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温度测量介绍

大西洋仪器网  2019-02-22 16:08   点击 443

温度测量的基本概念

温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它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、热力学温标和国际实用温标。

※摄氏温度

摄氏温度规定:在标准大气压下,冰的熔点为0度,水的沸点为100度,中间划分100等分,每等分为摄氏1度,符号为

※华氏温标

华氏温标规定:在标准大气压下,冰的熔点为32度,水的沸点为212度,中间划分180等分,每等分为华氏1度,符号为℉。

※热力学温标(又称开尔文温标,或称绝对温标)

热力学温标规定:分子运动停止时的温度为绝对零度,符号为K。

※国际实用温标(ITS-90)

国际实用温标是一个国际协议性温标,它与热力学温标相接近,而且复现精度高,使用方便。

温度测量仪表的分类

温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。

接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠,测量精度较高;但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交金刚,帮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,同时受耐高温材料的限制,不能应用于很高的温度测量。

非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的,测温元件不需与被测介质接触,测温范围广,不受测温上限的限制,也不会破坏被测物体的温度场,反应速度一般也比较快;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。

●测温传感器

※热电偶

热电偶工作原理:

将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。

热电偶的种类:

常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。

热电偶冷端的温度补偿:

由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用,因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。

※热电阻

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器,它的主要特点是测量精度高,性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。

热电阻测温原理:

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,另外也采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。

热电阻测温系统:

热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。热电阻和显示仪表的分度号必须一致;为了消除连接导线电阻变化的影响,必须采用三线制接法。


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