温度的测量与控制.ppt

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1、温度的测量与控制新乡学院化学与化工学院物理化学教研室第一节温标1.1测温的基本依据：热力学第零定律TA=TBTA=TB=TC1.2温标温标：温度的标准量或温度的数值表示方法。确立一种温标，需要确定以下三点：1.测量物质的选择；2.固定点的选择；3.温度值的划分。常见温标之一——摄氏温标使用较早，应用方便；用t表示，单位℃；测量物质：水固定点的选择：在标准压力下，水的凝固点（0℃）和沸点（100℃）温度值的划分：在以上两点之间一百等分。常见温标之二——热力学温标1848年，由开尔文提出，建立在卡诺循环基础上，与测温物

2、质无关，是一种理想温标；用T表示，单位K；测温物质：水；固定点：使用单一固定点—水的三相点（273.16K）温度值的划分：1K是水的三相点热力学温度的1/273.16。T-t之间的对应关系：T/K=t/℃+273.15常见温标之三——华氏温标1712年，德国物理学家华伦凯特提出；用tF表示，单位℉；测温物质：水；固定点：标准大气压下，水的冰点为32℉，水的沸点为212℉；温度值的划分：在以上两点间180等分；tF-t之间的对应关系：tF/℉=（9/5t）/℃+32第二节温度计原理：测量的物理性质都与温度成函数关系而

3、又能严格复现，根据这些特性设计并制作成各类温度计。如体积，长度，压力，电阻，温差电势，频率和辐射波长等。2.1温度计的分类按测量方式分类：接触式和非接触式按用途分类：温度测量和温差测量温度计分类测温属性举例可用的温度范围℃液体膨胀温度计液柱高度酒精温度计汞温度计-30~300-35~600热电偶热电势铂铑-铂热电偶镍铬-镍硅热电偶-110~1500-200~1100电阻温度计电阻铂电阻温度计热敏电阻温度计-260~1100蒸气压温度计蒸气压氧蒸气压温度计低温接触式温度计2.2汞温度计构造：玻璃，水银。量程：0—50

4、℃，100℃，200℃，250℃，300℃，360℃，最大可达600℃（石英玻璃）；最小温度区间：2℃，1℃，0.5℃，0.2℃，0.1℃等。汞温度计的校准（1）(1)读数校正零点校正——以纯物质的熔点作为标准进行校正定点校正——以标准水银温度计为标准，与待校正的温度计同时测定某一体系的温度，将对应值一一记录，做出校正曲线汞温度计的校准（2）(2)露茎校正：汞温度计的校准（2）请思考以下问题：什么条件下要进行露茎校正？为什么要进行露茎校正？怎样进行露茎校正？汞温度计的校准（2）露茎校正——水银温度计如不能全部浸没在

5、被测体系中，则因露出部分与体系温度不同，必然存在读数误差，因此必须进行校正。汞温度计的校准（2）t测为温度计的读数值；t环为露出汞柱的平均温度，由辅助温度计读出;n为露出待测体系外部的水银柱长度，以温度差值表示；k为水银相对于玻璃的膨胀系数，使用摄氏度时，k=0.00016K-12.3温差温度计——贝克曼温度计测量体系温度范围在－20～150℃内的微小温差变化；一般只有5℃量程；它的最小刻度为0.01℃，用放大镜可以读准到0.002℃，测量精度较高；需调节才能适合使用。2.4温差温度计——精密温差测量仪代替贝克曼温

6、度计用来测量微小温度差的仪器是精密温差测量仪。测量原理为：温度传感器将温度信号转换成电压信号，经过多极放大器后传至显示器；常见型号的主要技术指标：准确度±0.02℃～±0.001℃，测量温差的范围－20～＋80℃。2.5热电偶温度计热电偶是目前工业测温中最常用的传感器，这是由于它具有以下优点：灵敏度高，可达10-4℃；测温范围广，在－270～2800℃范围内有相应产品可供选用；结构简单，使用维修方便，可作为自动控温检测器等。热电偶温度计的工作原理接触电势ε：取决于两种不同材料的性质；温差电势E：E=f(ε，∆T）=

7、f(∆T）=f(T1）热电偶的应用示意图2.6电阻温度计金属电阻温度计：常用铂电阻，采用精密的测量技术可使测温精度达到0.001℃；可配合电桥或适当的仪表材料温度。热敏电阻温度计：采用Fe,Ni,Mo,Ti,Mg,Cu等金属氧化物为原料熔结而成，灵敏度可达0.001℃；常与恒灵敏度测温电桥配合使用。2.7非接触式温度计不直接接触被测物质，利用被测物质所反射的电磁辐射，根据其波长分布或速度和温度之间的函数关系进行温度的测量。例：光电温度计是利用被测物体所发生的光讯号被接收后转换成电讯号，根据电讯号的强弱表示出被测物体

8、的温度。除此之外还有：光学高温计、红外光电温度计等。特点：不干涉被测体系，无滞后现象，但测温精度较差。第三节温度的控制恒温控制可分为两类：利用物质的相变点温度来获得恒温，但温度的选择受到很大限制；利用电子调节系统进行温度控制，此方法控温范围宽、可以任意调节设定温度。恒温槽的结构浴槽——恒温介质；加热器；搅拌器；控温仪；温度传感器；普通温度计;精密温度计。恒温