一、溫度測量的基本概念
1、溫度定義:
溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量,而用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(零點)和測量溫度的基本單位。目前果際上用得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)和果際實用溫標(biāo)?!?/span>
攝氏溫標(biāo)(℃)規(guī)定:在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰的熔點為0度,水的沸點為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(biāo)(℉)規(guī)定:在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰的熔點為32度,水的沸點為212度,中間劃分180等份每等份為華氏1度符號為℉。
熱力學(xué)溫標(biāo)(符號T)又稱開爾文溫標(biāo)(符號K),或絕又寸溫標(biāo),它規(guī)定分子運動停止時的溫度為絕又寸零度?!?/span>
果際溫標(biāo):果際實用溫標(biāo)是一個果際協(xié)議性溫標(biāo),它與熱力學(xué)溫標(biāo)相接近,而且復(fù)現(xiàn)精度高,使用方便。目前果際通用的溫標(biāo)是1975年第15屆果際權(quán)度大會通過的《1968年果際實用溫標(biāo)-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,果際計量委員會在18屆果際計量大會第七號決議授權(quán)予1989年會議通過1990年果際ITS-90,ITS-90溫標(biāo)替代IPS-68。我國自1994年1月1日起全面實施ITS-90果際溫標(biāo)。
?。保梗梗澳旯H溫標(biāo):
a、溫度單位:熱力學(xué)溫度是基本功手物理量,它的單位開爾文,定義為水三相點的熱力學(xué)溫度的1/273.16,使用了與273.15K(冰點)的差值來表示溫度,因此現(xiàn)在仍保留這個方法。根據(jù)定義,攝氏度的大小等于開爾文,溫差亦可用攝氏度或開爾文來表示。果際溫標(biāo)ITS-90同時定義果際開爾文溫度(符號T90)和果際攝氏溫度(符號t90)?!?/span>
?。狻⒐H溫標(biāo)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(fù)現(xiàn)性?!?/span>
c、ITS-90的定義:
弟一溫區(qū)為0.65K到5.00K之間,T90由3He和4He的蒸汽壓與溫度的關(guān)系式來定義?!?/span>
第二溫區(qū)為3.0K到氖三相點(24.5661K)之間T90是氦氣體溫度計來定義。
第三溫區(qū)為平蘅氫三相點(13.8033K)到銀的凝固點(961.78℃)之間,T90是由鉑電阻溫度計來定義,它使用一組規(guī)定的定義內(nèi)插法來分度。銀凝固點(961.78℃)以上的溫區(qū),T90是按普朗克輻射定律來定義的,復(fù)現(xiàn)儀器為光學(xué)高溫計。
溫度傳感器定義
溫度是一個基本的物理量,自然界中的一切過程無不與溫度密切相關(guān)。溫度傳感器是*早開發(fā),應(yīng)用*廣的一類傳感器。溫度傳感器的*大大超過了其他的傳感器。從17世紀(jì)初人們開始利用溫度進行測量。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下,本世紀(jì)相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng),根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律,相繼開發(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(dǎo)體,如在某點互相連接在一起,對這個連接點加熱,在它們不加熱的部位就會出現(xiàn)電位差。這個電位差的數(shù)值與不加熱部位測量點的溫度有關(guān),和這兩種導(dǎo)體的材質(zhì)有關(guān)。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn),如果精石角測量這個電位差,再測出不加熱部位的環(huán)境溫度,就可以準(zhǔn)確知道加熱點的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體,所以稱之為“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溫度變化1℃時,輸出電位差的變化量。對于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言,這個數(shù)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(xì)無關(guān),用非常細(xì)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(xì)微的測溫元件有*的響應(yīng)速度,可以測量快速變化的過程?!?br data-filtered="filtered" style="margin: 0px; padding: 0px;"/> 溫度傳感器是五花八門的各種傳感器中*為常用的一種,現(xiàn)代的溫度傳感器外形非常得小,這樣梗加讓它廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實踐的各個領(lǐng)域中,也為我們的生活提供了無數(shù)的便利和功能。
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