测量技术中的温度检测

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1、第10章温度的测量TemperatureMeasurement10.0序(Introduction)10.1温度标准和测量方法(TemperatureStandardandItsMeasuringMethod)10.2热电偶温度计(ThermocoupleBasedThermometer)10.3热电阻温度计(Thermo-ResistorBasedThermometer)10.4非接触式测温法(Non-contactedMeasuringofTemperature)返回温度是国际单位制中七个基本物理量之一。温度的宏观概念是表示物体的冷热程

2、度，当两个物体互为热平衡时其温度相等。温度的微观概念是大量分子运动的平均强度的表示。分子运动愈激烈，其温度表现越高。10.0序(Introduction)10.1温度标准和测量方法(TemperatureStandardandItsMeasuringMethod)10.1.1温度的测量方法接触式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。非接触测温通过辐射进行热交换，可避免接触测温法的缺点，具有较高的测温上限。此外，非接触测温法热惯性小，便于测量运动物体的温度

3、和快速变化的温度。但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。温度测量可分为接触式和非接触式测量。接触式测温直观可靠。但因测温元件与被测介质之间的热交换需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象；受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。感温元件会影响被测温度场的分布，接触不良等也会带来测量误差。另外，腐蚀性介质对感温元件的性能和寿命会产生不利影响。测量方式仪表名称测温原理精度范围特点测温范围/℃接触式测温仪表双金属温度计固体热膨胀变形量随温度变化1~2.5结构简单，指示清楚，读数方便；精度较低，

4、不能远传-100~600一般-80~600压力式温度计气(汽)体、液体在定容条件下，压力随温度变化1~2.5结构简单可靠，可较远距离传输<50m；精度较低，受环境温度影响较大0~600一般0~300玻璃管液体温度计液体热膨胀体积量随温度变化0.1~2.5结构简单，精度较高；读数不便，不能远传-200~600一般-100~600热电阻温度计金属或半导体电阻值随温度变化0.5~3.0精度高；便于远传；需外加电源-258~1200一般-200~650热电偶温度计热电效应0.5~1.0测温范围大，精度高，便于远传；低温测量精度较差-269~2800

5、一般200~1800接触式与非接触式测温方法及其特点温度标准和测量方法(2/7)测量方式仪表名称测温原理精度范围特点测温范围/℃非接触式测温仪表光学高温计物体单色辐射强度及亮度随温度变化1.0~1.5结构简单，携带方便，不破坏对象温度场；易产生目测主观误差，外界反射辐射会引起测量误差200~3200一般600~2400辐射高温计物体全辐射能随温度变化1.5结构简单，稳定性好，光路上环境介质吸收辐射，易产生测量误差100~3200一般700~2000（续）温度标准和测量方法(3/7)10.1.2温标及其传递用来度量物体温度数值的标尺叫温标。温

6、标规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标和国际温标等。摄氏温标在标准大气压下，纯水冰点为0摄氏度，沸点为100摄氏度，中间等分成100格，每格1摄氏度，符号为℃。华氏温标将纯水的冰点规定为32度，沸点为212度，中间等分成180格，每格1华氏度，符号为℉。热力学温标热力学温标又称开氏温标，或绝对温标，其单位为开尔文（符号为K）。它是与测温物质的物理性质无关的一种温标，已被采纳为国际统一的基本温标。温度标准和测量方法(4/7)根据热力学的卡诺定理有：Q1—热源在温度为T1时放

7、出的热能；Q2—温度为T2的冷源所吸收的热能。1954年国际计量大会决定采用水的三相点作为热力学温标的基本固定点，并定义该点的温度为273.16K，相应的换热量为Q参。则有理想的卡诺循环实际上是不存在的，所以热力学温标是一种理论的温标，不能付诸实用。温度标准和测量方法(5/7)国际温标在1990年的国际温标中指出，热力学温度是基本物理量。并定义水的三相点热力学温度为273.16K。在ITS90中同时使用国际开尔文温度（符号为T90）和国际摄氏温度（符号为t90），其关系为t90=T90－273.15式中：T90的单位为开尔文（K）；t90的

8、单位为摄氏度（℃）。为了保持温度量值的统一，并与国际实用温标相一致，测温仪器应定期按规定进行检定，我国温度的最高基准由中国计量科学院保存。温度标准和测量方法(6/7)绝对热力学温