计5.3光电高温计5.4辐射温度计5.5比色温度计温度计量测试技术第134页5非接触式测温 高温测量中应用最广泛，主要应用行业为冶金、铸造、热处理以及玻璃、陶瓷和耐火材料等工业生产过程中。 任何物体处于绝对零度以上时，都会以一定波长电磁波形式向外辐射能量。辐射式测温仪表就是利用物体辐射能量随其温度而改变原理制成。 测量时，只需把温度计光学接收系统对准被测物体，而无须与物体接触，所以能够测量运动物体温度并不会破坏物体温度场。另外，因为感温元件只接收辐射能，无须到达被测物体实际温度，从理论上讲，它没有上限，能够测量高温。 非接触测温仪表分类：光学高温计、辐射式温度计温度计量测试技术第135页

辐射换热是三种基本热交换形式之一

波长范围：10-3m～10-8m在低温时，物体辐射能量很小，主要发射是红外线。伴随温度升高，辐射能量急剧增加，辐射光谱也向短方向移动，在5000C左右时。辐射光谱包含了部分可见光；到8000C时可见光大大增加，即展现“红热”；假如到30000C时，辐射光谱包含更多短波成份，使得物体展现“白热”。辐射测温基本原理：观察灼热物体表面“颜色”来大致判断物体温度，这就是温度计量测试技术第136页

热辐射基本概念1.热辐射特点(1)定义：由热运动产生，以电磁波形式传递能量；(2)特点：a任何物体，只要温度高于0K，就会不停地向周围空间发出热辐射；b能够在真空中传输；c伴随能量形式转变；d含有强烈方向性；e辐射能与温度和波长均相关；f发射辐射取决于温度4次方。2.电磁波谱电磁辐射包含了各种形式，如图6.5-1所表示，而我们所感兴趣，即工业上有实际意义热辐射区域普通为0.1~100μm。电磁波传输速度：

c=fλ

式中：f—频率，s-1;λ—波长，μm温度计量测试技术第137页电磁辐射波谱图6-1温度计量测试技术第138页(1)热辐射主要参数①辐射能Q

以辐射形式发射、传输或接收能量称为辐射能，单位为焦耳(J)。②辐射能通量是辐射能随时间改变率，又称辐射率：

(6.4.1)

其单位是瓦特(W)。③辐射强度I

在给定方向上立体角单元内，离开点辐射源(或辐射源面单元)辐射功率除以该立体角单元，称为该方向上辐射强度，其单位为瓦/球面度(W/sr)。温度计量测试技术第139页(1)热辐射主要参数④辐射出射度M

离开辐射源表面一点处面单元上辐射能量除以该单元面积，称为该点辐射出射度，即

(6.4.2)

辐射出射度单位为瓦/米2(W/m2)。⑤辐射亮度L和光谱辐射亮度表面一点处面元在给定方向上辐射强度，除以该面元在垂直于给定方向平面上正投影面积，称为该方向辐射亮度L。辐射亮度实际上包含全部波长辐射能量。假如是辐射光谱中某一波长辐射能量则称为在此波长下光谱辐射亮度。温度计量测试技术第140页(2)辐射能分配当物体接收到辐射能量以后，依据物体本身性质，会发生部分能量吸收、透射和反射α―吸收率；τ―透射率；ρ―反射率。温度计量测试技术第141页当热辐射投射到物体表面上时，普通会发生三种现象，即吸收、反射和穿透，如图6.5-2所表示。3.

物体对热辐射吸收、反射和穿透

图6.2物体对热辐射吸收反射和穿透温度计量测试技术第142页对于大多数固体和液体：对于不含颗粒气体：对于黑体：镜体或白体：透明体：反射又分镜反射和漫反射两种图6-3镜反射图6-4漫反射温度计量测试技术第143页物体分类： 黑体（绝对黑体）： 照射到物体上辐射能全部被吸收，既无反射也无透射。 透明体： 照射到物体上辐射能全部透射过去，既无吸收又无反射。 镜体、白体： 照射到物体上辐射能全部反射出去。若物体表现平整光滑，反射含有一定规律，则该物体称之为“镜体”；若反射无一定规律，则该物体称为“绝对白体”或者简称为“白体”。温度计量测试技术第144页在自然界中黑体、白体和透明体都是不存在。普通固体和液体τ值很小或等于零，而气体τ值较大。对于普通工程材料来讲，τ＝0而α+ρ=1，称为灰体

从传热学角度看，能够人为制造黑体温度计量测试技术第145页(3)基尔霍夫定律各物体辐射出射度和吸收率比值都相同，和物体性质无关，是物体温度和发射波长函数式中：M0(λ,T),M1(λ,T),M2(λ,T)―物体单色(λ)辐射出射度；

