5.温度的测量.ppt

为了提高热电偶温度表的灵敏度，可将若干对热电偶串接起来组成热电堆，如图所示： 灵敏度为：40μv/℃*5=200μv/℃=0.2mv/℃ 热电偶测温误差来源 焊接点清洗不干净 元件和焊剂受潮氧化 焊接点附近有电解物质而产生附加化学电动势 导线导热 2.3 金属电阻温度 1.原理 金属导体的电阻值随温度增加的关系式为： 式中t为摄氏温度；R0为金属在0 ℃时的电阻；Rt为t℃时的电阻； 为因金属而异的电阻温度系数。 在大气测温范围内，各种金属的电阻与温度的关系曲线接近直线关系，即 因此，Rt可写成： 温度表的金属材料的选择主要考虑以下几点： （1）温度系数α要大 ； （2）电阻值与温度的线性度要好，即 ； （3）电阻率要大，易于绕制大阻值元件； （4）性能稳定。 气象上常用的金属材料：铂。 常用铂做成标准温度表。 地温测量仪器的使用-铂电阻传感器 地面和浅层地温传感器 地温传感器一般使用铂电阻地温传感器。 自动观测系统中的地面温度和浅层地温的观测地段，设在原安装地面温度表和曲管地温表东侧的裸地内，地表应疏松、平整、无草，并与观测场地相平。 地温测量仪器的使用-铂电阻传感器 深层地温传感器 深层(40、80、160、320cm)地温传感器各安装在一根木棒(或三节棒)上，木棒的长度依深度而定(可使用原直管地温表的木棒)，整个木棒及传感器放在专用套管内。木棒顶端有一个金属盖，用以盖住专用套管，木棒上几处缠有绒圈，金属盖内装有毡垫，以阻滞管内空气对流和管内外空气交换，也可防止降水等物落入。专用套管安装在人工观测的直管地温表套管的南侧50cm处，并一一对应。然后将传感器安装在相应的专用套管内 地温测量仪器的使用-铂电阻传感器 深层地温 : 40、80、160、320cm 深层地温传感器： 40、80、160、320cm 2.4 热敏电阻温度表 测量温度热敏电阻的原材料多是金属氧化物的混合物：如氧化镍（NiO）、氧化锰（Mn3O4）的混合物。用这一类半导体材料制成的电阻元件，其温度系数大，灵敏度高。 对于气象测温范围内，热敏电阻的阻值RT与绝对温度T的关系可用下式表示： 式中A、b为元件的系数。 灵敏度高于金属电阻温度表，但稳定性稍差， 广泛应用于高空遥测。 （1） 当T=T0时，RT=RT0 由此可见，热敏电阻阻值的对数与绝对温度的倒数成线性关系。上式中右边中括号中的数为一常数。 将上式代入（1）得： 对上式取对数得： （2） RT和T为非线性关系，其解决办法是通过线性化平衡电桥电路实现线性化测量。 定义半导体热敏电阻温度系数αT，为温度变化1℃引起的元件阻值的相对变化率，即 由（1）式求导得： 将（3）代入（2）式得： （3） 三、测温元件的热滞效应 当测温元件从一个环境迅速地转移到另一个温度不同的环境时，温度测量仪表的示度不能立即指示新的环境温度，而是逐渐趋近于新的环境温度，这种现象称为温度表的热滞（或滞后）现象。 在它的示度尚未达到新的环境温度之前进行观测，就会产生误差，称作滞差。 造成测量仪器滞后的原因有两个： 一是元件与四周环境的热交换需要一个过程（热滞效应）； 二是指示系统有延迟特性（例电表的阻尼）。 元件在d? 的时间内与周围介质交换的热量为： 其中：T:元件温度； θ：环境温度； S：有效散热面积； h：热交换系数 元件得到（或失去）热量dQ后，增（或降）温dT，则有： dQ=cMdT c为比热容，M为元件的质量 3.1、热滞系数 其中： 为热滞系数,单位为秒（s）。 热滞系数特性：元件的热容量越小，散热面积越大，则λ越小；热交换系数h的大小取决于环境介质性质