温度测量基础知识

根底学问一、温度测量的根本概念1、温度定义：温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的根本单位。LI前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际有用温标。摄氏温标(°C)o100度，中间划1001度,符号为°C。华氏温标(°F)32212度，中间划1801度符号为°F。T)K),或确定温标，它规定分子运动停止时的温度为确定零度。国际温标：国际有用温标是一个国际协议性温标，它与热力学温标相接近，而且复现精度高，使用便利。U197515届国际权度大会通过的《1968年国际有用温标-1975年》，记为：IPTS-68(REV-75)。但由于IPTS-68温度存在肯定1819891990年ITS-90,ITS-90IPS-68199411ITS-90国际温标。1990年国际温标：、温度单位:热力学温度是根本功手物理量，它的单位开尔文，定义为水三1/273.16,273.15K(冰点)的差值来表示温度，因此现在仍保存这个方法。依据定义,摄氏度的大小等于开尔文，温差亦可用摄氏度或开尔文来ITS-90T90)和国际摄氏温度(符号190)obITS-90的通则:ITS-90ill0.65K向上到普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的最高温度。ITS-90T的最正确佔T90的测量要方便的多，而且更为周密，并且有很高的复现性。cITS-90的定义：0.65K5.00K之间,T90ill3He4He的蒸汽压与温度的关系式来定义。3.0K到氛三相点(24.5661K)T90是氨气体温度计来定义。第三温区为平衡氢三相点(13.8033K)到银的凝固点(961.78°C)之间，T90是由钮电阻温度计来定义，它使用一组规定的定义内插法来分度。银凝固点(961.78°C)以上的温区,T90是按普朗克辐射定律来定义的，复现仪器为光学高温汁。温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表比较简洁、牢靠、测量精度较高;但因测温元件与被测介质需要进展充分的热交金刚，需要肯定的时间才能到达热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测量元件不需要与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反响速度一般也比较快;但受到物体的放射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并依据肯定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常山敬感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按肯定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和掌握等要求。它是实现自动检测和自动掌握的首要环节。〔一〕、现代传感器在原理与构造上千差万别，如何依据具体的测量!_!的、测量对象以及测量环境合理选用传感器，是在进展某个量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。1、依据测量对象与测量环境确定传感器的类型:要进展一个具体的测量工作，首先要考虑承受何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。由于，即使测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，那一种原理的传感器更为适宜，则需要依据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下具体问题:量程的大小;被测位置对传感器的体积要求;测量方式为接触式或非接触式;信号的引出方法，有线或是非接触测量;传感器的来源，是进口还是国产的，价格能否承受,还是自行研制。2、灵敏度的选择:通常，在传感器的线性范用内，期望传感器的灵敏度越高越好,因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号才比较大有利于信号处理。但要留意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也简洁混入，也会被放大系统放大,影响测量精度，因此要求传感器本身具有很高的信躁比，尽量削减从外界引入的厂忧信号。传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器,假设被测量是多维向量,则要求传感器的穿插灵敏度越小越好。3、频率响应特性:传感器的频率响应特性打算了被测量的频率范用，必需在允许频率范圉内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有肯定的延迟,期望延迟越短越好。传感器的频率响应高，可测的信号频率范兩就宽，而山于受到构造特性的影响,机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。在动态测量中，应依据信号的特点〔稳态、随机等〕响应特性，以免产生过火的误差。4、线性范围:传感器的线性范围是指输出与输入成正比的范围。从理论上讲,在此范围内，灵敏度保持定值，传感器的线性范用越宽，则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。