α0(λ,T),α2(λ,T),α2(λ,T)―物体单色(λ)吸收率。温度计量测试技术第146页若物体A0绝对黑体，那么α0(λ,T)

，依据基氏定律物体辐射出射度和吸收率之比等于绝对黑体在一样温度下，相同波长时辐射出射度。这是基氏定律另一个说法。设M(λ,T)为物体A在波长为λ

，温度为T下辐射出射度。式中，ε称为物体A单色辐射率，或称为单色黑度系数。它表明了在一定温度和波长下，物体A辐射出射度与相同温度和波长下黑体辐射出射度之比。基尔霍夫定律说明，物体辐射能力与它吸收能力是相同温度计量测试技术第147页在全波长内，任何物体全辐射出射度等于单波长辐射出射度在全波长内积分式中，A(T)－物体A在温度T下全吸收率，

M0(T)－黑体在温度T下全辐射出射度。基氏定律积分形式为它表明了在一定温度T下，物体A辐射出射度与相同温度下黑体辐射出射度之比。普通物体εT<1，εT越靠近1,表明它与黑体辐射能力越靠近。温度计量测试技术第148页①普朗克定律(单色辐射强度定律)②维恩公式③斯蒂芬－波尔兹曼定律（全辐射强度定律，也称为四次方定律）温度计量测试技术第149页①普朗克定律(单色辐射强度定律)温度为T单位面积元绝对黑体，在半球面方向所辐射波长为辐射出射度为式中，c―光速；

h―普朗克常数，6.626176×10-34J·s；

k―波尔兹曼常数，1.38066244×10-23J/K；

C1―第一辐射常数，＝3.7418×10-16W·m2；

C2―第二辐射常数，＝1.4388×10-12m·K；

T―绝对温度。公式结构比较复杂，不过它对于低温与高温都是适用温度计量测试技术第150页②维恩公式理论上说明了黑体在各种温度下能量波长分布规律公式简单，不过仅适合用于不超出3000K温度范围黑体辐射本事是波长和温度函数，当波长一定时，黑体辐射本事就仅仅是温度函数，即上式就是光学高温计和比色高温计测温理论依据

温度计量测试技术第151页③斯蒂芬－波尔兹曼定律

（全辐射强度定律，四次方定律）温度为T绝对黑体，单位面积元在半球方向上所发射全部波长辐射出射度与温度T四次方成正比。式中，σ―斯蒂芬－波尔兹曼常数，5.66961×10-3W/(m2·K4)。上式就是辐射式温度计测温理论依据。全辐射强度定律是单色辐射强度定律在全波长内积分结果。温度计量测试技术第152页5.2光学高温计

精密光学高温计用于科学试验中精密测试；

标准光学高温计用于量值传递，比如，在物质熔点、热容量和相变点测定中使用。 光学高温计可用来测量800～32000C高温。 因为采取用肉眼进行色度比较，所以测量误差与人经验相关。 光学高温计测量温度称为亮度温度(TL)，被测对象为非黑体时，要经过修正才能得到非黑体真实温度。温度计量测试技术第153页工业用光学高温计分类隐丝式 利用调整电阻来改变高温灯泡工作电流，当灯丝亮度与被测物体亮度一致时，灯泡亮度就代表了被测物体亮度温度。恒定亮度式 利用减光楔来改变被测物体亮度，使它与恒定亮度温度高温灯泡相比较，当二者亮度相等时，依据减光楔旋转角度来确定被测物体亮度温度。因为隐丝式光学高温计结构和使用方法都优于恒定亮度式，所以应用广泛。温度计量测试技术第154页隐丝式光学高温计光学系统 红色滤波片，造成一个较窄有效波长 吸收玻璃，目标是扩展量程 目镜和物镜是一套光学系统电测系统包含指示仪表、灯泡、电源和调整电阻四部分。光学高温灯泡：标准辐射源 电源、调整电阻和指示仪表组成测量电路原理普通有电压表式，电流表式以及不平衡电桥和平衡电桥式四种。温度计量测试技术第155页WGG2-201型光学高温计1－物镜；2－吸收玻璃；3－灯泡；4－红色滤波片；5－目镜；6－指示仪器；7－滑线电阻；E－电源；K－开关；R1－刻线调整电阻温度计量测试技术第156页灯丝隐灭式光学温度计（示意图）

