【正文】 6/7) 絕對熱力學(xué)溫度（理論基礎(chǔ)） 絕 對 氣 體 溫 標 11 個 規(guī) 定 基 準 點 基 準 鉑 電 阻 溫 度 計 基 準 鉑 銠 鉑 熱 電 偶 基準溫度燈，基準光學(xué)高溫計 工作基準 鉑 電阻溫度計 工作基準 鉑銠 鉑 熱電偶 一等標準 鉑銠 鉑 熱電偶 一等標準 鉑電阻溫度計 一等標準 水銀溫度計 一等標準 光學(xué)高溫計 一等標準 溫度燈 二等標準 鉑銠 鉑 熱電偶 二等標準輻射高溫計 二等標準光學(xué)高溫計 二等標準溫度燈 三等標準 鉑銠 鉑 熱電偶 三等標準 鎳鉻 鎳硅 熱電偶 工業(yè)熱電偶 二等標準 鉑電阻溫度計 二等標準 貝克曼溫度計 二等標準水銀溫度計 貝克曼 溫度計 實驗室精密溫度計 二等 銅 康銅 熱電偶 低溫?zé)犭娕? 工業(yè)鉑 電阻溫度計 雙金屬壓力式溫度計 工業(yè)液體溫度計 實驗室 液體 溫度計 二等標準 輻射高溫計 高溫?zé)犭娕? 工業(yè)輻射高溫計 工業(yè)光學(xué)高溫計 光電比色高溫計 溫度標準傳遞系統(tǒng) 溫度標準和測量方法 (7/7) 組成熱電偶的兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體稱為 熱電極 ；放置在被測溫度為 T 的介質(zhì)中的接點叫做 測量端（或工作端、熱端） ；另一個接點通常置于某個恒定的溫度 T0（如 0℃ ），叫做 參考端（或自由端、冷端） 。這個物理現(xiàn)象稱為 熱電效應(yīng)或塞貝克效應(yīng) ，相應(yīng)的電動勢稱為 塞貝克電動勢 。 在熱電偶回路中，產(chǎn)生的熱電動勢由兩部分組成：溫差電動勢和接觸電動勢。結(jié)果高溫端因失去電子而帶正電，低溫端因得到電子而帶負電，在高、低溫兩端之間便形成一個從高溫端指向低溫端的靜電場 Es 。此時，在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生的電位差稱為 溫差電動勢 。括號中 T和 T0的順序決定了電動勢的方向。 K — 玻爾茲曼常數(shù)， K＝ 10－ 23J/K。 上述兩式表明，溫差電動勢的大小只與導(dǎo)體的種類及導(dǎo)體兩端溫度。當電子擴散的能力與靜電場的阻力達到動態(tài)平衡時， A 、 B 之間所形成的電位差稱為接觸電動勢 。 )()(ln)(BAAB TNTNeKTTE ?式中： e — 電子電荷量， e= 10－ 19 C。 熱電偶溫度計 (4/17) ? 熱電偶回路的熱電動勢 當兩種不同的均質(zhì)導(dǎo)體 A和 B首尾相接 組成閉合回路時，如果 NA NB， 而且 T T0，則在這個回路內(nèi)，將會產(chǎn)生兩 個接觸電動勢 EAB(T)、 EAB(T0)和兩個溫差電動勢 EA(T， T0)、 EB(T， T0)。在熱電偶的回路中，因 NA NB，所以導(dǎo)體 A為正極， B為負極。 熱電偶溫度計 (6/17) 熱電偶基本定律 ? 均質(zhì)導(dǎo)體定律 如果只用一種均質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，則不論其導(dǎo)體是否存在溫差，回路中均不會產(chǎn)生電流（即不產(chǎn)生電動勢）；反之，如果回路中出現(xiàn)電流，則證明此導(dǎo)體是非均質(zhì)的。 