第六章温度检测技术1.ppt

* 信息采集技术 第6章 温度检测技术 温度是表征物体冷热程度的物理量。 温度－－国际单位制给出的基本物理量之一。 外延量－－可以叠加（长度、时间、质量）； 内涵量－－不可以叠加（温度）。 6.1 温标与标定 6.1.1 温标 温度不能直接加以测量, 只能借助于冷热不同的物体之间的 热交换, 以及物体的某些物理性质随着冷热程度 不同而变化的特性间接测量。 为了定量地描述温度的高低, 必须建立温度 标尺, 即温标。 电子信息工程系 信息采集技术 温标就是温度的数值表示。 各种温度计和温度传感器的温度数值均由温标确定。历史 上提出过多种温标, 如早期的经验温标（华氏温标和摄氏温 标）,理论上的热力学温标,绝对气体温标当前世界通用的国际 实用温标。 1、经验温标 实验方法或经验公式确定的温标。 （1）华氏温标 华氏温标（℉）规定：在标准大气压下，冰的 熔点为32度，水的沸点为212度，中间划分180 等分，每等分为华氏1度，符号为℉。 电子信息工程系 信息采集技术 （2）摄氏温标 摄氏温标（℃）规定：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，每等分为摄氏1度，符 号为℃。 摄氏温度（t）与华氏温度(T)的关系: 2、热力学温标 热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标， 它规定分子运动停止时的温度为绝对零度，记符 号为K。 电子信息工程系 信息采集技术 3、绝对气体温标 从理想气体状态方程入手，复现的热力学温标叫绝对温标。 技术上难度很大、很复杂，操作非常繁杂、困难。 4、国际实用温标和国际温标 国际实用温标是一个国际协议性温标，它与热力学温标相接 近，而且复现精度高，使用方便。国际计量委员会在18届国际 计量大会第七号决议授权予1989年会议通过了1990年国际温标 ITS-90。用T90 表示。 基本内容为： （1）温度单位热力学温度（符号为T）是基本物理 量，它的单位为开尔文（符号为K），定义为水三 相点的热力学温度的1/273.16。 电子信息工程系 信息采集技术 由于以前的温标定义中，使用了与273.15K（冰点）的差值来表 示温度，因此现在仍保留这个方法。根据定义，摄氏度的大小 等于开尔文，温差亦可以用摄氏度或开尔文来表示。国际温标 ITS-90同时定义国际开尔文温度(符号为T90)和国际摄氏温度 (符号为t90) 。 国际摄氏温度与国际实用温度的关系： t90＝ T90-273.15 （2）国际温标ITS-90的通则ITS-90由0.65K向上到普朗克辐射 律使用单色辐射实际可测量的最高温度。ITS-90 是这样制订的，即在全量程中，任何温度的T90值 非常接近于温标采纳时T的最佳估计值，与直接测 量热力学温度相比，T90的测量要方便得多，而且 更为精密，并具有很高的复现性。 电子信息工程系 信息采集技术 （3）ITS-90的定义第一温区为0.65K到5.00K之间, T90由3He和 4He的蒸气压与温度的关系式来定义。第二温区为3.0K到氖三相 点(24.5661K)之间T90是用氦气体温度计来定义.第二温区为平 衡氢三相点(13.8033K)到银的凝固点(961.78℃)之间,T90是由 铂电阻温度计来定义.它使用一组规定的定义固定点及利用规定 的内插法来分度.银凝固点(961.78℃)以上的温区,T90是按普朗 克辐射定律来定义的,复现仪器为光学高温计。 （4）新确认和规定17个固定点温度值来复现整 个热力学温标。 6.1.2 标定 标准值法：把被标定温度计置于标准温度值下。 标准表法：把被标定温度计与更高一级温度计比较。 电子信息工程系 信息采集技术 6.2 测温方法分类及其特点 方法： 接触式 －－感温元件直接与被测对象接触，进行充分热交换； 精度相对较高、直观可靠、价格较低、影响热平 衡、有测温误差、腐蚀影响感温元件寿命。 非接触式－－感温元件不与被测对象直接接触，通过热辐射实 现热交换；不改变被测物体的温度分布、热惯性 小、测温上限可设的很高、频率响应好。 6.3 热膨胀式测温方法 膨胀式测温是基于物体受热时产生膨胀的原理 进行测量的。 分为：液体、固体膨胀式。 电子信息工程系 信息采集技术 测温范围：－50～550℃；用于要求 低，不需自动记录的场合。 6.3.1 玻璃温度计 直读式仪表，直接读数、无需能源。 6.3.2 压力温度计 体积不变时，压力与温度呈确定函 数关系。强度大、读数方便。 电子信息工程系 信息采集技术 6.3.3 双金属