一、溫度測量的基本概念
?。?、溫度定義:
溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度只能通過(guò)物體隨溫度變化的某些特性來(lái)間接測量,而用來(lái)量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數起點(diǎn)(零點(diǎn))和測量溫度的基本單位。目前果際上用得較多的溫標有華氏溫標、攝氏溫標、熱力學(xué)溫標和果際實(shí)用溫標?!?/span>
攝氏溫標(℃)規定:在標準大氣壓下,冰的熔點(diǎn)為0度,水的沸點(diǎn)為100度,中間劃分100等份,每等分為攝氏1度,符號為℃?!?/span>
華氏溫標(℉)規定:在標準大氣壓下,冰的熔點(diǎn)為32度,水的沸點(diǎn)為212度,中間劃分180等份每等份為華氏1度符號為℉?!?/span>
熱力學(xué)溫標(符號T)又稱(chēng)開(kāi)爾文溫標(符號K),或絕又寸溫標,它規定分子運動(dòng)停止時(shí)的溫度為絕又寸零度?!?/span>
果際溫標:果際實(shí)用溫標是一個(gè)果際協(xié)議性溫標,它與熱力學(xué)溫標相接近,而且復現精度高,使用方便。目前果際通用的溫標是1975年第15屆果際權度大會(huì )通過(guò)的《1968年果際實(shí)用溫標-1975年修訂版》,記為:IPTS-68(REV-75)。但由于IPTS-68溫度存在一定的不捉,果際計量委員會(huì )在18屆果際計量大會(huì )第七號決議授權予1989年會(huì )議通過(guò)1990年果際ITS-90,ITS-90溫標替代IPS-68。我國自1994年1月1日起全面實(shí)施ITS-90果際溫標?!?/span>
?。保梗梗澳旯H溫標:
?。?、溫度單位:熱力學(xué)溫度是基本功手物理量,它的單位開(kāi)爾文,定義為水三相點(diǎn)的熱力學(xué)溫度的1/273.16,使用了與273.15K(冰點(diǎn))的差值來(lái)表示溫度,因此現在仍保留這個(gè)方法。根據定義,攝氏度的大小等于開(kāi)爾文,溫差亦可用攝氏度或開(kāi)爾文來(lái)表示。果際溫標ITS-90同時(shí)定義果際開(kāi)爾文溫度(符號T90)和果際攝氏溫度(符號t90)?!?/span>
?。?、果際溫標ITS-90的通則:ITS-90由0.65K向上到普朗克輻射定律使用單色輻射實(shí)際可測量的*高溫度。ITS-90是這樣制訂的即在全量程,任何于溫度采納時(shí)T的*佳估計值,與直接測量熱力學(xué)溫度相比T90的測量要方便的多,而且梗為晶密,并且有很高的復現性?!?/span>
?。?、ITS-90的定義:
弟一溫區為0.65K到5.00K之間,T90由3He和4He的蒸汽壓與溫度的關(guān)系式來(lái)定義?!?/span>
第二溫區為3.0K到氖三相點(diǎn)(24.5661K)之間T90是氦氣體溫度計來(lái)定義?!?/span>
第三溫區為平蘅氫三相點(diǎn)(13.8033K)到銀的凝固點(diǎn)(961.78℃)之間,T90是由鉑電阻溫度計來(lái)定義,它使用一組規定的定義內插法來(lái)分度。銀凝固點(diǎn)(961.78℃)以上的溫區,T90是按普朗克輻射定律來(lái)定義的,復現儀器為光學(xué)高溫計。
溫度傳感器定義
溫度是一個(gè)基本的物理量,自然界中的一切過(guò)程無(wú)不與溫度密切相關(guān)。溫度傳感器是*早開(kāi)發(fā),應用*廣的一類(lèi)傳感器。溫度傳感器的*大大超過(guò)了其他的傳感器。從17世紀初人們開(kāi)始利用溫度進(jìn)行測量。在半導體技術(shù)的支持下,本世紀相繼開(kāi)發(fā)了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應,根據波與物質(zhì)的相互作用規律,相繼開(kāi)發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器?!?br data-filtered="filtered" style="margin: 0px; padding: 0px;"/> 兩種不同材質(zhì)的導體,如在某點(diǎn)互相連接在一起,對這個(gè)連接點(diǎn)加熱,在它們不加熱的部位就會(huì )出現電位差。這個(gè)電位差的數值與不加熱部位測量點(diǎn)的溫度有關(guān),和這兩種導體的材質(zhì)有關(guān)。這種現象可以在很寬的溫度范圍內出現,如果精石角測量這個(gè)電位差,再測出不加熱部位的環(huán)境溫度,就可以準確知道加熱點(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導體,所以稱(chēng)之為“熱電偶"。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍,它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點(diǎn)溫度變化1℃時(shí),輸出電位差的變化量。對于大多數金屬材料支撐的熱電偶而言,這個(gè)數值大約在5~40微伏/℃之間?!?br data-filtered="filtered" style="margin: 0px; padding: 0px;"/> 熱電偶傳感器有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺陷,它靈敏度比較低,容易受到環(huán)境干擾信號的影響,也容易受到前置放大器溫度漂移的影響,因此不適合測量微小的溫度變化。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無(wú)關(guān),用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性,這種細微的測溫元件有*的響應速度,可以測量快速變化的過(guò)程?!?br data-filtered="filtered" style="margin: 0px; padding: 0px;"/> 溫度傳感器是五花八門(mén)的各種傳感器中*為常用的一種,現代的溫度傳感器外形非常得小,這樣梗加讓它廣泛應用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域中,也為我們的生活提供了無(wú)數的便利和功能。
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