温度测量参考资料.doc

温度测量
一、温度测量的基本概念
二、热电阻
三、热电偶
四、一体化温度变送器
五、双金属温度计
六、压力式温度计、温控器
七、变压器温控器
一、温度测量的基本概念
温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。
华氏温标(oF)规定:在标准大气压下,冰的熔点为32度,水的沸点为212度,中间划分180等分,每第分为报氏1度,符号为oF。
摄氏温标(℃)规定:在标准大气压下,冰的熔点为0度,水的沸点为100度,中间划分100等分,每第分为报氏1度,符号为℃。
热力学温标又称开尔文温标,或称绝对温标,它规定分子运动停止时的温度为绝对零度,记符号为K。
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。目前国际通用的温标是1975年第15届国际权度大会通过的《1968年国际实用温标-1975年修订版》,记为:IPTS-68(Rev-75)。但由于IPTS-68温示存在一定的不足,国际计量委员会在18届国际计量大会第七号决议授权予1989年会议通过了1990年国际温标ITS-90,ITS-90温标替代IPTS-68。我国自1994年1月1日起全面实施ITS-90国际温标。
1990年国际温标(ITS-90)简介如下。
   
    热力学温度(符号为T)是基本功手物理量,它的单位为开尔文(符号为K),定义为水三相点的热力学温度的1/。由于以前的温标定义中,(冰点)的差值来表示温度,因此现在仍保留这各方法。根据定义,摄氏度的大小等于开尔文,温差亦可以用摄氏度或开尔文来表示。国际温标ITS-90同时定义国际开尔文温度(符号为T90)和国际摄氏温度(符号为t90)。
    -90的通则
    ITS-。ITS-90是这样制订的,即在全量程中,任何温度的T90值非常接近于温标采纳时T的最佳估计值,与直接测量热力学温度相比,T90的测量要方便得多,而且更为精密,并具有很高的复现性。
    3. ITS-90的定义
    , T90由3He和4He的蒸气压与温度的关系式来定义。
    ()之间T90是用氦气体温度计来定义。
    第二温区为平衡氢三相点()到银的凝固点(℃)之间,。
    银凝固点(℃)以上的温区,T90是按普朗克辐射定律来定义的,复现仪器为光学高温计。
温度测量仪表的分类
温度仪表占自动化仪表的一半以上。
温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠,测量精度较高;但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换,需要一定的时间才能达到热平衡,所以存在测温的延迟现象,同时受耐高温材料的限制,不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的,测温元件不需与被测介质接触,测温范围广,不受测温上限的限制,也不会破坏被测物体的温度场,反应速度一般也比较快;但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响,其测量误差较大。
二、热电阻

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。其中铂热电阻的测量精度是最高的,它不广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。由于热电偶在低温范围中产生的热电势小,因而对测量仪表要求严格,而采用热电阻温度计测量低温是很适宜的。

(1)普通工业型热电阻
从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响一般采用三线制或四线制。
(两线制:两根线及传输电源又传输信号,也就是传感器输出的负载和电源是串联在一起的,电源是从外部引入的,和负载串联在一起来驱动负载。三线制:三线制传感器就是电源正端和信号输出的正端分离,端。四线制:电源两根线,信号两根线。