但实际上,任何传感器都不能保证确定的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在肯定的范围内可以将非线性误差较小的传感器近似看作线性，这会给测量带来极大的便利。5、稳定性:传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的力量称稳定性。影响传感器长期稳定的因素除传感器本身构造外,主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必需要有较强的环境适应力量。在选择传感器之刖，应对其使用环境进展调查，并依据具体的使用环境选择适宜的传感器,或实行适当的措施，削减环境影响。在某些要求传感器能长期使用而乂轻易更换或标定的场合,所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。6、精度:精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必选得过高,这样就可以在满足同一测量的诸LI的是定性分析的，选用重复精度高的传感器即可，不宜选用确定量值精度高的；假设是为了定量分析，必需得准确的测量值,就需选用精度等级能满足要求的传感器。对某些特别使用场合，无法选到适宜的传感器，则需自行设讣制造传感器，自制传感器的性能应满足使用要求。〔二〕测温器：1、热电阻:热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中钳热电阻的测量精度是最高的，它不广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。①热电阻测温原理及材料:热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进展温度测量的。热电阻大都山金属材料制成，U前应用最多的是钳和铜，此外，现在已开头承受错、傑、猛等材料制造热电阻。②热电阻测温系统的组成:热电阻测温系统一般山热电阻、连接导线和数码温度掌握显示表等组成。必需留意两点：“热电阻和数码温度掌握显示表的分度号必需全都;为了消退连接导线电阻变化的影响，必需实行三线制接法。”2、热敏电阻:\TC热敬电阻器，具有体积小，测试精度高，反响速度快，稳定牢靠，抗老化,互换性，全都性好等特点。广泛应用于空调、暖气设备、电子体温计、液位传感器、汽车电子、电子台历等领域。3、热电偶:热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质影响。②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600°C均可连续测量，某些特别热电偶最低-269°C(如金铁傑洛)，最高可达+2800°C(如鹄-铢)。③构造简洁，使用便利。热电偶通常是山两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来格外便利。.热电偶测温根本原理AB焊接起来,构成一个闭合回路。当导体A和B12之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流，这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。.热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特别场合的测量。198811IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。〔3〕.热电偶冷端的温度补偿山于热电偶的材料一般都比较贵重〔特别是承受贵金属时〔自111端延长到温度比较稳定的掌握室内，连接到仪表端子上。必需指出，热电偶补偿导线的作用只起延长热电极，使热电偶的冷端移动到掌握室的仪表端子上，它本身并不能消退冷端温度变化对测tOHO°C时对测温的影响。在使用热电偶补偿导线时必需留意型号相配，极性不能接错,补偿导线与热电偶连接100°Co四、我国在温控领域的八大进展步伐,加大具有自主学问产权局部的开发研制及产业化的力度，取得了显著的进展。其中，值得提出的重大科技进展主要包括以下八个方面：先进工业自动化仪器仪表及系统实现了模块化与全数字集成,到达产业化要求,广泛学问产权方向迈出了坚实的一步。智能式系列测试仪器与自动测试系统的争论及产业化水平大幅度提高，组建了航空航天测试、机电产品测试、家用电器测试、地震监测、气象探测、环境监测等各行业的自动测试系统。总体水平到达国外先进产品水平，而售价明显低于国外产品。微波毫米波矢量网络研制成功及批量生产，标志着我国成为继美国之后世界其次个能生产此类高精尖仪器的国家。争论开发出有自己特色的纳米测控及微型仪器，碳纳米管的定向制备及构造与物理性质的探测居世界领先地位。完成完整的电学量子标准和1.5X10-5级国家电能标准装置，使我国电计量 标准处于国际先进水平。开展了具有自主学问产权的科学仪器攻关，提升了我国科学仪器的整体水平。建立了产学研相结合、国内外相结合的进展机制，拓宽了科学仪器的应用领域，如开发成功海关防伪票证的光谱仪器，在全国海关推广后，累计查获假票证价值540亿元,为13%提高到“九五“25%。高强度聚焦超声肿瘤治疗系统研制成功并批量生产，超声医疗仪器在肿瘤无创治疗方面具有国际领先优势。五、液晶屏三怕一、怕水LCDo固然,一旦发生这种状况也不要惊慌失措。如在开机前觉察只是屏幕外表有雾气,用软布轻轻擦掉就可以了。然后再LCD,LCD放在温和的地方。比方说台灯下，将面的水分蒸发掉。假设发生屏幕“泛潮”的状况比较严峻时，一般用户还是打请效劳商帮助解决，由于