温度标准与测量方法

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1、http://202.112.154.83/zskj/4018/%BF%CE%BC%FE%B9%E2%C5%CC/NEUTEST/main/index.htm11.1  温度标准与测量方法温度的测量方法通常分为两大类，即接触式测温法和非接触式测温法。表11.1列出了两种测温方法的优缺点。表11.1接触式与非接触式测温方法比较　接触式非接触式必要条件感温元件必须与被测物体相接触;或感温元件与被测物体虽然接触，但后者的温度不变。感温元件能接收到物体的辐射能。特点不适宜热容量小的物体温度测量；不适宜动态温度测量；便于多点，集中测

2、量和自动控制。被测物体温度不变；适宜动态温度测量；适宜表面温度测量。测量范围适宜1000℃以下的温度测量.适宜高温测量.测温精度测量范围的1%左右.一般在10℃左右.滞后较大.较小.   温标是温度量值的表示法。只有确定了温标，温度测量才有实际意义。   要确定温标，首先应规定一系列恒定的温度作为固定点。通常用纯物质的三相点、沸点、凝固点和超导转变点等作为温度计量的固定点，并赋予固定点一个确定的温度。由固定点、测温仪器以及内插公式构成了温标的主要内容。接触式测温   接触式测温是使被测物体与温度计的感温元件直接接触，使其温

3、度相同，便可以得到被测物体的温度。   接触式测温时，由于温度计的感温元件与被测物体相接触，吸收被测物体的热量，往往容易使被测物体的热平衡受到破坏。所以，对感温元件的结构要求苛刻，这是接触法测温的缺点，因此不适于小物体的温度测量。非接触式测温   非接触式测温是温度计的感温元件不直接与被测物体相接触，而是利用物体的热辐射原理或电磁原理得到被测物体的温度。   非接触法测温时，温度计的感温元件与被测物体有一定的距离，是靠接收被测物体的辐射能实现测温，所以不会破坏被测物体的热平衡状态，具有较好的动态响应。但非接触测量的精度较低

4、。测温仪器   固定点被确定后，要选定一种测温物质制成测温仪器，即温度计，作为实现温标的仪器。   在自然界中，许多物质的物理性质随温度的改变而发生变化，正确利用这些性质，就可以制造出不同用途的温度计。例如，利用水银的体积随温度变化而相应变化的特性，制成水银温度计，利用铂丝的电阻值随温度变化的特性，制成铂电阻温度计等。内插公式   在固定点的温度值确定之后，用来确定任意点温度值的数学关系式，称为内插公式。   例如：假定某一测温变量y与温度t的变化呈简单线性关系。即:　y=Kt+C（11.1）式中：K为比例系数；C为常数，

5、即初始值。   当已知两个固定点的温度值t1和t2及其相对应的测温变量值y1和y2，则:（11.2）   K和C确定后，根据内插公式，就可以通过测温变量y求得相应的温度值t，即:（11.3）   温标的种类很多，历史上曾出现过华氏温标、列氏温标、摄氏温标等经验温标，还有以热力学理论为基础的热力学温标和便于实测的国际实用温标。   目前所使用的是1968年国际实用温标的1975年修订版[IPTS-68（75）]，这是我国所采用的温度量值的法定标准，所有温度计量必须依此为准。   IPTS-68明确规定：热力学温度是基本温度，

6、符号为T，其单位为开尔文，符号为K。定义为水的三相点（即水的固态、液态、气态三相共存的点）热力学温度与绝对零度间的1/273.16。由于历史的原因，通常温度总是用它与比水三相点低0.01K的热状态之差表示，用该方法表示的热力学温度称为摄氏温度，符号为t，单位是摄氏度，符号为℃。开尔文温度与摄氏温度之间的关系为：t=T-273.15或T=t+273.15   一般来说，凡采用国际温标的国家，大都具有一个研究机构，以按照国际温标的要求，建立国家基准器，复现国际温标。然后，通过一整套标定系统，定期地将基准器的数值传递到实际使用的

7、各种测温仪表上去，这就是温标的传递。   在我国，由国家技术监督局负责建立国家基准器，复现国际温标，并向各省、市、地及厂矿企业进行温标的传递。11.2  热电偶温度计   热电偶温度计是目前温度测量中应用极为广泛的一种温度测量系统。其工作原理是基于物体的热电效应。图11.1热电效应热电偶产生的热电势EAB(T,T0)是由两种导体的接触电势EAB和单一导体的温差电势EA和EB所形成。(a)电子扩散示意图  (b)等价电路图11.2  接触电势图11.3单一导体温差电势当热电偶的两个电极材料不同，且两个接点的温度也不同时，才会

8、产生电势，热电偶才能进行温度测量。1、热电偶基本定律中间温度定律中间导体定律标准电极定律   按照工业标准，热电偶可分为标准化热电偶和非标准化热电偶。热电效应   由A、B两种不同的导体两端相互紧密地接在一起，组成一个闭合回路，如图11.1所示。当1、2两接点的温度不等（T>T0）时，回路中就会产生电势