优点：结构简单，使用方便，测温范围广（700~3200℃），普通可满足工业测温准确度要求。缺点：人眼观察，并需用手动平衡，所以不能实现快速测量和自动统计，且测量结果带有主观性。温度计量测试技术第157页亮度温度 为了校正光学高温计测量非黑体温度比真实温度偏低偏差。定义：当被测物体为非黑体，在同一波长下光谱辐射亮度同绝对黑体光谱辐射亮度相等时，则黑体温度称为被测物体在波长为时亮度温度。左边为非黑体光谱辐射亮度，右边为黑体光谱辐射亮度温度计量测试技术第158页依据维恩公式有对上式两边取对数，并加以整理，得式中，ελT―被测物体在温度为，波长为时单色黑度系数；

T―被测物体真实温度；

TL―被测物体亮度温度。已知物体单色黑度系数，就能够经过亮度温度求出物体真实温度。温度计量测试技术第159页5.3光电高温计光学高温计是由人工操作来完成亮度平衡工作，其测量结果带有操作者主观误差。它不能进行连续测量和统计，当被测温度低于8000C时，光学高温计对亮度无法进行平衡。光电高温计是在光学高温计测量理论基础上发展起来一个新型测温仪表。它采取新型光电器件，自动进行平衡，到达连续测量目标。温度计量测试技术第160页主要特点：①采取光敏电阻或者光电池作为感受辐射源敏感元件来代替人眼观察；②采取一参考辐射源与被测物体进行亮度比较，由光敏元件和电子放大器组成判别和调整步骤，使参考辐射源在选定波长范围内亮度自动跟踪被测物体辐射亮度，当到达平衡时即可得到测量值；③在平衡式测量方式中，光敏元件只起指零作用，它特征如有改变，对测量结果影响较小，参考辐射源选取钨丝灯泡，能保持较高稳定性，所以含有较高精度和连续测量特征；④设计了手动值修正步骤，可显示物体真实温度；⑤采取新型光敏元件，测量范围宽，约为200～16000C。温度计量测试技术第161页WDL-31型光电高温计工作原理1－物镜；2－同时信号发生器；3－调制镜；4－微电机；5－反光镜；6－聚光镜；7－参比灯；8－探测元件温度计量测试技术第162页(1)瞄准光路由物镜对0.5m～处被测物体调焦成像在分划板上。经过目镜组可清楚地观察到被测物体瞄准部位1－调制镜；2－微电机；3－反光镜；4－可变光阑；5－聚光镜组；6－参比灯；7-目镜组8、9-保护窗；10－物镜；11-入射光瞳；12-衰减玻璃；13－探测元件；14-滤光片；15-保护光阑；16-分划板；17－透镜玻璃；18-出射光阑；19-保护玻璃温度计量测试技术第163页红外光硅光电池10可见光硅光电池8量程为800~℃，精度为0.5％优点：准确度高，反应速度快，测量范围宽，可测目标小，测量温度更靠近真实温度。温度计量测试技术第164页

(2)检测光路物镜将被测物体辐射能量会聚，经过衰减玻璃及与物镜光轴成450角调制镜反射，进入视场光阑孔中，由探测元件接收。(3)参比光路参比灯辐射能量经聚光灯组会聚后，经过可变光阑，由反射镜反射，再穿过调制镜叶片空间，进入视场光阑孔中，经滤波片也由探测元件接收。 随电机高速转动调制镜，对两路辐射通量作切换调制，使其交替被探测元件接收。 在参比光路中可变光阑用作黑度系数手动修正。温度计量测试技术第165页 仪器工作光谱范围由光学系统和探测元件决定。 量程范围在400～8000C及以下各量程，采取硫化铅光敏电阻作探测元件，并配合锗滤光片。光谱范围短限由锗滤光片确定，长限由光学玻璃材质物镜确定，约在1.8～2.7。峰值由探测元件确定，约为2.5。 量程范围600～10000C及以上各量程，采取硅光电池作探测元件，并配合HB850有色玻璃滤光片。光谱范围短限也由滤光片确定，长限和峰值由探测元件确定。光谱范围约在0.8～1.1，峰值约为0.95，均在红外线波长范围内。 仪器量程范围用光学衰减方式改变。 各种量程都保持参比灯工作电流在某一固定范围内改变，即在量程上限时工作电流不超出250mA。 对于低温量程，将参比灯辐射能量衰减； 对于高温量程，则将被测辐射能量进行衰减。 探测元件为硫化铅光敏电阻时，衰减玻璃选取GRB1隔热玻璃。探测元件为硅光电池时，采取LB6绿色玻璃。温度计量测试技术第166页5.4辐射温度计依据全辐射强度定理，即物体总辐射强度与物体温度四次方成正比关系来进行测量。

