八年級上冊12溫度的測量北師大版7-資料下載頁
2024-11-30 12:56本頁面
【導(dǎo)讀】溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度是描述系統(tǒng)不同自由度能量分布狀況的物。溫度的宏觀概念是建立在熱平衡基礎(chǔ)上的。任意兩個冷熱程度不同的物體相互接觸，遞現(xiàn)象才能停止。這也就是熱力學(xué)第零定。溫度的微觀概念表明：物體溫度的高低標(biāo)志。度，即對其分子平均動能大小的一種量度。顯然物體的物理化學(xué)特性與溫度密切相關(guān)。衡時，則它們就具有相同的溫度。就是設(shè)計與制作溫度計的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)。必須是單調(diào)函數(shù)，最好是線性的。隨溫度變化的屬性應(yīng)是容易測量的，且輸出信號較強(qiáng)，以保證儀表的靈敏度和測量精確度。應(yīng)有較寬的測量范圍。有較好的復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性。溫度計的刻度數(shù)值均由溫標(biāo)確定。100格，每格為攝氏1度，符號為℃。標(biāo)，它規(guī)定分子運動停止時的溫度為絕對零度。盡可能接近熱力學(xué)溫標(biāo)。復(fù)現(xiàn)精度高，各國均能以很高的準(zhǔn)確度復(fù)現(xiàn)。稱IPTS-68，它是由1968年國際權(quán)度會議通過的。接觸法與非接觸法兩大類。物體溫度，這種測溫方式稱為非接觸法。
【正文】 3）熱電阻感溫部分體積比熱電偶的熱接點大得多，因此不宜測量點溫度與動態(tài)溫度，半導(dǎo)體熱敏電阻雖然體積較小，但其穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性卻較差。 熱電阻的電阻值與溫度的關(guān)系特性有三種表示方法： 作圖法 函數(shù)表示法 列表法 二、常用熱電阻元件 1． 鉑熱電阻 ? 特點： 精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。在氧化性的氣氛中，甚至在高溫下的物理化學(xué)性質(zhì)都非常穩(wěn)定。它易于提純，復(fù)現(xiàn)性好，有良好的工藝性，可以制成極細(xì)的鉑絲或極薄的鉑箔。與其他熱電阻材料相比，有較高的電阻率。 ? 缺點： 電阻溫度系數(shù)較小，在還原性氣氛中，特別是在高溫下易被沾污變脆，價格較貴。 ? 在－ 200℃ ~ 0℃ 范圍內(nèi) ， 鉑的電阻溫度關(guān)系為 Rt = R0 [ 1 + At + Bt2 + C( t－ 100 )t3 ] ? 在 0 ~ 650℃ 范圍內(nèi) ， 其關(guān)系為 Rt = R0 ( 1 + At + Bt2 ) 式中 ， A、 B、 C —— 分度常數(shù) 。 ? 鉑的純度用百度電阻比 W（ 100） 表示 ， 即 W（ 100） = R100 / R0 式中 ， R100 —— 100℃ 時鉑電阻值； R0 —— 0℃ 時鉑電阻值 。 ? W（ 100） 越高 ， 則其純度越高 。 2． 銅熱電阻 ? 特點： 它的電阻值與溫度的關(guān)系是線性的 ， 電阻溫度系數(shù)也比較大 ， 而且材料易提純 ， 價格比較便宜 ， 但它的電阻率低 ， 易于氧化 。 ? 在－ 50℃ ~ 150℃ 范圍內(nèi) ， 銅的電阻溫度關(guān)系為 Rt = R0 ( 1 + αt ) 式中， α—— 銅的電阻溫度系數(shù)。 某銅電阻在 20℃ 時的阻值 R20＝， α＝ 103℃ 1，求該熱電阻在 100℃ 時的阻值。 3. 鎳熱電阻 ? 