温度测量-ppt教学课件

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1、第3章温度测量3.1概述3.1.1温度温度是表征物体冷热程度的物理量宏观：温度反映了处在同一热平衡状态中的所有物质具有一个共同的宏观热平衡特性。微观：物体温度的是物体内部分子无规则热运动的剧烈程度的标志，是度量分子运动平动动能大小的指标温度的测量当两个物体同处于一个系统中而达到热平衡时，则它们就具有相同的温度。因此可以从一个物体的温度得知另一个物体的温度，这就是测温的依据。如果事先已经知道一个物体的某些性质或状态随温度变化的确定关系，就可以以温度来量度其性质或状态的变化情况，这就是设计与制作温度计的数学物理基础。3

2、.1.2温标温标是温度数值化的标尺。它规定了温度的读数起点和测量温度的基本单位。各种温度计的刻度数值均由温标确定。1．经验温标它是借助于某一种物质的物理量与温度变化的关系，用实验方法或经验公式所确定的温标。主要的经验温标有华氏温标和摄氏温标。摄氏温标摄氏温标规定标准大气压下纯水的冰融点为0度，水沸点为100度，中间等分为100格，每格为摄氏1度，符号为℃。华氏温标华氏温标规定标准大气压下纯水的冰融点为32度，水沸点为212度，中间等分180格，每格为华氏1度，符号为℉。它与摄氏温标的关系为：类似的经验温标还有兰氏、

3、列氏等经验温标的缺点在于它的局限性和随意性2．热力学温标热力学温标又称开氏温标（K）或绝对温标，它建于热力学基础，体现出温度仅与热量有关而与测温物质的任何物理性质无关的理想温标，它规定分子运动停止时的温度为绝对零度。已由国际权度大会采纳作为国际统一的基本温标。热力学温标规定水在标准大气压下的三相点为273.16K，沸点与三相点之间分为100等分，每等分1K，将水的三相点以下273.16K定为绝对零度（0K）。3．国际实用温标为了使用方便，国际上经协商，决定建立一种既使用方便，又具有一定科学技术水平的温标，这就是国际

4、温标的由来。具备的条件：尽可能接近热力学温标复现精度高，各国均能以很高的准确度复现同样的温标，确保温度量值的统一用于复现温标的标准温度计，使用方便，性能稳定目前我国使用的是1990年国际温标ITS-90标准。在1990年国际温标中指出，热力学温标是基本物理量。单位开尔文，符号为K。它规定水的三相点热力学温度为273.16K，定义开尔文一度等于水三相点热力学温度的1/273.16。在ITS-90中同时使用国际开尔文温度（符号为T90）和国际摄氏温度（符号为t90），其关系为t90=T90－273.15T90单位为开尔

5、文（K），t90单位为摄氏度（℃）。这里所说的摄氏度符合国际实用温标（ITS-90）的规定。国际温标三要素：标准仪器、固定点、内插公式(1)固定点：定义固定温度点定义了17个固定温度点，如表3-1所示。(2)标准仪器：复现固定温度点的方法①0.65~5.0K间为3He或4He蒸气压温度计；②3.0~24.5561K间为3He或4He定容气体温度计；③13.8033K~961.78℃间为铂电阻温度计；④961.78℃以上为光学或光电高温计。(3)内插公式：确定固定点之间任意点的温度值3.1.3温度测量方法根据温度测量

6、仪表的使用方式，通常可分类为接触式与非接触式两大类。接触式：测温元件与被测对象接触，依靠传热和对流进行热交换，达到平衡时二者的温度相等，这时测量体的温度反映了被测物体的温度。优点：结构简单、可靠，测温精度较高。缺点：由于测温元件与被测对象必须经过充分的热交换且达到平衡后才能测量，这样容易破坏被测对象的温度场，同时带来测温过程的滞后时间较大，不适于测量热容量小的对象、极高温的对象、处于运动中的对象。非接触式：测温元件不与被测对象接触，而是利用热辐射原理或电磁原理得到被测物体温度。优点：从原理上讲测量范围从超低温到极高

7、温，不破坏被测对象温度场。非接触式测温响应快，对被测对象干扰小，可用于测量运动的被测对象和有强电磁干扰、强腐蚀的场合。缺点：容易受到外界因素的干扰，测量误差较大，且结构复杂，价格比较昂贵。测温方式温度计种类优点缺点使用范围／℃接触式测温仪表玻璃液体温度计结构简单、使用方便、测量准确、价格低廉容易破损、读数麻烦、一般只能现场指示,不能记录与远传-100～100（150）有机液体0～350（-30～650）水银双金属温度计结构简单、机械强度大、价格低、能记录、报警与自控精度低、不能离开测量点测量,量程与使用范围均有限0

8、～300（-50～600）压力式温度计结构简单、不怕震动、具有防爆性、价格低廉、能记录、报警与自控精度低、测量距离较远时,仪表的滞后性较大、一般离开测量点不超过10米0～500（-50～600）液体型0～100（-50～200）蒸汽型电阻温度计测量精度高,便于远距离、多点、集中测量和自动控制结构复杂、不能测量高温,由于体积大,测点温度较困难-150～500（