推論 2： 熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A、 B組成，否則即使兩結(jié)點的溫度不同，在回路中也不會產(chǎn)生溫差電動勢。 熱電偶溫度計 (7/17) ? 中間溫度定律 熱電偶 AB在接點溫度為 T T3時的熱電動勢 EAB(T1, T3)等于熱電偶 AB在接點溫度為 T T2和 T T3時熱電動勢 EAB(T1, T2)和 EAB(T2, T3)的代數(shù)和，即 EAB(T1, T3)＝ EAB(T1, T2)＋ EAB(T2, T3) 中間溫度定律為制定熱電偶的分度表奠定了理論基礎(chǔ)。 熱電偶溫度計 (8/17) 標準化熱電偶 ? 標準化熱電偶 工業(yè)用熱電極材料應(yīng)滿足以下要求： 1) 物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，溫差電特性顯著，復(fù)現(xiàn)性好，同種材料的電極之間具有良好的互換性，且不為測溫介質(zhì)所腐蝕，高溫下不被氧化。 3) 材質(zhì)均勻，塑性好，易拉絲，成批生產(chǎn)。以鉑銠 30（ 鉑 70% ，銠30%）為正極，鉑銠 6（鉑 94%，銠 6%）為負極。長 期使用的最高溫度可達 1 600 ℃ ，短期使用溫度可達 1 800 ℃ 。 ? 鉑銠 10鉑熱電偶（分度號 S） 鉑銠 10為正極，純鉑絲為負極。其測溫上限長期使用可達 1 300 ℃ ，短期可達 1 600 ℃ 。 熱電偶溫度計 (10/17) ? 鎳鉻 鎳鋁或鎳鉻 鎳硅熱電偶（分度號 K） 以鎳鉻合金為正極，鎳鋁 (或鎳硅 )合金為負極，是一種廉價金屬熱電偶。 ? 鎳鉻 康銅熱電偶（分度號 F） 以鎳鉻合金為正極，康銅 (含鎳 40%的鎳銅合金 )為負極。熱電動勢大，價格便宜，低溫下性能穩(wěn)定，尤其適宜在 0 ℃ 以下使用。銅熱電極容易氧化，一般在氧化性氣體中使用不宜超過 300 ℃ 。 熱電偶溫度計 (11/17) ? 熱電偶的結(jié)構(gòu) 普通型熱電偶 由熱電極、絕緣子、保護套管及接線盒四部分組成。 熱電偶溫度計 (12/17) 鎧裝熱電偶 將熱電偶絲與絕緣材料及金屬套管經(jīng)整體復(fù)合拉伸工藝加工而成可彎曲的堅實組合體。只有將冷端的溫度恒定，熱電動勢才是熱端溫度的單值函數(shù)。為此，必須采取一些相應(yīng)的措施進行補償或修正。冰浴法適用于實驗室或精密溫度測量。如果冷端溫度不為 0℃ ，如冷端溫度恒定在 T0 0℃ 時，則測得的熱電勢將小于該熱電偶的分度值，為了求得真實溫度，可利用 EAB(T1, T3) ＝ EAB(T1, T2)＋ EAB(T2, T3)修正。 補償導(dǎo)線的熱電特性須與所取代的熱電偶絲一樣。 熱電偶溫度計 (15/17) 常用熱電偶補償導(dǎo)線 熱電偶名稱 補償導(dǎo)線 工作端為 100 ℃ 冷端為 0 ℃ 時的標準熱電勢 /mV 正極 負極 材料 顏色 材料 顏色 鉑銠 鉑 銅 紅 鎳銅 白 177。 鎳鉻 康銅 鎳鉻 褐綠 康銅 白 177。 熱電偶溫度計 (16/17) ? 冷端補償器 利用不平衡電橋所產(chǎn)生的不平衡電壓來補償熱電偶參考端溫度變化而引起的熱電動勢的變化。 在常溫下（取冷端溫 度 t0 ＝ 20 ℃ ）使電橋 平衡，當 t0偏離 20 ℃ ， 如 t0升高時， Rcu 隨 t0 升高而增大，則橋路 輸出 uab也隨之增大 , 而熱電偶回路中的總 熱電動勢隨 t0 的升高