热工检测技术 第2章 温度测量及仪表

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1、第2章温度测量及仪表2.1国际温标与温标传递2.1.1温度和温标1．温度从宏观上看，温度是表示物体冷热程度的物理量从微观上看，温度标志着物质分子热运动的剧烈程度温度的宏观概念是建立在热平衡基础上的。任意两个冷热程度不同的物体相互接触，它们之间必然会发生热交换现象，热量要从温度高的物体传向温度低的物体，直到两物体之间的温度完全一致时，这种热传递现象才能停止。热力学第零定律2．温标温标是温度数值化的标尺。各种温度计的刻度数值均由温标确定。华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。热力学温标热力学温标又称开氏温标（K）或绝对温标，它规定分子运动停止时的温度为绝对零度。它建于热力学基础，

2、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，已由国际权度大会采纳作为国际统一的基本温标。3．国际温标为了使用方便，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，这就是国际温标的由来。2.1.2温度标准的传递我国的温标量值传递建立的是三级传递系统：由国家级掌握的基准器具和工作基准器具向省级一等标准器进行检定属一级量值传递；由省级掌握的一等标准器向厂级二等、三等标准器具进行检定属二级量值传递；由厂级二等、三等标准器具向工业现场仪表进行检定的属三级量值传递；2.2温度测量仪表的分类温度不能直接测量，而是借助于物质的某些物理特性是温度的函数，通过对某些

3、物理特性变化量的测量间接地获得温度值。根据温度测量仪表地使用方式，通常可分类为接触法与非接触法两大类。2.2.1选作温度计的物质1）物质的某一属性仅与温度T有关，且必须是单调函数，最好是线性的。2）随温度变化的属性应是容易测量的，且输出信号较强，以保证仪表的灵敏度和测量精确度。3）应有较宽的测量范围。4）有较好的复现性和稳定性。2.2.2温度测量仪表的分类1.接触法当两个物体接触后，经过足够长的时间达到热平衡后，则它们的温度必然相等。如果其中之一为温度计，就可以用它对另一个物体实现温度测量，这种测温方式称为接触法。特点：温度计要与被测物体有良好的热接触，使两者达到热平衡。2.非接触法利

4、用物体的热辐射能随温度变化的原理测定物体温度，这种测温方式称为非接触法。特点：不与被测物体接触，也不改变被测物体的温度分布，热惯性小。通常用来测定1000℃以上的移动、旋转或反应迅速的高温物体的温度。接触式测温法是使感温元件直接与被测物体或直接与被测介质接触，感受被测物体或被测介质的温度变化。膨胀式、压力式、热电阻与热电偶温度计2.3膨胀式温度计2.3.1双金属温度计（1）原理（2）结构型号WS-图2-2WSS型双金属温度计的结构1-指针；2-刻度盘；3-保护套管；4-细轴；5-感温元件；6-固定端；7-自由端；8-紧固装置[实验演示1]双金属温度计测温设备、工具：两只同型号双金属温度

5、计，一只保温桶步骤：1）展示一只双金属温度计，注意指针起始位2）将感温元件插入保温桶中，注意观察指针的偏转方向3）将感温元件移出保温桶外，注意观察指针的偏转方向4）将两只同型号双金属温度计同时插入保温桶中，一只插入较深，一只插入较浅，注意观察两支温度计指针指示是否相同实验结果讨论：1）接触式测温方法，仪表指示值的动态变化趋势如何？反应如何？2）插入深度不同，为何指示值有差异？（3）安装与使用②安装前要进行标定，简单的办法是用一支标准水银温度计对照检查它的室温示值⑦仪表经常工作的温度最好能在刻度范围的1/2～3/4处。2.3.2压力式温度计图2-3WT型压力表式温度计的结构1-温包；2-

6、毛细管；3-弹簧管；4-刻度盘；5-齿轮传动机构；6-示值指针；7-表壳[实验演示2]压力式温度计测温设备、工具：两只压力式温度计，一只保温桶步骤：1）展示一只压力式温度计，注意指针在起始位2）将温包插入保温桶中，注意观察指针的偏转方向3）将温包移出保温桶外，注意观察指针的偏转方向4）将两只同型号压力式温度计同时插入保温桶中，一只温包全部插入，一只温包部分插入，注意观察两支温度计指针指示是否相同5）将两只同型号压力式温度计同时插入保温桶中，一只毛细管弯折，注意观察两支温度计指针指示是否相同实验结果讨论：1）接触式测温方法，仪表指示值的动态变化趋势如何？读数时注意什么？2）插入深度不同，

7、为何指示值有差异？3）毛细管弯折，指示值是否正确？（1）充气体的压力温度计气体状态方程式pV=mRT（2）充蒸汽的压力温度计lgp=-a/t+1.75lgt–bt+c2.4热电偶热电偶是目前世界上科研和生产中应用最普遍、最广泛的温度测量元件。结构简单标准化量程广精度较高适用性好远传2.4.1热电偶测温原理热电效应SeebackeffectBATT0参考端冷端工作端热端一、热电偶测温原理两种不同的导体（或半导体）A和B组成闭合回路，当A和B相接的