温标、温度测量及控制.ppt

温度测量,常用温度计按工作方式分类：膨胀式、压力式、电阻式、电偶式、光学式按热传递方式分类：接触式、非接触式1、水银温度计适用范围：－35～360℃，750℃(用石英或硬质玻璃管并充入惰性气体) 分度值：2℃、1℃、0.5℃、0.2℃、0.1℃（精密温度计）贝克曼温度计的分度值为0.01℃使用水银温度计时须做以下校正：(1)读数校正：①以高纯物质的相变温度为标准进行校正②以标准温度计为标准作图进行校正2)露出(茎)校正：使用全浸式温度计时须进行该项校正(半浸式水银温度计不需校正)校正公式为：,式中：K－水银对玻璃的相对膨 胀系数n－露出长度，以温差表示 t’－温度计在体系与环境间的刻度值2、热电偶温度计一对不同金属导线的组合测温原理 ：,εA(t,t0):温差电势与材料的特性及温度有关εAB(t):接触电势与两材料的特性及温度有关为建立回路电势EAB(t)与温度t间的关系，须确定C值，称为自由端的温度补偿，常用以下两种方法：,,(1)自由端恒温法定义：εAB(0)＝0，这时：EAB(t)＝εAB(t)，即EAB(t)随温度的变化呈现线性变化，作出EAB(t)与t的关系图即工作曲线将工作端放入热源中，测出回路电势值，查工作曲线即可得到热源的温度值。

工作曲线： 线路连接图为：,(2)自由端温度校正法将自由端置于室温下，工作端放入热源中，测出回路电势值，查工作曲线即可得到热源与室温的温度差值即： t查＝t热源－t室温 t热源＝t查＋t室温,线路连接图为：,由于通常室温变化较大，因此，在精密测温时，通常采用自由端恒温法，在温度测量精度要求不高的测量中，可采用自由端温度校正法在与电势测量仪进行连接时，须引入第三种导体，第三种导体对回路电势的影响称为中间导体定律：,即：引入第三种导体 C时，只要第三种导体 C两端温度相同，对回路总电势无影响该定律称为中间导体定律对热电偶温度计的要求：物理、化学性能稳定、热电性能好、电阻温度系数小、导热率高、热容小、有良好的机械加工性能、价廉热电偶温度计的优点：①灵敏度较高：±0.01℃，若将热电偶组成热电偶堆，灵敏度可达±0.0001℃； ②复现性好；③量程宽； ④非电量变换常用的热电偶温度计：(1)镍铬～镍硅(铝)测量温度：0～1100℃，短时间使用，最高可到1300℃电势变化为：0～45.108mV(0～1100℃)分度号为EU－22)铂铑(10％)～铂测量温度：0～1300℃，短时间使用，最高可到1600℃。

电势变化为：0～16.771mV(0～1600℃)分度号为LB－33、电阻温度计利用金属或半导体本身的电阻和温度的关系制成的温度计金属：具有正的温度系数常用的有：铂、铜、镍特别是铂具有良好的低温特性在低温区用作标准温度计半导体：具有负的温度系数半导体本身的电阻与温度间是非线性关系，但当温度变化很小时，可以看作是线性关系，常用做温差温度计电阻温度计的标定同热电偶温度计4、精密数字温差计利用铂电阻测量温度差的电子仪器，只能测量温度差，不能测量温度绝对值精度：0.001℃；测量范围±19.9995、光学高温计对高温测量，接触式温度计的应用受到很大的限制，在金点以上，一般均利用黑体辐射时辐射能量或辐射波长与温度之间的函数关系，设计出各种光学温度计式中，ε是物体的辐射系数，它因物体的材料 表面性状而异，绝对黑体的ε绝对＝1，C1、C2均为常数物体辐射的能量E与波长λ、温度T之间遵循普朗克公式：,对应于不同的温度，可以得到一条条能量～波长分布曲线，如图所示：,,但要测量辐射能量的绝对值是比较困难的，如能测定两个温度下辐射能量的比值，从某一已知温度也可以求算出另一温度来 例如，测定金点温度TAu和某一温度T时，黑体辐射波长λ的辐射能量ETAu和ET，就可求出待测温度T来。

式中，C2＝0.014388 m.K。