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溫度檢測與儀表
作者：
時(shí)間：2013-09-06
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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一、溫度測量的基本概念
溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度只能通過(guò)物體隨溫度變化的某些特性來(lái)間接測量，而用來(lái)量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數起點(diǎn)（零點(diǎn)）和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標有華氏溫標、攝氏溫標、熱力學(xué)溫標和國際實(shí)用溫標。
華氏溫標（oF）規定：在標準大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為32度，水的沸點(diǎn)為212度，中間劃分180等分，每第分為報氏1度，符號為oF。
攝氏溫度（℃）規定：在標準大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為0度，水的沸點(diǎn)為100度，中間劃分100等分，每第分為報氏1度，符號為℃。
熱力學(xué)溫標又稱(chēng)開(kāi)爾文溫標，或稱(chēng)絕對溫標，它規定分子運動(dòng)停止時(shí)的溫度為絕對零度，記符號為K。
國際實(shí)用溫標是一個(gè)國際協(xié)議性溫標，它與熱力學(xué)溫標相接近，而且復現精度高，使用方便。目前國際通用的溫標是1975年第15屆國際權度大會(huì )通過(guò)的《1968年國際實(shí)用溫標-1975年修訂版》，記為：IPTS-68（Rev-75）。但由于IPTS-68溫示存在一定的不足，國際計量委員會(huì )在18屆國際計量大會(huì )第七號決議授權予1989年會(huì )議通過(guò)了1990年國際溫標ITS-90，ITS-90溫標替代IPTS-68。我國自1994年1月1日起全面實(shí)施ITS-90國際溫標。
1990年國際溫標（ITS-90）簡(jiǎn)介如下。
1．溫度單位
熱力學(xué)溫度（符號為T(mén)）是基本功手物理量，它的單位為開(kāi)爾文（符號為K），定義為水三相點(diǎn)的熱力學(xué)溫度的1/273.16。由于以前的溫標定義中，使用了與273.15K（冰點(diǎn)）的差值來(lái)表示溫度，因此現在仍保留這各方法。根據定義，攝氏度的大小等于開(kāi)爾文，溫差亦可以用攝氏度或開(kāi)爾文來(lái)表示。國際溫標ITS-90同時(shí)定義國際開(kāi)爾文溫度(符號為T(mén)90)和國際攝氏溫度(符號為t90)。
2．國際溫標ITS-90的通則
ITS-90由0.65K向上到普朗克輻射定律使用單色輻射實(shí)際可測量的最高溫度。ITS-90是這樣制訂的，即在全量程中，任何溫度的T90值非常接近于溫標采納時(shí)T的最佳估計值，與直接測量熱力學(xué)溫度相比，T90的測量要方便得多，而且更為精密，并具有很高的復現性。
3． ITS-90的定義
第一溫區為0.65K到5.00K之間, T90由3He和4He的蒸氣壓與溫度的關(guān)系式來(lái)定義。
第二溫區為3.0K到氖三相點(diǎn)(24.5661K)之間T90是用氦氣體溫度計來(lái)定義。
第二溫區為平衡氫三相點(diǎn)(13.8033K)到銀的凝固點(diǎn)(961.78℃)之間,T90是由鉑電阻溫度計來(lái)定義.它使用一組規定的定義固定點(diǎn)及利用規定的內插法來(lái)分度。
銀凝固點(diǎn)(961.78℃)以上的溫區,T90是按普朗克輻射定律來(lái)定義的,復現儀器為光學(xué)高溫計。
二、溫度測量儀表的分類(lèi)
溫度測量儀表按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)。通常來(lái)說(shuō)接觸式測溫儀表測溫儀表比較簡(jiǎn)單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交金剛，幫需要一定的時(shí)間才能達到熱平衡，所以存在測溫的延遲現象，同時(shí)受耐高溫材料的限制，不能應用于很高的溫度測量。非接觸式儀表測溫是通過(guò)熱輻射原理來(lái)測量溫度的，測溫元件不需與被測介質(zhì)接觸，測溫范圍廣，不受測溫上限的限制，也不會(huì )破壞被測物體的溫度場(chǎng)，反應速度一般也比較快；但受到物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。
三、熱電偶
熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是：
①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。
②測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續測量，某些特殊熱電偶最低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達+2800℃（如鎢-錸）。
③構造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開(kāi)頭的限制，外有保護套管，用起來(lái)非常方便。
1．熱電偶測溫基本原理
將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來(lái)，構成一個(gè)閉合回路。當導體A和B的兩個(gè)執著(zhù)點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢,因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現象稱(chēng)為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來(lái)工作的。
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