山東建筑大學(xué)熱工檢測(cè)課第3章課件

第3章溫度測(cè)量概述第1節(jié)國(guó)際溫標(biāo)第2節(jié)各種測(cè)溫方法簡(jiǎn)介第3章溫度測(cè)量概述第1節(jié)國(guó)際溫標(biāo)第2節(jié)各種測(cè)溫方法簡(jiǎn)1溫度是表征物體冷熱程度的物理量溫度是描述系統(tǒng)不同自由度能量分布狀況的物理量溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量溫度是表征物體冷熱程度的物理量2熱力學(xué)中卡諾定理指出：一個(gè)理想的卡諾機(jī)，當(dāng)它工作于溫度為T(mén)2的熱源與溫度為T(mén)1的冷源之間，它從熱源中吸收的熱量Q2與向冷源中放出的熱量Q1，應(yīng)遵循以下關(guān)系：這就是建立熱力學(xué)溫標(biāo)的物理基礎(chǔ)。如果指定了一個(gè)定點(diǎn)溫度數(shù)值，就可以通過(guò)熱量比求得未知溫度值熱力學(xué)中卡諾定理指出：一個(gè)理想的卡諾機(jī)，當(dāng)它工作于溫度為T(mén)23第1節(jié)國(guó)際溫標(biāo)國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)是用來(lái)復(fù)現(xiàn)熱力學(xué)溫標(biāo)的，簡(jiǎn)稱(chēng)IPTS-68，它是由1968年國(guó)際權(quán)度會(huì)議通過(guò)的。這個(gè)溫標(biāo)經(jīng)過(guò)20多年使用，發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，已無(wú)法滿足現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展對(duì)溫度測(cè)量的要求。國(guó)際計(jì)量委員會(huì)決定用1990年國(guó)際溫標(biāo)（ITS-90）代替IPTS-68。在1990年國(guó)際溫標(biāo)中指出，熱力學(xué)溫標(biāo)是基本物理量。單位開(kāi)爾文，符號(hào)為K。它規(guī)定水的三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度為273.16K，定義開(kāi)爾文一度等于水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16。

第1節(jié)國(guó)際溫標(biāo)國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)是用來(lái)復(fù)現(xiàn)熱力學(xué)溫標(biāo)的，簡(jiǎn)稱(chēng)IPT4用來(lái)量度溫度高低的尺度稱(chēng)為溫度標(biāo)尺，簡(jiǎn)稱(chēng)溫標(biāo)。應(yīng)用較多的有攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)、國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)。

攝氏溫標(biāo)與熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系

T=t+273.15一溫度的單位用來(lái)量度溫度高低的尺度稱(chēng)為溫度標(biāo)尺，簡(jiǎn)稱(chēng)溫標(biāo)。應(yīng)用較多的有攝5二ITS-90的溫度范圍

ITS-90的一些規(guī)定如下：定義了固定點(diǎn)，共有17個(gè)。規(guī)定不同區(qū)域內(nèi)的基準(zhǔn)儀器。二ITS-90的溫度范圍ITS-90的一些規(guī)定如下：6二ITS-90的溫度范圍由0.65K到4He臨界點(diǎn)（~5.2K）溫度范圍為一溫度段，在此溫度段內(nèi)用3He和4He周期壓力與溫度的關(guān)系來(lái)確定溫度。由4He沸點(diǎn)（~4.2K）到氖三相點(diǎn)（~24.6K）溫度范圍內(nèi)，T90的確定采用在三個(gè)規(guī)定溫度點(diǎn)分度過(guò)的3He或4He氣體溫度計(jì)內(nèi)插。這三個(gè)點(diǎn)分別是氖三相點(diǎn)（~24.6K）、平衡氫三相點(diǎn)（~13.8K）和4He正常沸點(diǎn)（~4.2K）。二ITS-90的溫度范圍由0.65K到4He臨界點(diǎn)（~5.7由平衡氫三相點(diǎn)（~13.8K）到銀凝固點(diǎn)（~962℃），這個(gè)溫度段內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)儀器應(yīng)用鉑電阻溫度計(jì)。銀凝固點(diǎn)（~962℃）以上溫度區(qū)間采用普朗克定律外推。由平衡氫三相點(diǎn)（~13.8K）到銀凝固點(diǎn)（~962℃），這個(gè)8四、溫度標(biāo)準(zhǔn)的傳遞

與國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)有關(guān)的基準(zhǔn)儀器均由國(guó)家指定機(jī)構(gòu)（我國(guó)由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究所）保存，并通過(guò)下級(jí)計(jì)量機(jī)構(gòu)（如省、市級(jí)的技術(shù)監(jiān)督局）進(jìn)行傳遞，通常采用較高級(jí)對(duì)較低級(jí)進(jìn)行校驗(yàn)。

四、溫度標(biāo)準(zhǔn)的傳遞與國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)有關(guān)的基準(zhǔn)9第2節(jié)各種測(cè)溫方法簡(jiǎn)介溫度計(jì)可以按測(cè)頭的測(cè)溫原理、測(cè)頭的材料和測(cè)頭是否必須與被測(cè)介質(zhì)接觸進(jìn)行分類(lèi)。按照

