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一、 温标（温度标尺） 温标：用数值表示温度的一整套规程（或：量度物体温度高低的标尺）。 它必包含：温度数值化的一套规则、方法、温度测量单位。 3.7 热电偶传感器 一 建立现代温标必具备的条件： 固定的温度点（基准点） 测温仪器 温标方程（内插公式） 经验温标 定义：由特定的测温质和测温量确定的温标。 华氏温标:1714年德国人华伦海特制定 摄氏温标：1740年瑞典人摄尔塞斯制定 热力学温标（纯理论温标） 华氏温标（Fahrenheit，符号为°F）是由德国物理学家丹尼尔?家百列?华伦海特（DanielGabrielFahrenheit，1686-1736）得名。华氏温标的规定是：在标准大气压下，冰的熔点为32度，水的沸点为212度。他将冰与盐混和后，所能达到的最低温度定为0°F，而将人体温度定为100°F，两者间等分成100个刻度。 摄氏温标（Celsius，符号为°C）是由瑞典天文学家安德斯?摄西阿斯（AndersCelsius，1701-1744）得名。摄氏温标的规定是：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1°C。 华氏温度 　　摄氏温标和华氏温度 degreeFahrenheit，℉ 两种温标的转换公式为： C 5/9 F-32 F 9/5°C+32 热力学温标 　　摄氏温标和热力学温标 Kelvin，K 两种温标的转换公式为： K C+273.15 　　C K-273.15 国际温标 1927年，第七届国际计量大会决定采用热力学温标作国际温标称ITS—27。 它有3个基本特点： 尽可能接近热力学温标。 复显精度高并能确保量的统一。 以复现的标准温度计，使用方便，性能稳定。 1990年国际温标 温度单位。 定义固定点。复现固定温度点的方法。 内插公式。 热电式传感器 热电式传感器是一种将温度变化转换为电量变化的装置，在各 种热电式传感器中，以把温度转换成电势和电阻的方法最为普遍。 其中最常用的是热电偶和热电阻，热电偶是将温度变化转换为电势 变化，热电阻是把温度变化转换为电阻值的变化。这两种热电式传 感器目前已经在工业生产中得到了广泛的应用。 3.7.1 热电偶 （1）热电偶测温原理 两种不同的导体（或半导体）A和B连接成一个闭合回路，如图 5.1所示。当两接点温度不同时，则在该回路中就会产生电动势， 这种现象称为热电效应，该电动势称为热电势，常常也称为塞贝克 电势。这两种不同的导体（或半导体）的组合称为热电偶。温度高 的接点称为热端（或测量端），测温时把它置于被测介质中；温度 低的接点称为冷端（或自由端），测稳时作为参考端。 如图3.34所示的回路中，产生的热电势由两部分组成，分别是 由珀尔帖（Peltier）效应引起的接触电势和由汤姆逊（Thomson） 效应引起的温差电势。 接触电势是由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处 形成的电动势。当两者接触时，在接触面上就会发生电子扩散。其 扩散是由电子密度大的导体向电子密度小的导体扩散，在接触处失 去电子的带正电，得到电子的带负电，从而形成稳定的接触电势。 设两种不同导体在某温度下的电子密度分别为 和 ，则两者接触 形成的稳定接触电势可表示为 （5.1） 式中， —温度 时，导体A与B接点处的接触电势； —波尔兹曼常数， ； —单位电荷电量， ； 、 —温度时，导体A、B的电子密度。 温差电势是指一种导体因两端温度不等而产生的一种热电势。 同一种导体两锻温度不同时，高温端比低温端具有更大的自由电子 能量，因此从高温端扩散到低温端的电子数比低温端扩散到高温端 的电子数大，结果高温端失去电子带正电，低温端获得电子带负 电，从而在导体两端形成一个电势差，称为温差电势。其大小由下 面公式表示为 式中， —导体高温端绝对温度与低温端绝对温度形成的温差电势； —汤姆逊系数，表示导体两端温度相差 时温差电势的大小，其大小跟材料与温度有关（具体可查阅相关资料）。 对于实际中利用热电偶测温时，其参考端温度 一般是恒定的即 ，则总热电势只与被测温度T成一一对应的函数关系，即 （5.14） 实际应用中，由于不同的热电偶其温度与热电势之间有不同的 函数关系。一般是用实验方法来求取这个函数关系，通常是令 ，然后在不同的测量端温度下精确地测出回路中总热电势，并将所测得 的结果绘成如图5. 5所示的曲线，或列成表格（常常称为热电偶分 度表），以供在使用的时候查阅。 （2）热电偶基本定律 用热电偶测温时，还要掌握热电偶的一些基本定律。下面我们 就对常用的基本定律作一些介绍。 1）均质导体定律 根据式（5. 3）可以看出，化学成分相同的均质材料组成的热 电偶，即使两个接点的温度不同，回路中的总热电