特點： 電阻溫度系數(shù)較鉑大，約為鉑的。 ? 在－ 50～ 150℃ 內(nèi)，其電阻與溫度關(guān)系為 Rt=100++ 103t2+ 109t4 4． 半導(dǎo)體熱敏電阻 大多數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻具有負(fù)的溫度系數(shù) ，其電阻值與溫度的關(guān)系為 RT = AeB/T 半導(dǎo)體熱敏電阻通常用鐵、鎳、錳、鈷、鉬、鈦、鎂、銅等復(fù)合氧化物高溫?zé)Y(jié)而成。 與金屬熱電阻相比 ， 半導(dǎo)體熱敏電阻具有如下優(yōu)點： （ 1） 具有較大的負(fù)電阻溫度系數(shù) ， 約為－ ( 3 ~ 6 )%， 因此靈敏度比較高； （ 2） 半導(dǎo)體材料的電阻率遠(yuǎn)比金屬材料大得多 ， 因此它的體積可做得非常小 ， 同時熱慣性就小并適合用于測量點溫度與動態(tài)溫度； （ 3） 電阻值很大 ， 故連接導(dǎo)線的電阻變化的影響可以忽略； （ 4） 結(jié)構(gòu)簡單 。 它的 缺點 是同種半導(dǎo)體熱敏電阻的電阻溫度特性分散性大，非線性嚴(yán)重，元件性能不穩(wěn)定，因此互換性差，精度較低。 三、特殊熱電阻 1. 鎧裝熱電阻 2. 薄膜鉑熱電阻 3. 厚膜鉑熱電阻 四、熱電阻測溫電路 ? 平衡電橋測溫 ? 不平衡電橋測溫 五、熱電阻的校驗 1. 比較法 2. 兩點法 只需要冰點槽和水沸點槽，分別測得R0和 R100，檢查 R0值和 R100/R0的比值是否滿足技術(shù)數(shù)據(jù)指標(biāo)。 六、熱電阻的選擇與誤差分析 1. 熱電阻的選用原則 ? 測溫范圍 ? 測溫準(zhǔn)確度 ? 測溫環(huán)境 ? 成本 2. 熱電阻測溫系統(tǒng)的誤差分析 熱電阻分度號 溫度 ℃ 電阻值 Ω Cu50 Cu100 Pt10 Pt100 85 134 140 155 某個測量熱電阻阻值的顯示儀表是按初始阻值 R0＝ 100Ω， α0＝ 103℃ 1分度的，但實際的 R0‘＝ ， α0’＝ 103℃ 1，求儀表示值為 的測溫誤差。 紅外線溫度計 3． 熱電偶的類型 （ 1） S型 （ 鉑銠 10— 鉑 ） 熱電偶 這是一種貴金屬熱電偶，它的特點是精度高，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，測溫上限高，適于在氧化或中性氣氛介質(zhì)中使用。另外，它的熱電勢較小，靈敏度較低，價格昂貴。它不僅可用于工業(yè)和實驗室測溫，更為重要的是它可以保存為基準(zhǔn)熱電偶和傳遞為各級標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。 （ 2） B型 （ 鉑銠 30— 鉑銠 6） 熱電偶 這是一種貴金屬熱電偶，它的特點是測溫上限短時可達(dá) 1800℃ ，測量精度高，適于在氧化或中性氣氛介質(zhì)中使用。但不宜在還原氣氛中使用，靈敏度較低，價格昂貴 。 （ 3） K型 （ 鎳鉻 — 鎳硅 ） 熱電偶 這是一種賤金屬熱電偶，它的特點是價格低廉，靈敏度高，復(fù)現(xiàn)性較好，高溫下抗氧化能力強(qiáng)，是工業(yè)和實驗室中大量采用的一種熱電偶。但在還原性介質(zhì)或含硫化物氣氛中易被侵蝕。 （ 4） T型 （ 銅 — 康銅 ） 熱電偶 這是一種賤金屬熱電偶，測量精度高，穩(wěn)定性好，低溫時靈敏度高，價格低廉。 （ 5） E型 （ 鎳鉻 — 康銅 ） 熱電偶 這是一種賤金屬熱電偶，在以上幾種熱電偶中它的靈敏度最高，但抗氧化及抗硫化物介質(zhì)的能力較差，適于在中性或還原性氣氛中使用。
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