測(cè)頭是否必須與被測(cè)介質(zhì)接觸可以分為接觸式和非接觸式。

第2節(jié)各種測(cè)溫方法簡(jiǎn)介溫度計(jì)可以按測(cè)頭的測(cè)溫原理、測(cè)頭的材10

接觸法當(dāng)兩個(gè)物體接觸后，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間達(dá)到熱平衡后，則它們的溫度必然相等。如果其中之一為溫度計(jì)，就可以用它對(duì)另一個(gè)物體實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量，這種測(cè)溫方式稱(chēng)為接觸法。特點(diǎn)：溫度計(jì)要與被測(cè)物體有良好地?zé)峤佑|，使兩者達(dá)到熱平衡。接觸法11非接觸法利用物體的熱輻射能隨溫度變化的原理測(cè)定物體溫度，這種測(cè)溫方式稱(chēng)為非接觸法。特點(diǎn)：不與被測(cè)物體接觸，也不改變被測(cè)物體的溫度分布，熱慣性小。通常用來(lái)測(cè)定1000℃以上的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)或反應(yīng)迅速的高溫物體的溫度。非接觸法12一膨脹式溫度計(jì)液體膨脹式溫度計(jì)固體膨脹式溫度計(jì)一膨脹式溫度計(jì)液體膨脹式固體膨脹式131液體膨脹式溫度計(jì)液體的體積隨溫度升高而膨脹.液體的膨脹系數(shù)遠(yuǎn)比玻璃要高,當(dāng)溫度升高時(shí)液體的體積的升高量要比玻璃的體積的升高量要大,這大出來(lái)的部分就可以用來(lái)標(biāo)注溫度.1液體膨脹式溫度計(jì)液體的體積隨溫度升高而膨脹.液體的膨脹系14液體體積的膨脹量液體在0℃的體積液體膨脹系數(shù)玻璃溫泡膨脹系數(shù)溫度升高1℃時(shí)，液體在毛細(xì)管中上升的高度液體體積的膨脹量液體在0℃的體積液體膨脹系數(shù)玻璃溫泡膨脹系數(shù)15玻璃的選取：當(dāng)溫度超過(guò)300℃時(shí)，應(yīng)采用硅硼玻璃，500℃以上要采用石英玻璃。組成四部分：液體存儲(chǔ)器、毛細(xì)管、標(biāo)尺、安全泡。液體可為：水銀、酒精、甲苯等玻璃的選?。寒?dāng)溫度超過(guò)300℃時(shí)，應(yīng)采用硅硼玻璃，500℃以16玻璃管溫度計(jì)測(cè)溫誤差分析

露出液柱的校正：使用時(shí)必須嚴(yán)格掌握溫度計(jì)的插入深度，因?yàn)闇囟瓤潭仁窃跍囟扔?jì)液柱全部浸入介質(zhì)中標(biāo)定的，而使用時(shí)液柱可按下式求其修正值。

n為露出液柱所占的度數(shù)；K為工作液體對(duì)玻璃的相對(duì)膨脹系數(shù)；t為主溫度計(jì)指示的讀數(shù)(℃)；t0為液柱露出部分所處的環(huán)境溫度。玻璃管溫度計(jì)測(cè)溫誤差分析露出液柱的校正：使用時(shí)必須嚴(yán)格掌握17例如,某一測(cè)量蒸汽管道中蒸汽溫度的水銀溫度計(jì)指示值為280℃,溫度計(jì)插入深度處的刻度是60℃,液柱露出部分的環(huán)境平均溫度為30℃,求蒸汽的真實(shí)溫度.例如,某一測(cè)量蒸汽管道中蒸汽溫度的水銀溫度計(jì)指示值為280℃182固體膨脹式溫度計(jì)工作原理利用固體受熱膨脹原理制成的溫度計(jì)分為桿式溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)桿式溫度計(jì)：利用固體（一般采用膨脹系數(shù)較大的金屬）材料構(gòu)成2固體膨脹式溫度計(jì)工作原理19山東建筑大學(xué)熱工檢測(cè)課第3章ppt課件20用線脹系數(shù)不同的兩種材料構(gòu)成的材料片作為感溫元件，當(dāng)溫度變化時(shí)，兩種材料的膨脹不同，雙材料片就產(chǎn)生與被測(cè)溫度大小成比例的變形，這種變形通過(guò)相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由指針指示出溫度數(shù)值。用線脹系數(shù)不同的兩種材料構(gòu)成的材料片作為感溫元件，當(dāng)溫度變化21雙金屬溫度計(jì)它的感溫元件是由膨脹系數(shù)不同的兩種金屬片牢固地結(jié)合在一起制成?？勺鳒囟壤^電控制、極值溫度控制信號(hào)固定端自由端雙金屬溫度計(jì)它的感溫元件是由膨脹系數(shù)不同的兩種金屬片牢固地結(jié)22雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)23

二壓力式溫度計(jì)

利用感溫包(有銅質(zhì)和不銹鋼兩種)中液體或氣體受熱膨脹,使彈性元件產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),帶動(dòng)度盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)指示出被測(cè)介質(zhì)的溫度。

二壓力式溫度計(jì)利用感溫包(有銅質(zhì)和24組成

溫包、毛細(xì)管、感壓元件（彈簧管、波紋管等）組成溫包、毛細(xì)管、感壓元件（彈簧管、波紋管等）25分類(lèi)按所充物質(zhì)相態(tài)分充氣式、沖液式、蒸發(fā)式按功能分：指示式、記錄式、報(bào)警式和溫度調(diào)節(jié)式等分類(lèi)26

1液體壓力式溫度計(jì)