热能与动力工程测试技术---第五章温度测量

按照温度测量范围： 超低温： 0～10K 低温： 10～800K
中高温： 800～1900K； 1900～2800K 超高温： 2800K以上
第二节
接触式温度计
一、膨胀式温度计
● 玻璃管液体温度计 （水银温度计）
水银的凝固点是 -38.87℃，沸点是356.7℃
☆特点：结构简单，使用方便，
价格便宜，准确度高，但易损 坏，只适合现场直接读数， 信号不能远传。
零度，人的体温为100度，单位为℉。
5 tc t F 32 9
☆ 热力学温标： 热力学温标是英国物理学家开尔文于1848年
提出，是以卡诺循环为基础。
T2 Q2
卡诺 热机
Q1
T2 Q2 T1 Q1
T1
由于水的三相点(273.16K)的稳定性能长期
维持在0.1mK范围内。因此，1954年第10届 国际计量大会决定采用水的三相点作为热力 学温际的基本固定点，温标的表达式为：
力表，测得的为相对压力（表压）。
● 双金属温度计
利用线膨胀系数差别较大的两种金属材料 制成双层片状元件，在温度变化时因弯曲变形 而使其另一端有明显位移，借此带动指针就构 成双金属温度计。
二、热电阻温度计
电阻丝采用双线并绕法绕制在具有一定形状的云母、 石英或陶瓷塑料支架上，支架起支撑和绝缘作用。 目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。
n 露出部分液柱所占的度数。
γ = 0.00016 视膨胀系数。
全浸入式温度计 温度计的整个液柱浸入被测温介质中，使液柱 面与介质表面尽可能处于同一平面上。
Δt γn tB t A
温度计测量时的读数
● 压力式温度计
原理：密闭系统内的气体或液体受热后压力变化
压力式温度计中，通常填充的感温物质可分为
名称 铂铑10-铂 铂 铑 30- 铂 铑6 铂铑13-铂 分度 号 S B R 名称 铜-康铜 镍铬-康 铜 铁-康铜 分 度 号 T E J 名称 镍铬-镍硅 分度 号 K
便可从分度表上查出对应的温度值。
2）铜热电阻(WZC)
测温范围和应用：50℃～100℃，工业用温度计；
百度电阻比：W(100)≥1.425， 精度：50℃～50℃，0.5℃，
50℃～100℃，(1％)t
电阻－温度特性：Rt=R0 (1 + t )， 在测温范围内线性。 分度号：Cu100，Cu50，等。
多用二甲苯，甘油，甲醇等。 特点：体积较充气式小，热惯性大 优点：简单可靠，不用电源，不怕震；
三种压力式温度计，充液式精度最高，充低沸点
液体式热惯性最小，充气式测量范围最大。
影响精度的主要原因：
1）浸入深度问题
要求压力式温度计的温泡必须全部浸入被测介质
之中，因为标定是按温泡全浸入条件下进行的。 2）环境温度变化对仪表示值的影响。 3）大气压力变化对示值的影响。 因为这种温度计的显示仪表都是弹簧管式压
Q2 T 273.16 K Q1
水的冰点和三相点的热力学温度相差0.01K，因此
T t 273.15
☆ 国际实用温标： 是一个国际协议性温标，它与热力学温标
相接近，而且复现精度高，使用方便 。
● 温度计分类
据传感器的测温方式： 接触式：膨胀式、电阻式、热电偶式 非接触式： 辐射式 接触式的精度高、响应慢、受高温限制 非接触式的精度低、响应快、受低温限制
工业用标准热电阻：W(100)≥1.391，
精度：200℃～0℃，1℃；
0℃～100℃，0.5℃；
100℃～650℃，(0.5％)t 我国规定工业用铂热电阻有R0=10Ω和
R0=100Ω两种，它们的分度号分别为Pt10和
Pt100，其中以Pt100为常用。 铂热电阻不同分度号亦有相应分度表，即Rt-t 的关系表。实际测量中，只要测得热电阻的阻值Rt，
沸点液体的泡和蒸汽。 由于液体的饱和蒸气压是温度的单值函数，利用 该关系构成测温计。这种充低沸点液体式的温度计 又常叫饱和蒸汽压式温度计。
精度：1.5，2.5
特点是：热惯性小，但刻度是非线性的
3）充液式
充液式在结构上与充气式相同，其不同之处是
密闭系统中所充的是膨胀系数较大的液体，注意充
液时必须全部充满不留空隙。以前常用水银，我国
其他有机液体
常用：酒精、二甲苯、煤油 酒精的凝固点-177.5℃， 沸点：+78.5℃，可用于低温测量。
☆ 两个问题
1）零点漂移：定期校验零点位置 2）露出液柱的校正 半浸入式温度计 按规定深度浸入被测温介质的玻璃温度计， 当外露部分的环境温度与标定值不同时：
修正公式：
Δt γn tB t A
三类：充液式、充气式和充低沸点液体式三种。 1）充气式 一般多用氮气，压力与温度的关系接近线性。 特点：充气式仪表的温度刻度一般比较均匀，测温 范围一般为-100℃～500 ℃ 。
精度等级常见的有：1.5，2.5级。
2）充低沸点液体 所充的液体是低沸点液体，并且在温泡中只充一
半低沸点液体，以便于使密闭系统中存有一定的低
1）铂热电阻(WZP) 特点：精度高、稳定性好、性能可靠。
测温范围和应用： －259.34～630.74℃
温度基准、标准用 电阻比： W(100)—纯度； W(100)＝R100 / R0 基准铂热电阻：W(100)≥1.39256 纯度99.9995％； 精度：0.001℃～0.0001℃
第五章 温度wk.baidu.com量
第一节 概述
● 温度的概念
宏观： 表征物体冷热程度；
微观： 大量分子运动平均动能的度量。 ● 温标 用来度量温度高低的尺度，规定了温度的 零点和基本测量单位。各类温度计的刻度均由 温标确定。 常用温标：
热力学温标、国际实用温标、摄氏温标、华氏温标
☆摄氏温标：
所用标准仪器是水银玻璃温度计。 分度方法是规定在标准大气压力下，水的冰点 为零度，沸点为100度，水银体积膨胀被分为100 等份，对应每份的温度定义为1摄氏度，单位为℃。 ☆华氏温标： 所用标准仪器是水银玻璃温度计。 分度方法选取氯化铵和冰水混合物的温度为
优点：铜热电阻的电阻温度系数较大、线性性 好、价格便宜。 缺点：电阻率较低，电阻体的体积较大，热惯性 较大，稳定性较差，在100 ℃以上时容易氧化， 因此只能用于低温及没有侵蚀性的介质中。
二、热电偶温度计
国际电工委员会（ICE）对热电偶公认性能 比较好的材料制定了统一的标准，ICE推荐的标 准化热电偶7种。