测试技术第章温度测量学时试讲用.ppt

1、本章学习要求：1 .温标和温度计的分类；2.热电偶温度计和热电阻温度计的测温原理；3.光辐射温度计的测温原理；4.其他温度计的温度测量原理。1.温度测量概述。1.温度，温标：它是一个物理量，代表物体的冷热程度。从分子运动理论的观点来看，温度也是物体内部分子运动平均动能的一个度量符号。温度标度：用来测量温度的标度叫做温度标度。摄氏温标和华氏温标、热力学温标和国际温标被广泛使用。摄氏刻度：规定纯水在标准大气压下的熔点为0，水的沸点为100，中间分为100个隔间，每个隔间为1。华氏温标：规定在标准大气压下，纯水的熔点为32度，水的沸点为212度，中间有180个隔间，每个隔间为1华氏度，符号为。摄氏温

2、度标度和华氏温度标度之间的关系是：热力学温度标度：也称为开尔文温度标度(K)或绝对温度标度，它规定分子运动停止时的温度是绝对零度。卡诺定理：温度标度的确定：开尔文温度规定水在标准大气压下的三相点温度为273.16k；沸点的三相点分为100等份，每等份记录为1k；三相点以下的273.16千被设置为绝对零度，记录为0 K，符号：T.绝对温标t和摄氏温标t之间的关系是Tt 273.15。国际温标： its 90(1990年国际温标)是一种符合热力学温标且使用简单的温标。国际计量委员会推出了一系列用于各种温度测量范围的标准温度测量元件，并使用它们来确定温度范围，这就是所谓的国际温度范围。ITS-90的

3、基本内容如下：(1)重申国际实用温标单位仍为k；国际摄氏温度与国际实际温度的关系如下：整个温标分为四个温度区，相应的标准仪表如下：0.655.0K，使用3He和4He蒸汽温度计；3.024.5561K，带3He和4He定容气体温度计；13.803K961.78，使用铂电阻温度计；961.78以上，使用光学或光电高温计；重新确定和规定了17个固定点的温度值，并根据这些固定点和规定的插值公式，借助标准仪表刻度，实现了整个热力学温度标度。2.温度计的分类根据温度测量仪器的用途，温度计可分为两类：接触式和非接触式。(1)接触法当两个物体接触并在足够长的时间后达到热平衡时，它们的温度必须相等。如果其中一

4、个是温度计，它可以用来测量另一个物体的温度，这就是所谓的接触法。特点：温度计应与被测物体有良好的地热接触，使其达到热平衡。热电偶型、热电阻型和膨胀型温度计，(2)非接触法，利用物体的热辐射能量随温度变化的原理来测量物体的温度。特点：不与被测物体接触，不改变被测物体的温度分布，热惯性小。总辐射高温计、单色高温计和比色高温计。2.1热电偶、2触点温度计，利用热电效应来测量温度，两种不同的金属甲和乙形成一个闭合回路，当两个触点端子T0、T T时，回路中会产生热电势。热电效应，1。测量原理，接触电势，a，b，电子扩散方向，温差电势，电子扩散方向，方向，T，t0，总电势，结论：热电偶如果冷端温度T0可以

5、固定，总电势将只有一个单一的值，热电偶温度测量的四个基本定律，2)中间导体定律，然后，3)中间温度定律，然后，如果回路中导体A和导体A、B and B的材料相同，热电偶回路中的总热电势可以表示为：结论1:这表明当热电偶参考端的温度为t00时，只要热电势E(t，t0)可以被测量，并且t0。假定参考温度为T030，从EEU(T，T0)测得的热电势为33.29毫伏，并计算出气体温度。解决方法：检查镍铬镍硅热电偶分度表，得到EEU (30，0)=1.2毫伏.Eeu (t，0)=eeu (t，30) eeu (30，0)=33.29 1.2=34.49 mv。根据得分表，T=829.5。结论2:如果连接

6、导线A和B的热电势与热电偶A和B的热电势相同，即总热电势为：可以用廉价的补偿导线代替贵金属导线，热电偶的参考端子可以从温度波动的地方延伸到远处温度稳定的地方。补偿导体，4)标准电极定律，例如：求钼钨热电偶的热电势(热端100，冷端0):钼和铂的热电势为1.31毫伏。钨和铂的热电势为0.79毫伏，钼和钨的热电势为1.31(0.79)毫伏=0.52毫伏，热电偶类型，2，热电偶类型和结构， 八个国际热电偶：B:铂铑30铂铑6 R:铂铑13铂S:铂铑10铂K:镍铬镍硅n3360镍铬硅镍硅E:镍铬铜镍j3360铁铜镍T:铜铜镍，用于制造铂热电偶的各种铂热电偶丝，热电偶工作端，固定螺纹，不锈钢。 接线盒、

7、热电偶结构、普通装配热电偶、安装螺纹、安装法兰、柔性安装铠装热电偶、法兰、铠装热电偶可达百米、薄壁金属保护套(铠装)、绝缘材料、铠装热电偶截面、隔爆型热电偶、厚壁保护管、压铸接线盒等。问题导致热电偶校准表代表冷端温度为0时的热电势-温度关系，与热电偶配套使用的显示仪表是根据这种关系校准的。解决方案，冰浴法，冷端温度校正法，补偿线法，补偿电桥法，3。热电偶冷端温度补偿，1)冷端恒温法(冰浴法)，适用于精确测量和实验室热电偶校准，2)校正公式(中间温度定律)，冷端温度校正方法，假设冷端温度始终为t0(t00)实测温度。被测温度t的热电势，仪器机械调零法，将显示仪器的机械调零调整到t0，相当于在输入

8、热电偶热电势之前，将电位E(t0，0)输入到显示仪器，用螺丝刀调整仪器面板上的“机械调零”，使指针指向温度t0的刻度(图中为40)。机械零点、指针预设在室温(40)以补偿冷端损耗，3)补偿线法(热电偶冷端温度变化较大时采用的补偿方法)，原理：在一定温度范围内，使用一对具有与匹配热电偶相同热电特性的绝缘层的廉价金属线作为补偿线。回路总热电势为e=eab (t，t0) eab (t0，t0)，e=eab (t，t0)，eab (t0，t0)=eab (t0，t0)，a，b，屏蔽层，保护层，4)，补偿电桥法(。当工作端温度不变时，如果冷端温度在一定范围内变化，总热电势不会受到影响。确保温度计的指示值等于测量值。热电偶测量电路，热电偶反向连接(差动热电偶):测量温差，温度测量要求(1)补偿线的冷端温度相同(2)热电势E和温度T呈线性，4。热电偶温度直流电位器：采用测量方法，将被测量与已知标准量之差调零。工作电流标准化：(工作电路)调整工作电流Rs以改变电流I，使EN=IRN，检流计指零。测量电流调零：(测量电路)调整电阻片RABC，使电流计调零。摘要：