第五章 温度测量PPT.ppt

（三）参比端温度补偿器 （四）补偿导线法 所谓补偿导线就是用热电性质与热电偶相近的材料制成导线．用它将热电偶的参比端延长到需要的地方，而且不会对热电偶回路引入超出允许的附加测温误差。 随着热电偶的标准化，补偿导线也形成了标准系列。国际电工委员会也制定了国际标准，适合于标准化热电偶使用。 5.3 热电阻测温技术 利用导体和半导体的电阻随温度变化这一性质做成的温度计称为电阻温度计。大多数金属在温度升高1 ?C 时电阻将增加0.4％～0.6％。但半导体电阻一般随温度升高而减小，其灵敏度比金属高，每升高1 ?C ，电阻约减小2％～6％。 目前由纯金属制造的热电阻的主要材料是铂、铜和镍，它们已得到广泛的应用。 一、铂电阻温度计 铂是一种贵金属。它的特点是精度高，稳定性好，性能可靠，尤其是耐氧化性能很强。 铂在很宽的温度范围内约1200?C以下都能保证上述特性。铂很容易提纯，复现性好，有良好的工艺性，可制成很细的铂丝(0.02mm或更细)或极薄的铂箔。与其它材料相比，铂有较高的电阻率，因此普遍认为是一种较好的热电阻材料。 缺点：铂电阻的电阻温度系数比较小； 价格贵 在0?C 以上，其电阻与温度的关系接近于直线，其电阻温度系数为3.9×10－3?/?C 。 我国已采用IEC标准制作工业铂电阻。按IEC标淮，使用温度已扩大到-200～850 ?C ，初始电阻有100 ?和50 ?两种。 二、铜电阻温度计 在一般测量精度要求不高、温度较低的场合，普遍地使用铜电阻。它可用来测量－50～＋150 ?C 的温度，在这温度范围内，铜电阻和温度呈线性关系： 铜电阻的缺点是电阻率小． 所以制成相同阻值的电阻时，铜电阻丝要细，这样机械强度就不高，或者就要长，使体积增大。此外铜很容易氧化，所以它的工作上限为150 ?C 。但铜电阻价格便宜，因此仍被广泛采用。 三、热电阻测量电路 热电阻把温度量转换成电阻值，这样就可以通过测量电阻来测量温度。测量电阻通常可利用欧姆表或电桥。 平衡电桥法 平衡电桥法如图所示。在图(a)中，如果电阻R1=R2，当热电阻Rt阻值随温度变化时，调节电位器Rw的电刷位置x，使电桥处于平衡状态，则有 L、R0——电位器有效长度和总电阻 x——电刷位置 第五章 温度测量 要求： 1、了解测温原理及温标的分类； 2、掌握热电偶测温技术； 3、掌握热电阻测温技术； 4、了解其它形式的温度计； 5、了解温度计的选择、安装与标定。 5.1 测温原理及温标 一、温度的基本概念和测量方法 温度是一个基本物理量。 温度的宏观概念是冷热程度的表示，或者说，互为热平衡的两物体，其温度相等。处于热平衡状态的所有热力学系统都具有共同的宏观性质。这一宏观特性用温度表示即一切互为热平衡的系统具有相同的温度。 温度的微观概念是大量分子运动平均强度的表示。分子运动愈激烈其温度表现越高。 自然界中几乎所有的物理化学过程都与温度紧密相关，因此温度是工农业生产、科学试验以及日常生活中需要普遍进行测量和控制的一个重要物理量。 由于不同物质的不同物理特性与温度有着不同的关系，因此即使用同一物质的不同特性，或不同物质的同一种特性对同一个温度进行测量，也会得出不同的量值，这就需要建立统一的标准温度单位，即温标。 二、 温标 1.经验温标 经验温标的基础是利用物质体积膨胀与温度的关系。认为在两个易于实现且稳定的温度点之间所选定的测温物质体积的变化与温度成线性关系。把在两温度之间体积的总变化分为若干等分，并把引起体积变化一份的温度定义为1度。经验温标与测温介质有关，有多少种测温介质就有多少个温标。 按照这个原则建立的有摄氏温标、华氏温标。 摄氏温标：所用标准仪器是水银玻璃温度计。分度方法是规定在标准大气压力下，水的冰点为零度，沸点为100度，水银体积膨胀被分为100等份，对应每份的温度定义为1摄氏度，单位为“oC”。 华氏温标：标准仪器是水银温度计，选取氯化铵和冰水混合物的温度为零度，为100度。水银体积膨胀被分为100份，对应每份的温度为1华氏度，单位为“oF”。按照华氏温标，水的冰点为32oF，沸点是212oF。摄氏温度和华氏温度的关系为 2.绝对气体温标 由波义耳定律知，当温度一定时，一定质量气体的体积V和压力p之间相当严格地遵守pV＝C的关系，而C是只取决于温度的常数，故当压力和体积中之一恒定时，另一个就是温度的单值函数。利用这一原理制造的温度计称为气体温度计，有定容式和定压式两种。这样就把温度测量转化成对气体压力或体积的测量。由查理定律和盖．吕萨克定律可知 在体积V＝0或压力p=0的极限情况下，对应的温度为－273.15o