温度、湿度测量.ppt

第二部分  热工测量 –温度、湿度;1 温度测量 2 湿度测量 ;温度和温标 利用热膨胀效应的温度测量 利用热电效应的温度测量 利用热电阻效应的温度测量 其他温度传感器 温度计的校准与标定 ;一、温度和温标 温度是表征物体或系统冷热程度的物理量。从微观上讲是物质分子运动平均动能大小的标志，它反映物质内部分子无规则运动的剧烈程度。 温标是用来衡量温度高低的标准尺度。它规定温度的读数起点和测量单位。各种测温仪表的刻度数值由温标确定。国际上常用温标有摄氏温标、华氏温标、国际实用温标等。国际实用温标是国际单位制中七个基本单位之一。 三要素：温度计、固定点、内插方程;3.1 温度测量;;3.1 温度测量;3.1 温度测量;5、温度测量的主要方法及分类 接触测量法 测温敏感元件直接与被测介质接触，被测介质与测温敏感元件进行充分??交换，使两者具有同一温度，达到测量的目的。 非接触测量法 利用物质的热辐射原理，测温敏感元件不与被测介质接触，通过辐射和对流实现热交换。达到测量的目的。 ;常用测温方法、类型及特点 ;二、利用热膨胀效应的温度测量 利用液体、气体或固体热胀冷缩的性质，即测温敏感元件在受热后尺寸或体积将发生变化，然后直接测出尺寸或体积发生的变化，由此制成的温度计叫膨胀式温度计。 膨胀式温度计分为液体膨胀式温度计、固体膨胀式温度计和压力式温度计三类。;3.1 温度测量;3.1 温度测量;3.1 温度测量;3.1 温度测量;3.1 温度测量; 充蒸汽压力温度计　 充蒸汽的压力温度计是根据低沸点液体的饱和蒸汽压只和气液分界面的温度有关这一原理制成的。其感温包中充入约占2／3容积的低沸点液体，其余容积则充满同一液体的饱和蒸汽。 当感温包温度变化时，蒸汽的饱和蒸汽压发生相应变化，这一压力变化通过一根插入到感温包底部的毛细管进行传递，在毛细管和弹簧管中充满上述液体，或充满不溶于感温包中液体的、在常温下不蒸发的高沸点液体（称为辅助液体），以传递压力。 常用作工质的低沸点液体有氯甲烷、氯乙烷和丙酮等。 充蒸汽的压力温度计的优点是感温包的尺寸比较小、灵敏度高。 其缺点是测量范围小、标尺刻度不均匀，而且由于充入蒸汽的原始压力与大气压力相差较小，其测量精度易受大气压力的影响。 ;3.1 温度测量;3.1 温度测量;3.1 温度测量;玻璃液体温度计 棒式温度计 (b) 内标式温度计 ;电接点温度计 ;3.1 温度测量;误差成因名称;3.1 温度测量;3.1 温度测量;3.1 温度测量;3.1 温度测量;其大小可表示为： ;2. 温差电势 温差电势是在同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电势。又称汤姆孙(Thomson) 电势。 设导体两端的温度分别T为和T0（T＞T0)，由于高温端的电子能量比低温端的电子能量大，因而从高温端T扩散到低温端T0的电子数比从低温端转移到高温端的电子数要多，结果高温端失去电子而带正电荷，低温端得到电子而带负电荷，从而形成了一个从高温端指向低温端的静电场。此时，在导体的两端便产生一个相应的电势差，这就是温差电势。其值可根据物理学电磁场理论得到： ;温差电势 ;3.热电偶回路的热电势 金属导体A、B组成热电偶回路时，总的热电势包括两个接触电势和两个温差电势，即 ;电子密度不仅取决于热电偶材料特性，且随温度的变化而变化，但在一定的温度范围内，当热电偶材料一定时，热电偶的总电势为温度T和T0的函数差。 如果冷端温度T0固定，则对一定材料的热电偶，其总电势就只与温度T成单值函数关系，即： C——固定温度T0决定的常数。 ;（二）热电偶基本定律 1、均质导体定律 由一种均质导体或半导体组成的闭合回路，不论其截面、长度如何以及各处的温度如何分布，都不会产生热电势。即热电偶必须采用两种不同材料作为电极。 2.中间导体定律 在热电偶回路中，接入第三种导体C，如图所示，只要这第三种导体两端温度相同，则热电偶所产生的热电势保持不变。即第三种导体C的引入对热电偶回路的总电势没有影响。可推导出热电偶回路接入中间导体C后热电偶回路的总热电势为 ;中间导体回路 ;3、中间温度定律　 如图所示，在热电偶回路中，两接点温度为t、t0时的热电势等于该热电偶在接点温度为t、tn和tn、t时热电势的代数和，即： ;4、连接导体定律 　 在热电偶回路中，如果热电极A、B分别与连接导线A′、B′相连，各接点温度为t、tn、t0，则