溫度計(jì)測(cè)量的工作原理:

1.1溫度測(cè)量?jī)x
溫度是一個(gè)代表物體冷熱程度的參數(shù)。它不能通過(guò)像質(zhì)量和長(zhǎng)度這樣的直接比較來(lái)測(cè)量。我們只能通過(guò)與溫度相關(guān)的其他物理特性來(lái)測(cè)量它，如體積、密度、粘度、硬度、電導(dǎo)率等。

1.1.1熱阻溫度計(jì)
熱阻溫度計(jì)的原理是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性。熱阻溫度計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是:測(cè)量精度高，重現(xiàn)性好；它具有很大的測(cè)量范圍，尤其是在低溫下。它易于在自動(dòng)測(cè)量和遠(yuǎn)程測(cè)量中使用。同樣，熱阻也有缺陷，在高溫(850℃以上)下精度不好；易氧化，不耐腐蝕。

熱阻和溫度之間的關(guān)系可以用二次方程來(lái)描述:

:電阻率和ω；& middot(t):溫度，℃

甲、乙、丙:常數(shù)(由實(shí)驗(yàn)確定)，單位分別為ω；& middotω；& middot?& middot；℃-1，&ω；& middot?& middot；℃-2

目前，鉑、銅、鎳等材料主要用于熱阻。使用這些材料主要是因?yàn)樵谄胀囟确秶鷥?nèi)溫度與電阻的比率是線性的。我們主要介紹鉑電阻溫度計(jì)。

鉑是一種貴金屬。它的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，特別是抗氧化性非常強(qiáng)。易于提純，工藝性好。它可以制成極細(xì)的鉑絲。與銅和鎳等金屬相比，它具有更高的電阻率和再現(xiàn)性。是一種理想的耐熱材料。其缺點(diǎn)是電阻溫度系數(shù)小，在還原性介質(zhì)中工作容易脆且成本高。

W(100)=R100/R0

R100:100℃電阻R0:0℃電阻

根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，鎢(100)=1.3850的初始電阻值為R0 = 100ω；(R0 = 10ω；)鉑電阻是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻，R0 = 10ω；的鉑電阻溫度計(jì)較厚，主要用于測(cè)量600℃以上的溫度。鉑電阻的電阻和溫度方程是一個(gè)分段方程:

rt = r0[1+at+bt2+c(t-100℃)T3]t at-200 ~ 0℃

Rt=R0(1+At+Bt2) t當(dāng)方程在0 ~ 850℃

求解時(shí)，溫度值可以根據(jù)電阻值得知，但在實(shí)際工作中，我們可以查看熱阻指標(biāo)表，根據(jù)電阻值確定溫度值。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，鉑熱電阻分為a級(jí)和b級(jí)，a級(jí)測(cè)溫的允許誤差& plusmn(0.15℃+0.002 | t |)，b類(lèi)溫度測(cè)量的允許誤差& plusmn(0.3℃+0.005|t|)

現(xiàn)場(chǎng)使用的熱阻一般為鎧裝熱阻，由熱阻體、絕緣材料和保護(hù)管組成。熱電阻體和保護(hù)管焊接在一起，中間填充絕緣材料，可以很好的保護(hù)熱電阻體，具有防震、防震、耐腐蝕的特點(diǎn)。

鉑電阻有雙線、三線和四線系統(tǒng)。雙線系統(tǒng)測(cè)量誤差大，不再使用。目前，工業(yè)系統(tǒng)通常為三線制，實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)通常為四線制。本文主要介紹下三線鉑電阻的接線。三線鉑熱電阻與電阻A端的C端并聯(lián)，將電阻從三個(gè)連接端A、B、C中引出。這樣，由B線引入的測(cè)量線本身的電阻可以通過(guò)C線進(jìn)行補(bǔ)償，極大地降低了因引線電阻不隨溫度變化而引起的引線電阻誤差的影響。秦山二期三線鉑電阻二次儀表中有電阻可變的電橋。根據(jù)匹配鉑熱電阻的不同范圍，可以微調(diào)二次儀表電橋中的鉑熱電阻，以便更好地測(cè)量。

1.2 熱電偶溫度計(jì)
熱電偶溫度計(jì)使用熱電效應(yīng)測(cè)量溫度。熱電效應(yīng):當(dāng)兩種不同材料的導(dǎo)體形成回路時(shí)，如果兩端的結(jié)溫不同，回路中將產(chǎn)生一定量的電流。該電流的大小與導(dǎo)體材料和結(jié)溫有關(guān)。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)是測(cè)試終端，另一個(gè)是T0終端和參考終端。在實(shí)際測(cè)量中，應(yīng)使用小于精密的毫伏表或輸入/輸出卡測(cè)量熱電偶產(chǎn)生的毫伏信號(hào)。

