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    測溫儀表基礎(chǔ)知識(shí)介紹

    時(shí)間:2009-2-26閱讀:2351
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    一、溫度測量的基本概念
    溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量,而用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)(零點(diǎn))和測量溫度的基本單位。目前上用得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)和實(shí)用溫標(biāo)。
    華氏溫標(biāo)(oF)規(guī)定:在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰的熔點(diǎn)為32度,水的沸點(diǎn)為212度,中間劃分180等分,每第分為報(bào)氏1度,符號(hào)為oF。
    攝氏溫度(℃)規(guī)定:在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰的熔點(diǎn)為0度,水的沸點(diǎn)為100度,中間劃分100等分,每第分為報(bào)氏1度,符號(hào)為℃。
    熱力學(xué)溫標(biāo)又稱開爾文溫標(biāo),或稱溫標(biāo),它規(guī)定分子運(yùn)動(dòng)停止時(shí)的溫度為零度,記符號(hào)為K。
    實(shí)用溫標(biāo)是一個(gè)協(xié)議性溫標(biāo),它與熱力學(xué)溫標(biāo)相接近,而且復(fù)現(xiàn)精度高,使用方便。目前通用的溫標(biāo)是1975年第15屆權(quán)度大會(huì)通過的《1968年實(shí)用溫標(biāo)-1975年修訂版》,記為:IPTS-68(Rev-75)。但由于IPTS-68溫示存在一定的不足,計(jì)量委員會(huì)在18屆計(jì)量大會(huì)第七號(hào)決議*予1989年會(huì)議通過了1990年溫標(biāo)ITS-90,ITS-90溫標(biāo)替代IPTS-68。我國自1994年1月1日起全面實(shí)施ITS-90溫標(biāo)。
    1990年溫標(biāo)(ITS-90)簡介如下。
    1.溫度單位
    熱力學(xué)溫度(符號(hào)為T)是基本功手物理量,它的單位為開爾文(符號(hào)為K),定義為水三相點(diǎn)的熱力學(xué)溫度的1/273.16。由于以前的溫標(biāo)定義中,使用了與273.15K(冰點(diǎn))的差值來表示溫度,因此現(xiàn)在仍保留這各方法。
    根據(jù)定義,攝氏度的大小等于開爾文,溫差亦可以用攝氏度或開爾文來表示。
    溫標(biāo)ITS-90同時(shí)定義開爾文溫度(符號(hào)為T90)和攝氏溫度(符號(hào)為t90)
    2.溫標(biāo)ITS-90的通則
    ITS-90由0.65K向上到普朗克輻射定律使用單色輻射實(shí)際可測量的zui高溫度。ITS-90是這樣制訂的,即在全量程中,任何溫度的T90值非常接近于溫標(biāo)采納時(shí)T的*估計(jì)值,與直接測量熱力學(xué)溫度相比,T90的測量要方便得多,而且更為精密,并具有很高的復(fù)現(xiàn)性。
    3. ITS-90的定義
    *溫區(qū)為0.65K到5.00K之間, T90由3He和4He的蒸氣壓與溫度的關(guān)系式來定義。
    第二溫區(qū)為3.0K到氖三相點(diǎn)(24.5661K)之間T90是用氦氣體溫度計(jì)來定義.
    第二溫區(qū)為平衡氫三相點(diǎn)(13.8033K)到銀的凝固點(diǎn)(961.78℃)之間,T90是由鉑電阻溫度計(jì)來定義.它使用一組規(guī)定的定義固定點(diǎn)及利用規(guī)定的內(nèi)插法來分度.
    銀凝固點(diǎn)(961.78℃)以上的溫區(qū),T90是按普朗克輻射定律來定義的,復(fù)現(xiàn)儀器為光學(xué)高溫計(jì).
    二、溫度測量儀表的分類

    二、溫度測量儀表的分類
    溫度測量儀表按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。通常來說接觸式測溫儀表測溫儀表比較簡單、可靠,測量精度較高;但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交換,需要一定的時(shí)間才能達(dá)到熱平衡,所以存在測溫的延遲現(xiàn)象,同時(shí)受耐高溫材料的限制,不能應(yīng)用于很高的溫度測量。非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的,測溫元件不需與被測介質(zhì)接觸,測溫范圍廣,不受測溫上限的限制,也不會(huì)破壞被測物體的溫度場,反應(yīng)速度一般也比較快;但受到物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響,其測量誤差較大。
    三、熱電偶
    熱電偶是工業(yè)上zui常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是:
    ①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。
    ②測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量,某些特殊熱電偶zui低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),zui高可達(dá)+2800℃(如鎢-錸)。
    ③構(gòu)造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護(hù)套管,用起來非常方便。
    1.熱電偶測溫基本原理
    將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來,構(gòu)成一個(gè)閉合回路,如圖2-1-1所 示。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí),兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢,因而在 回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工 作的。
    2.熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成
    (1)熱電偶的種類
    常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶,它 有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn) 化熱電偶,一般也沒有統(tǒng)一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量。
    標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 我國從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),并S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。

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