溫標(biāo)、溫度測(cè)量及控制

1、溫度測(cè)量常用溫度計(jì) 按工作方式分類：膨脹式、壓力式、電阻式、電偶式、光學(xué)式。 按熱傳遞方式分類：接觸式、非接觸式。 1、水銀溫度計(jì) 適用范圍：35360，750(用石英或硬質(zhì)玻璃管并充入惰性氣體)。 分度值：2、1、0.5、0.2、 0.1（精密溫度計(jì)） 貝克曼溫度計(jì)的分度值為0.01。使用水銀溫度計(jì)時(shí)須做以下校正： (1)讀數(shù)校正： 以高純物質(zhì)的相變溫度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校正。 以標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)作圖進(jìn)行校正。 (2)露出(莖)校正： 使用全浸式溫度計(jì)時(shí)須進(jìn)行該項(xiàng)校正(半浸式水銀溫度計(jì)不需校正)。校正公式為：)(106 . 1)()(14環(huán)境測(cè)測(cè)環(huán)境測(cè)環(huán)境測(cè)ttttttnkttnknkt式中：K水銀

2、對(duì)玻璃的相對(duì)膨 脹系數(shù)。 n露出長(zhǎng)度，以溫差表示。 t溫度計(jì)在體系與環(huán)境間的刻度值。2、熱電偶溫度計(jì) 一對(duì)不同金屬導(dǎo)線的組合。測(cè)溫原理 ： A(t,t0):溫差電勢(shì)。與材料的特性及溫度有關(guān)。 AB(t):接觸電勢(shì)。與兩材料的特性及溫度有關(guān)。為定值時(shí)）（當(dāng)，。，0)()()()()()()()(00000tCEtABtABtABttAtABttBtABttAB 為建立回路電勢(shì)EAB(t)與溫度t間的關(guān)系，須確定C值，稱為自由端的溫度補(bǔ)償，常用以下兩種方法： (1)自由端恒溫法 定義：AB(0)0，這時(shí)：EAB(t)AB(t)，即EAB(t)隨溫度的變化呈現(xiàn)線性變化，作出EAB(t)與t的關(guān)系圖即

3、工作曲線。 將工作端放入熱源中，測(cè)出回路電勢(shì)值，查工作曲線即可得到熱源的溫度值。 工作曲線： 線路連接圖為： (2)自由端溫度校正法 將自由端置于室溫下，工作端放入熱源中，測(cè)出回路電勢(shì)值，查工作曲線即可得到熱源與室溫的溫度差值。即： t查t熱源t室溫 t熱源t查t室溫 線路連接圖為： 由于通常室溫變化較大，因此，在精密測(cè)溫時(shí)，通常采用自由端恒溫法，在溫度測(cè)量精度要求不高的測(cè)量中，可采用自由端溫度校正法。 在與電勢(shì)測(cè)量?jī)x進(jìn)行連接時(shí)，須引入第三種導(dǎo)體，第三種導(dǎo)體對(duì)回路電勢(shì)的影響稱為中間導(dǎo)體定律：0)()()(000tACtBCtABE)()()(000tABtACtBC)()()()()()()(

4、)()()(0000000tABtABtACtBCtABttAtACtBCttBtABE， 即：引入第三種導(dǎo)體 C時(shí)，只要第三種導(dǎo)體 C兩端溫度相同，對(duì)回路總電勢(shì)無影響。該定律稱為中間導(dǎo)體定律。 對(duì)熱電偶溫度計(jì)的要求：物理、化學(xué)性能穩(wěn)定、熱電性能好、電阻溫度系數(shù)小、導(dǎo)熱率高、熱容小、有良好的機(jī)械加工性能、價(jià)廉。 熱電偶溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：靈敏度較高：0.01，若將熱電偶組成熱電偶堆，靈敏度可達(dá)0.0001；復(fù)現(xiàn)性好；量程寬；非電量變換。常用的熱電偶溫度計(jì)： (1)鎳鉻鎳硅(鋁) 測(cè)量溫度：01100，短時(shí)間使用，最高可到1300。電勢(shì)變化為：045.108mV(01100)。分度號(hào)為EU2。 (2)

5、鉑銠(10)鉑 測(cè)量溫度：01300，短時(shí)間使用，最高可到1600。電勢(shì)變化為：016.771mV(01600)。分度號(hào)為L(zhǎng)B3。 3、電阻溫度計(jì) 利用金屬或半導(dǎo)體本身的電阻和溫度的關(guān)系制成的溫度計(jì)。 金屬：具有正的溫度系數(shù)。常用的有：鉑、銅、鎳。特別是鉑具有良好的低溫特性。在低溫區(qū)用作標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)。 半導(dǎo)體：具有負(fù)的溫度系數(shù)。半導(dǎo)體本身的電阻與溫度間是非線性關(guān)系，但當(dāng)溫度變化很小時(shí)，可以看作是線性關(guān)系，常用做溫差溫度計(jì)。 電阻溫度計(jì)的標(biāo)定同熱電偶溫度計(jì)。 4、精密數(shù)字溫差計(jì) 利用鉑電阻測(cè)量溫度差的電子儀器，只能測(cè)量溫度差，不能測(cè)量溫度絕對(duì)值。 精度：0.001；測(cè)量范圍19.999。 5、光學(xué)高溫計(jì) 對(duì)高溫測(cè)量，接觸式溫度計(jì)的應(yīng)用受到很大的限制，在金點(diǎn)以上，一般均利用黑體輻射時(shí)輻射能量或輻射波長(zhǎng)與溫度之間的函數(shù)關(guān)系，設(shè)計(jì)出各種光學(xué)溫度計(jì)。1)exp(1251)(TCCET式中，是物體的輻射系數(shù)，它因物體的材料表面性狀而異，絕對(duì)黑體的絕對(duì)1，C1、C2均為常數(shù)。物體輻射的能量E與波長(zhǎng)、溫度T之間遵循普朗克公式： 對(duì)應(yīng)于不同的溫度，可以得到一條條能量波長(zhǎng)分布曲線，如圖所示： 但要測(cè)量輻射能量的絕對(duì)值是比較困難的，如能測(cè)定兩個(gè)溫度下輻射能量的比值，從某一已知溫度也可以求算出另一溫度來。 例如，測(cè)定金點(diǎn)