根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，目前使用的熱電偶主要是鉑銠10-鉑、鎳鉻鎳硅、鎳鉻銅鎳、鉑銠30-鉑銠6等。熱電偶。它們都具有熱電性能穩(wěn)定、理化性能穩(wěn)定、不易氧化腐蝕、電阻溫度系數(shù)小、電導(dǎo)率高、熱電動(dòng)勢(shì)隨溫度線性變化、材料工藝性好、易于加工等特點(diǎn)。目前，秦山二期使用鉑銠10-鉑和鎳鉻鎳硅熱電偶?，F(xiàn)在熱電偶有裝甲熱電偶。結(jié)構(gòu)類(lèi)似鎧裝熱阻，也由熱電偶體、絕緣材料和保護(hù)管組成。

熱電偶在應(yīng)用中，主要有兩個(gè)基本定律:中間導(dǎo)體定律和中間溫度定律。

中間導(dǎo)體定律:當(dāng)材料a和b構(gòu)成的熱電偶的T0端分開(kāi)，引入第三導(dǎo)體c時(shí)，回路的總電動(dòng)勢(shì)為eabc (t，t0) = eab (t)-eab (t0)，即當(dāng)?shù)谌龑?dǎo)體兩端溫度相同時(shí)，不會(huì)影響熱電偶的原始電動(dòng)勢(shì)。

中間溫度定律:在熱電偶環(huán)型中，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)在溫度T和t0時(shí)的溫差電動(dòng)勢(shì)等于熱電偶溫度T、ta和Ta和t0時(shí)溫差電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。Eab (t，t0) = eab (t，ta)-eab (ta，t0)

使用熱電偶的中間導(dǎo)體定律和中間溫度定律，我們可以斷開(kāi)熱電偶T0的末端，接入毫伏表進(jìn)行測(cè)量，并可以遠(yuǎn)距離測(cè)量。為了將熱電偶的參考端引入恒溫T0或補(bǔ)償器，有必要擴(kuò)展熱電偶。為了節(jié)省貴金屬或暫時(shí)延長(zhǎng)，我們通常延長(zhǎng)補(bǔ)償導(dǎo)線。補(bǔ)償導(dǎo)體由熱電性能類(lèi)似于工作熱電偶的材料制成。它用于將熱電偶的參考端延伸到所需位置，而不會(huì)引入超出工作熱電偶回路允許極限的任何誤差。

熱電偶: 熱電偶電動(dòng)勢(shì)輸出是熱電偶兩個(gè)節(jié)點(diǎn)溫度的函數(shù)差。為了保持溫度和電動(dòng)勢(shì)的線性，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度必須保持恒定。標(biāo)準(zhǔn)分度表基于參考端為0℃時(shí)電動(dòng)勢(shì)和溫度的相應(yīng)值。在實(shí)際應(yīng)用中，參考端不會(huì)保持在0℃，因此我們采用了一些補(bǔ)償方法。我們將盡較大努力將參考端保持在恒定溫度t a。檢查標(biāo)準(zhǔn)分度表并計(jì)算后，我們可以得到溫度值，E (T，T0)=E (T，Ta)+E(Ta，T0)。現(xiàn)在，輔助儀器可以自動(dòng)補(bǔ)償參考端的溫度。有潛在的自動(dòng)補(bǔ)償方法和橋式自動(dòng)補(bǔ)償方法。

1.1.3膨脹式溫度計(jì)
膨脹式溫度計(jì)利用物體熱膨脹的原理進(jìn)行測(cè)量。z通常存在于酒精溫度計(jì)、汞溫度計(jì)中。液體膨脹溫度計(jì)測(cè)量的上限和下限受液體蒸發(fā)和凝固溫度的限制，z的小刻度可以達(dá)到0.1℃。還有溫度計(jì)，通常是雙金屬溫度計(jì)，它使用固體膨脹來(lái)測(cè)量溫度。它由兩種不同膨脹系數(shù)的金屬制成，一端固定。在熱膨脹過(guò)程中，由于膨脹系數(shù)不同，自由端會(huì)有一定的角位移。該角位移通過(guò)透射放大機(jī)構(gòu)并驅(qū)動(dòng)指針指示相應(yīng)的溫度。另一種方法使用由密封容器中液體的熱膨脹或蒸發(fā)引起的壓力變化來(lái)測(cè)量相應(yīng)的溫度。

1.1.4輻射溫度計(jì)
任何物體加熱后都會(huì)有一些熱能轉(zhuǎn)化為輻射能。物體的溫度越高，輻射到周?chē)臻g的能量就越多。輻射能將以波長(zhǎng)范圍非常寬的波形表示，從短波開(kāi)始，包括x光、紫外線、可見(jiàn)光、紅外線和電磁波。一般來(lái)說(shuō)，可見(jiàn)光和紅外光主要用于工程中的溫度測(cè)量。輻射測(cè)溫屬于非接觸測(cè)溫，可應(yīng)用于許多測(cè)溫不好的場(chǎng)合。然而，輻射測(cè)溫一般應(yīng)用于900℃以上的高溫，但科學(xué)技術(shù)正在發(fā)展。目前溫度計(jì)利用紅外測(cè)溫原理可以測(cè)量人體體溫等低溫。

擴(kuò)展讀數(shù):明宇自控溫度計(jì)

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