温度计量

温度计量

摘要：本文介绍了温度的相关概念和一些温度计量的常用仪器及方法，简单涉及了温度计量的应用，简单说明了常用温度计的原理和使用方法，简单介绍了一个温度计量的实例，同时也介绍了温度计量的发展趋势。

关键词：温度温度计计量

Temperature measurement

Abstract: This paper introduces the concept about temperature and the common instruments and methods of temperature measurement , the commonly used about temperature measurement, involving the simple application and the principle of thermometer, simply introduced a temperature measurement example, and introduced the development trend of the temperature measurement.

Keywords: temperature thermometer measurement

一、概述

温度是一个重要的物理量，由于温度是强度量，它代表着物质内在性质，这就增加了人们对温度的理解和准确测量的难度。早期人们以直感出发，凭感觉或接触到的冷热程度区别温度的高低。用这种简单方法去认识温度，难以得出正确的结论。随着科学的发展，热力学和统计物理学的兴起，人们对温度的理解由定性发展到定量阶段，从而揭示了它的本质。

二、温度和温标的概念

1、温度

温度是用来表征物体冷热程度的物理量。热力学温度是国际单位制(SI)的七个基本量之一。

热力学温度符号为T，单位名称为开尔文，单位符号为K，定义为水三相点热力学温度的1/273.16。

摄氏温度符号为t，单位名称为摄氏度，符号为℃，其大小等于开尔文，即温差可以用开尔文或摄氏度来表示。

2、温标

温标的定义为:温度的量值表示方法。固定点、内插仪器以及函数关系构成温标的主要内容，简称为温度的“三要素”。

1991年7月1日起，我国施行“1990年国际温标( IST-90 )”。

1990国际温标是以热力学温度为基础，用其测定的任何温度，数值上更加接近热力学温度值，且这种测量容易实现并有较高的复现性。

热力学温度与摄氏温度的关系为

5.273//-=K T C t 。

对于1990国际温标(IST-90)可用下式表示

5.273//9090-=K T C t 。

三、热电偶

1、工作原理

两种成分不同的导体组成一个闭合的回路，当回路中温度不同时〔即存在温差)，即产生了热电势，这个现象称作热电效应。热电偶就是利用这个原理来测量温度的。

热电偶的测量端:A 与B 两种导体相互焊接，用来感受被测温度的一端称为测量端，也称工作端或热端。

热电偶的参比端:处在环境温度或测量温度的另一端称为参比端〔参考端)，也称为自由端或冷端。

2、种类

热电偶按用途可分为工业热电偶和标准热电偶。而工业热电偶按结构不同又可分为普通热电偶和铠装热电偶。

热电偶按热电极的材料可分为不同分度号的热电偶。

我国采用国际标准(IEC)生产的热电偶有以下8种:

铂铑10--铂热电偶(S 型);

铂铑13一铂热电偶(R 型);

铂铑30--铂铑6热电偶(B 型);

镍铬一镍硅热电偶(K 型);

镍铬硅一镍铬热电偶(N 型):

镍铬一铜镍合金(康铜)热电偶(E 型);

铁一铜镍合金(康铜)热电偶(J 型);

铜一铜镍合金(康铜)热电偶(T 型):

四、温度计简介

1、热电阻温度计

（1）工作原理

电阻温度计在科研和生产中经常用来测最-200℃--+600℃的温度。它具有测温范围宽、测温精度高、稳定性好、能远距离测量、便于实现温度控制和自动记录等优点。是使用较为广泛的一种测温仪表。热电阻是利用导体或半导体的电阻随温度而变化的原理测量温度的。当温度变化时，感温元件的电阻随之而变化，将变化的电阻值作为信号，输入显示仪表中，来测量或控制被测介质的温度。

（2）热电阻的选择原则

热电阻的选择必须综合考虑测温范围、测温准确度，测温环境和成本等技术经济指标。

2、膨胀式温度计

压力式温度计、双金属温度计、玻璃液体温度计都属于膨胀式温度计。

（1）工作原理

压力式温度计是利用气体、液体或低沸点的液体作为感温介质，这些物质的

特点是热膨胀系数较大，将这些物质充填于以温包、毛细管和弹簧管所组成的密封系统内。以温包作为测量端，当温包内介质受到温度作用后，密封系统内的压力发生变化，引起弹簧管曲率的变化，使得弹簧管自由端发生位移，通过连杆和传动机构带动指针在表刻度盘上指示出相应的温度值。

双金属温度计是由两种不同膨胀系数彼此牢固结合的双金属片制成感温元件的温度计。双金属温度计感温元件通常绕成螺旋形，一端固定，另一端连接指针轴，当温度变化时，由于双金属片受到温度的作用使感温元件的去曲率产生变化，通过指针轴带动指针偏转，在标度盘上显示温度值。

玻璃液体温度计是利用感温液体受热膨胀的原理进行温度测量的。玻璃液体温度计的示值不仅决定于感温液体体积的变化，还受到玻璃液体温度计的玻璃感温泡容积变化的影响，但由于感温液体的体胀系数大于玻璃的体胀系数许多倍，因此实际上，该种温度计是由感温液体体积变化沿着毛细管移动而显示温度值的。

3、辐射式温度计

（1）工作原理

物体受到热辐射后，视物体的性质，能将它吸收、透过或反射。而受热物体放出的辐射能的多少，与它的温度有关。辐射式高温计就是根据这种原理制成的。

（2）种类

辐射式高温计有两种:一种是部分辐射高温计，也称为光谱辐射高温计，如光电高温计、光学高温计、红外辐射高温计等;另一种是全辐射高温计。

五、测温系统

在发电厂的测温系统中，为保证温度仪表的准确可靠运行，除对仪表本身进行认真检修和检定外，对测温元件、连接线路以及切换开关的安装和检修质量也是非常重要的，不论哪一个环节出现差错，都会使仪表产生很大的测量误差 ,甚至不能工作。

六、温度计量发展趋势

温度传感器正朝着集成化、数字化、智能化、系统化、网络化的方向发展，总线技术的标准化与规范化，可靠性及安全性设计，虚拟温度传感器和网络温度传感器。温度测量系统中普遍采用线性化处理、自动温度补偿等技术以及单片测温系统。温度测量领域广泛采用新技术、新工艺，提高测量精度和分辨力，增加测试功能，非线性和温度补偿及自动校准技术。

参考文献

（1）姚红翌.温度计量

（2）高庆中. 温度计量.北京：中国计量出版社.2004

（3）崔志尚. 温度计量与测试. 北京：中国计量出版社.1998