组成：辐射感温器和显示仪表两部分 可用于测量400～0C高温，多为现场安装式结构。为适应现场高温环境要求，可在辐射感温器外加装水冷夹套。辐射高温计测量温度称为辐射温度，被测对象为非黑体时，要经过修正才能得到非黑体真实温度。温度计量测试技术第167页热电堆结构和赔偿光阑(a):1－云母基片；2－受热靶面；3－热电耦丝；4－引出线(b):1-赔偿片；2-双金属片温度计量测试技术第168页WFT-202型辐射感温器结构1－物镜；2－外壳；3－赔偿光阑；4－座架；5－热电堆；6－接线柱；7－穿线套；8－盖；9－目镜；10－校正片；11－小齿轴温度计量测试技术第169页满足距离系数：L/D（被测物与仪表之间距离与被测对象有效直径之比）温度计量测试技术第170页辐射温度 对于辐射式温度计，它是以绝对黑体辐射能为基准对仪器进行分度，所以仪器测出值称为辐射温度。 辐射温度定义：黑体总辐射能等于非黑体总辐射能时，此黑体温度即为非黑体辐射温度。依据全辐射强度定理，总辐射能相等，则有：因为非黑体εT<1，则TF<T所以用辐射温度计测出温度要比物体真实温度低。温度计量测试技术第171页5.5比色温度计

原理：经过测量热辐射体在两个或两个以上波长光谱辐射亮度之比来测量温度。

特点：准确度高，响应快，可观察小目标(最小可到2mm)。 因为实际物体单色黑度系数和全辐射黑度系数数值相差很大，不过对同一物体不一样波长单色黑度系数和来说，其比值改变却很小。所以用比色温度计测得温度称为比色温度，它与物体真实温度很靠近，普通能够不进行校正。温度计量测试技术第172页比色温度计原理结构温度计量测试技术第173页比色温度定义：黑体辐射两个波长λ1和λ2光谱辐射亮度之比等于非黑体对应光谱辐射亮度之比时，则黑体温度即为这个非黑体比色温度TS。对于温度为黑体，在波长为λ1和λ2时光谱辐射亮度之比为取对数后有温度计量测试技术第174页能够简化为依据式(6.4.17)能够得到可深入求出物体真实温度与比色温度关系对于灰体来说，因为ελ1T

＝ελ2T

，所以T＝TS，这就是比色温度计最大优点式中温度计量测试技术第175页6实用测温技术温度计量测试技术第176页

实用测温技术理想：接触式测温感温元件输出能反应对象真实温度，必须满足以下条件：①热力学平衡条件动态响应速度快实际：温度计被测对象周围环境热交换热交换负误差正误差如热电偶热接点温度——近似！温度计量测试技术第177页热传导基本概念时间上：非稳定温场、稳定温场：空间上：三维、二维、一维温场我们要研究是一维稳定温场！温度场

任一时间，物体（或空间）各点温度分布情况。数学描述：6.1低速气流温度测量及导热误差分析温度计量测试技术第178页等温线和等温面温场中，同一时刻，温度相同点所组成线或面。

特点：空间任一点在某一瞬间不能同时有两个不一样温度存在，即等温线不能相交（类似于磁场中磁力线）。热传导基本概念温度计量测试技术第179页温度梯度：一个向量，与传热方向恰好相反。特点：沿等温面无热量传递；沿和等温面相交任何方向，有热量传递与等温面垂直方向温度梯度最大。热传导基本概念温度计量测试技术第180页傅立叶定律单位时间内传导热量（导热速率），与温度梯度与传热面积成正比导热系数温度计量测试技术第181页导热系数温度计量测试技术第182页导热系数温度计量测试技术第183页对热流体：对冷流体：对流传热速率——牛顿冷却定律温度计量测试技术第184页1、流体状态：是否有相变。有相变时对流传热系数比无相改变时大多；2、流体物理性质：密度р、比热cp、导热系数λ、粘度μ等；3、流体运动情况：层流、过渡流或湍流；4、流体对流情况：自然对流，强制对流；5、传热表面形状、位置及大小：如管、板、管束、排列方式、垂直或水平放置等。影响对流传热系数主要原因复杂问题简单化表示温度计量测试技术第185页马赫数(流速比)：流体流动速度(v)和声音在该流体内传输速度(c)之比，称为马赫数(M)，M=v/c在气流速度比较低（马赫数Ｍ＜0.2）时，气动力原因对接触式测温影响能够忽略不计，且气流管道或容器保温很好，管壁温度与气流温度相近。此时，气流将以对流传热方