溫度類儀表培訓(xùn)資料(已修改)
2025-03-23 21:43 本頁面
【正文】 第一節(jié) 溫度測量儀表 概 述 熱電偶溫度計(jì) 熱電阻溫度計(jì) 通過本節(jié)的學(xué)習(xí)了解溫度傳感器的分類和發(fā)展趨勢；掌握熱電偶定律；掌握熱敏電阻不同類型的特點(diǎn)及應(yīng)用場合； 第一節(jié) 概 論 溫度傳感器是實(shí)現(xiàn)溫度檢測和控制的重要器件 。 在種類繁多的傳感器中 ， 溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛 、 發(fā)展最快的傳感器之一 。 ?溫度是與人類生活息息相關(guān)的物理量。 ?在 2023多年前，就開始為檢測溫度進(jìn)行了各種努力，并開始使用溫度傳感器檢測溫度。 ?人類社會(huì)中，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研、國防、醫(yī)學(xué)及環(huán)保等部門都與溫度有著密切的關(guān)系。 ?工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化流程 ,溫度測量點(diǎn)要占全部測量點(diǎn)的一半左右。 溫度是反映物體冷熱狀態(tài)的物理參數(shù)。 因此，人類離不開溫度，當(dāng)然也離不開溫度傳感器。 一、溫度的基本概念 熱平衡：溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量。 分子物理學(xué)：溫度反映了物體內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。 能量：溫度是描述系統(tǒng)不同自由度間能量分配狀況的物理量。 表示溫度大小的尺度是溫度的標(biāo)尺，簡稱溫標(biāo)。 1熱力學(xué)溫標(biāo) 2國際實(shí)用溫標(biāo) 3攝氏溫標(biāo) 4華氏溫標(biāo) 如果在式中再規(guī)定一個(gè)條件 ,就可以通過卡諾循環(huán)中的傳熱量來完全地確定溫標(biāo) 。 1954年 ， 國際計(jì)量會(huì)議選定水的三相點(diǎn)為， 并以它的 1/ ， 這樣熱力學(xué)溫標(biāo)就完全確定了 ， 即 T=(Q1/Q2)。 1848年威廉 湯姆首先提出以熱力學(xué)第二定律為基礎(chǔ) ， 建立溫度僅與熱量有關(guān) ， 而與物質(zhì)無關(guān)的熱力學(xué)溫標(biāo) 。 因是開爾文總結(jié)出來的 ， 故又稱開爾文溫標(biāo) ， 用符號 K表示 。 它是國際基本單位制之一 。 根據(jù)熱力學(xué)中的卡諾定理 ， 如果在溫度 T1的熱源與溫度為 T2的冷源之間實(shí)現(xiàn)了卡諾循環(huán) ， 則存在下列關(guān)系式 1．熱力學(xué)溫標(biāo) Q1——熱源給予熱機(jī)的傳熱量 Q2——熱機(jī)傳給冷源的傳熱量 2121TT ?為解決國際上溫度標(biāo)準(zhǔn)的同意及實(shí)用問題 ， 國際上協(xié)商決定 ， 建立一種既能體現(xiàn)熱力學(xué)溫度 （ 即能保證一定的準(zhǔn)確度 ） ， 又使用方便 、 容易實(shí)現(xiàn)的溫標(biāo) ， 即國際實(shí)用溫標(biāo) International Practical Temperature Scale of 1968(簡稱 IPTS68)， 又稱國際溫標(biāo) 。 2．國際實(shí)用溫標(biāo) 注意：攝氏溫度的分度值與開氏溫度分度值相同，即溫度間隔 1K=1℃ 。 T0是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的融化溫度， T0 = K。 。 1968年國際實(shí)用溫標(biāo)規(guī)定熱力學(xué)溫度是基本溫度，用 t表示，其單位是開爾文，符號為 K。 1K定義為水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的 1/，水的三相點(diǎn)是指純水在固態(tài)、液態(tài)及氣態(tài)三項(xiàng)平衡時(shí)的溫度，熱力學(xué)溫標(biāo)規(guī)定三相點(diǎn)溫度為 K，這是建立溫標(biāo)的惟一基準(zhǔn)點(diǎn)。 3．?dāng)z氏溫標(biāo) 是工程上最通用的溫度標(biāo)尺 。 攝氏溫標(biāo)是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 (即101325Pa)下將水的冰點(diǎn)與沸點(diǎn)中間劃分一百個(gè)等份 ， 每一等份稱為攝氏一度 (攝氏度 ， ℃ )， 一般用小寫字母 t表示 。 與熱力學(xué)溫標(biāo)單位開爾文并用 。 攝氏溫標(biāo)與國際實(shí)用溫標(biāo)溫度之間的關(guān)系如下： 4．華氏溫標(biāo) 目前已用得較少，它規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的融點(diǎn)為 32華氏度，水的沸點(diǎn)為 212華氏度，中間等分為 180份，每一等份稱為華氏一度，符號用 ℉ ，它和攝氏溫度的關(guān)系如下： T=t+ K t= ℃ m=+32 ℉ n= 5/9 (m32) ℃ 二 . 溫度傳感器的分類及特點(diǎn) ?接觸式溫度傳感器 ?非接觸式溫度傳感器 接觸式溫度傳感器的特點(diǎn)：傳感器直接與被測物體接觸進(jìn)行溫度測量，由于被測物體的熱量傳遞給傳感器， 降低了被測物體溫度 ，特別是被測物體熱容量較小時(shí)，測量精度較低。因此采用這種方式要測得物體的真實(shí)溫度的前提條件是 被測物體的熱容量要足夠大 。 非接觸式溫度傳感器主要是利用被測物體熱輻射而發(fā)出紅外線，從而測量物體的溫度，可進(jìn)行遙測。其制造成本較高，測量精度卻較低。優(yōu)點(diǎn)是：不從被測物體上吸收熱量；不會(huì)干擾被測對象的溫度場；連續(xù)測量不會(huì)產(chǎn)生消耗；反應(yīng)快等。 溫差熱電偶（簡稱熱電偶）是目前溫度測量中使用最普遍的傳感元件之一。它除具有結(jié)構(gòu)簡單，測量范圍寬、準(zhǔn)確度高、熱慣性小，輸出信號為電信號便于遠(yuǎn)傳或信號轉(zhuǎn)換等優(yōu)點(diǎn)外，還能用來測量流體的溫度、測量固體以及固體壁面的溫度。微型熱電偶還可用于快速及動(dòng)態(tài)溫度的測量。 熱電偶溫度計(jì) ★ 熱電偶的工作原理 ★熱電偶回路的性質(zhì)
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