热工测量复习提纲

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1、温度测量●温度的宏观概念：冷热程度的表示，互为热平衡的两物体，其温度相等。处于热平衡状态的所有热力学系统都具有共同的宏观性质，用温度表示此性质，一切互为热平衡的系统具有相同的温度。●温度的微观概念：概念：大量分子运动的平均强度；特征：分子运动愈激烈其温度表现越高。●温标的作用：不同物质的不同物理特性与温度有着不同的关系，即使用同一物质的不同特性，或不同物质的同一种特性对同一个温度进行测量，也会得出不同的量值，这就需要建立统一的标准温度单位，即温标。种类：经验温标(摄氏、华氏和列氏(°Re))，热力学温标，绝对气体温标，国际实用温标。【摄氏华氏】：t[℉]=t[℃]9/

2、5+32;【热力学温标】与选用的测温介质性质无关，克服了经验温标随测温介质而变的缺陷，故称它为绝对热力学温标。由此而得的温度称为热力学温度，成为温度测量的基准。●接触式测温仪器:测温元件直接与被测对象相接触，两者之间进行充分的热交换，最后达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。优点：直观可靠。缺点：感温元件影响被测温度场的分布；接触不良等带来测量误差；高温和腐蚀性介质影响感温元件的性能和寿命。膨胀式温度计：液体膨胀式温度计、固体膨胀式温度计、压力式温度计；热电式温度计：热电偶、P-N结温度计；电阻式温度计：金属热电阻温度计、半导体热敏电阻

3、温度计。非接触式温度计以可见光辐射为基础，可分为辐射温度计、亮度温度计和比色温度计。●热电偶温度计：■热电偶温度计测量原理：热电效应（贝赛克效应）：两种不同材料的金属丝两端牢靠地接触在一起，组成闭合回路，当两个接触点（结点）温度T和T0不相同时，回路中即产生电势，并有电流流通，这种把热能转换成电能的现象称为热电效应。【回路电势：热电势。两金属丝：偶极或热电极。两个结点中与被测介质接触的一个称为工作端（热端），另一个称为参考端（或自由端、冷端）。】■接触电势（珀尔帖电势，EAB(T)）：两种导体相接触，由于导体内的自由电子密度不同，电子密度大的向小的扩散；■温差电势（汤

4、姆逊电势，E(T0,T)）：单一金属导体，两端的温度不同，则两端的自由电子具有不同的动能。温度高向低的一端扩散。失去电子的一端就处于正电位。两端形成电位差，称为温差电势；■总热电动势：EAB(T0,T)=f(T0)-f(T)；■热电偶总结：1、热电偶回路热电势的大小，只与组成热电偶的材料和材料两端连接点处的温度有关，与热电偶丝的直径、长度及沿程温度分布无关。2、只有用两种不同性质的材料才能组成热电偶，相同材料组成的闭合回路不会产生热电势。3、热电偶的电极材料确定后，热电势的大小只与热电偶两端接点的温度有关。如果T0已知且恒定，则f(T0)为常数。回路总热电势量EAB(

5、T,T0)只是温度T的单值函数。■热电偶回路的基本定律：1、均质导体定律8：均质材料构成的热电偶，其热电动势大小只与材料及结点温度有关，与热电偶的尺寸大小、形状及沿电极的温度分布无关。材料如果不均匀、由于温度梯度的存在，会产生附加电动势。2、中间导体定律：在热电偶回路中接入第三种材料的导体时，只要其两端温度相等，总回路电势不变。用途：接入仪表测量线。3、中间温度定律：在热电偶回路中，两接点温度为T、T0时的热电动势，等于该热电偶在接点温度为T、Tn和Tn、T0时热电动势的代数和，即EAB(T0,T)=EAB(T,Tn)+EAB(Tn,T0);补偿导线补偿导线补偿导线补

6、偿导线补偿导线补偿导线补偿导线补偿导线4、标准电极定律(连接导体定律)：两种导体A、B分别与第三种导体C组成热电偶，如果A、C和B、C热电偶的热电动势已知，则导体A、B组成的热电偶产生的电动势为：EAB(T,T0)=EAC(T,T0)-EBC(T,T0);■使用补偿导线的理论依据：中间温度定律和标准电极定律■常用热电偶的材料、特点、适用范围：1、铂铑10-铂热电偶分度号为“S”。正极是铂铑丝(铂90%，铑l0%)，负极是纯铂丝。测温范围为0~1700℃。国际温标中规定它为630.74~1064.43℃温度范围内复现温标的标准仪器。常用作标准热电偶或用于高温测量。2、铜

7、-康铜热电偶分度号为“T”。正极是铜，负极是铜镍合金。测温范围为-200~+400℃。特点是精度高，在-200~0℃范围内，可制成标准热电偶。3、铂铑30-铂铑6热电偶分度号为“B”。4、镍铬-镍硅热电偶分度号为“K”。测温范围为-200~+1300℃。5、镍铬-康铜热电偶分度号为“E”。测温范围为-200~+1000℃。6、铁-康铜热电偶分度号为“J”。测温范围为-200~+1300℃。■热电偶的材料、特点：1、输出较大的热电势，热电势和温度之间尽可能线性关系；2、能应用于较宽的温度范围；3、物理化学性能、热电特性都较稳定，即要求有较好的耐热性、抗