温度计的工作原理

温度计测量的工作原理:

1.1温度测量仪
温度是一个代表物体冷热程度的参数。它不能通过像质量和长度这样的直接比较来测量。我们只能通过与温度相关的其他物理特性来测量它，如体积、密度、粘度、硬度、电导率等。

1.1.1热阻温度计
热阻温度计的原理是利用导体或半导体的电阻随温度变化的特性。热阻温度计的主要优点是:测量精度高，重现性好；它具有很大的测量范围，尤其是在低温下。它易于在自动测量和远程测量中使用。同样，热阻也有缺陷，在高温(850℃以上)下精度不好；易氧化，不耐腐蚀。

热阻和温度之间的关系可以用二次方程来描述:

:电阻率和ω；& middot(t):温度，℃

甲、乙、丙:常数(由实验确定)，单位分别为ω；& middotω；& middotԨ& middot；℃-1，&ω；& middotԨ& middot；℃-2

目前，铂、铜、镍等材料主要用于热阻。使用这些材料主要是因为在普通温度范围内温度与电阻的比率是线性的。我们主要介绍铂电阻温度计。

铂是一种贵金属。它的物理化学性质稳定，特别是抗氧化性非常强。易于提纯，工艺性好。它可以制成极细的铂丝。与铜和镍等金属相比，它具有更高的电阻率和再现性。是一种理想的耐热材料。其缺点是电阻温度系数小，在还原性介质中工作容易脆且成本高。

W(100)=R100/R0

R100:100℃电阻R0:0℃电阻

根据国际电工委员会标准，钨(100)=1.3850的初始电阻值为R0 = 100ω；(R0 = 10ω；)铂电阻是工业标准铂电阻，R0 = 10ω；的铂电阻温度计较厚，主要用于测量600℃以上的温度。铂电阻的电阻和温度方程是一个分段方程:

rt = r0[1+at+bt2+c(t-100℃)T3]t at-200 ~ 0℃

Rt=R0(1+At+Bt2) t当方程在0 ~ 850℃

求解时，温度值可以根据电阻值得知，但在实际工作中，我们可以查看热阻指标表，根据电阻值确定温度值。

根据标准，铂热电阻分为a级和b级，a级测温的允许误差& plusmn(0.15℃+0.002 | t |)，b类温度测量的允许误差& plusmn(0.3℃+0.005|t|)

现场使用的热阻一般为铠装热阻，由热阻体、绝缘材料和保护管组成。热电阻体和保护管焊接在一起，中间填充绝缘材料，可以很好的保护热电阻体，具有防震、防震、耐腐蚀的特点。

铂电阻有双线、三线和四线系统。双线系统测量误差大，不再使用。目前，工业系统通常为三线制，实验室系统通常为四线制。本文主要介绍下三线铂电阻的接线。三线铂热电阻与电阻A端的C端并联，将电阻从三个连接端A、B、C中引出。这样，由B线引入的测量线本身的电阻可以通过C线进行补偿，极大地降低了因引线电阻不随温度变化而引起的引线电阻误差的影响。秦山二期三线铂电阻二次仪表中有电阻可变的电桥。根据匹配铂热电阻的不同范围，可以微调二次仪表电桥中的铂热电阻，以便更好地测量。

1.2 热电偶温度计
热电偶温度计使用热电效应测量温度。热电效应:当两种不同材料的导体形成回路时，如果两端的结温不同，回路中将产生一定量的电流。该电流的大小与导体材料和结温有关。两个节点中的一个是测试终端，另一个是T0终端和参考终端。在实际测量中，应使用小于精密的毫伏表或输入/输出卡测量热电偶产生的毫伏信号。

根据国际电工委员会标准，目前使用的热电偶主要是铂铑10-铂、镍铬镍硅、镍铬铜镍、铂铑30-铂铑6等。热电偶。它们都具有热电性能稳定、理化性能稳定、不易氧化腐蚀、电阻温度系数小、电导率高、热电动势随温度线性变化、材料工艺性好、易于加工等特点。目前，秦山二期使用铂铑10-铂和镍铬镍硅热电偶。现在热电偶有装甲热电偶。结构类似铠装热阻，也由热电偶体、绝缘材料和保护管组成。

热电偶在应用中，主要有两个基本定律:中间导体定律和中间温度定律。

中间导体定律:当材料a和b构成的热电偶的T0端分开，引入第三导体c时，回路的总电动势为eabc (t，t0) = eab (t)-eab (t0)，即当第三导体两端温度相同时，不会影响热电偶的原始电动势。

中间温度定律:在热电偶环型中，两个节点在温度T和t0时的温差电动势等于热电偶温度T、ta和Ta和t0时温差电动势的代数和。Eab (t，t0) = eab (t，ta)-eab (ta，t0)

使用热电偶的中间导体定律和中间温度定律，我们可以断开热电偶T0的末端，接入毫伏表进行测量，并可以远距离测量。为了将热电偶的参考端引入恒温T0或补偿器，有必要扩展热电偶。为了节省贵金属或暂时延长，我们通常延长补偿导线。补偿导体由热电性能类似于工作热电偶的材料制成。它用于将热电偶的参考端延伸到所需位置，而不会引入超出工作热电偶回路允许极限的任何误差。

热电偶: 热电偶电动势输出是热电偶两个节点温度的函数差。为了保持温度和电动势的线性，一个节点的温度必须保持恒定。标准分度表基于参考端为0℃时电动势和温度的相应值。在实际应用中，参考端不会保持在0℃，因此我们采用了一些补偿方法。我们将尽较大努力将参考端保持在恒定温度t a。检查标准分度表并计算后，我们可以得到温度值，E (T，T0)=E (T，Ta)+E(Ta，T0)。现在，辅助仪器可以自动补偿参考端的温度。有潜在的自动补偿方法和桥式自动补偿方法。

1.1.3膨胀式温度计
膨胀式温度计利用物体热膨胀的原理进行测量。z通常存在于酒精温度计、汞温度计中。液体膨胀温度计测量的上限和下限受液体蒸发和凝固温度的限制，z的小刻度可以达到0.1℃。还有温度计，通常是双金属温度计，它使用固体膨胀来测量温度。它由两种不同膨胀系数的金属制成，一端固定。在热膨胀过程中，由于膨胀系数不同，自由端会有一定的角位移。该角位移通过透射放大机构并驱动指针指示相应的温度。另一种方法使用由密封容器中液体的热膨胀或蒸发引起的压力变化来测量相应的温度。

1.1.4辐射温度计
任何物体加热后都会有一些热能转化为辐射能。物体的温度越高，辐射到周围空间的能量就越多。辐射能将以波长范围非常宽的波形表示，从短波开始，包括x光、紫外线、可见光、红外线和电磁波。一般来说，可见光和红外光主要用于工程中的温度测量。辐射测温属于非接触测温，可应用于许多测温不好的场合。然而，辐射测温一般应用于900℃以上的高温，但科学技术正在发展。目前温度计利用红外测温原理可以测量人体体温等低温。

扩展读数:明宇自控温度计

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