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常用的温度测量方法

发布时间:2019-11-13 12:24    作者:机械之力   

    温度的测量方法,按照测量温度所使用工具以及原理的不同,通常分为以下几种:
    电阻变化:热敏导体或半导体在受热后导致的电阻值变化。
    热膨胀: 固体、气体、液体等在受热后发生的热膨胀。
    热电效应: 不同材质导线连接的闭合回路,两接点的温度不同,造成回路内所产生热电势。
    热辐射: 物体的热辐射随温度的变化而变化。
    其它: 射流测温、涡流测温、激光测温等。
    下表是各种不同温度计的量程和优缺点比较

    表3-1 各种温度计的比较
型 式   工作原理   种类   使用温度范围/℃   优点   缺点  
接触式   热膨胀   玻璃管温度计   -580   结构简单,使用方便,测量准确,价格低廉   测量上限和精度受玻璃质量限制,易碎,不能记录和远传  
双金属温度计   -580   结构简单,机械强度大,价格低廉   精度低,量程和使用范围易有限制  
压力式温度计   -600   结构简单,不怕震动,具有防爆性,价格低谦   精度低,测温距离较远时,仪表的滞后现象较严重  
热电阻   铂、铜电阻温度计   -800   测温精度高,便于远距离、仪器测量和自动控制   不能测量高温,由于体积大,测量点温度较困难  
半导体温度计   -350  
热电偶   铜-康铜温度计   -400   测温范围广,精度高,便于远距离、集中测量和自动控制   需要进行冷端补偿,在低温段测量时精度低  
铂-铂铑温度计   200 - 1800  
非接触式   辐射   辐射式高温计   100 - 2000   感温元件不破坏被测物体的温度场,测温范围广   只能测高温,低温段测量不准,环境条件会影响测量准确度。  

    下面对几种常用温度计进行性详细的说明:
(一) 玻璃管温度计
1. 常用玻璃管温度计
特点:玻璃管温度计结构简单、价格便宜、读数方便,而且有较高的精度
种类:实验室用得最多的是水银温度计和有机液体温度计。水银温度计测量范围广、刻度均匀、读数准确,但玻璃管破损后会造成汞污染。有机液体(如乙醇、苯等)温度计着色后读数明显,但由于膨胀系数随温度而变化,故刻度不均匀,读数误差较大。 2. 玻璃管温度计的安装和使用 
(1)玻璃管温度计应安装在没有大的振动,不易受碰撞的设备上。特别是有机液体玻璃温度计,如果振动很大,容易使液柱中断。
(2)玻璃管温度计的感温泡中心应处于温度变化最敏感处。
(3)玻璃管温度计要安装在便于读数的场所。不能倒装,也应尽量不要倾斜安装。

(4)为了减少读数误差,应在玻璃管温度计保护管中加入甘油、变压器油等,以排除空气等不良导体。

(5)水银温度计读数时按凸面最高点读数;有机液体玻璃温度计则按凹面最低点读数。

(6)为了准确地测定温度,用玻璃管温度计测定物体温度时,如果指示液柱不是全部插入欲测的物体中,会使测定值不准确,必要时需进行校正。
3. 玻璃管温度计的校正
    玻璃管温度计的校正方法有以下两种:
(1)与标准 >标准温度计在同一状况下比较

实验室内将被校验的玻璃管温度计与标准温度计插入恒温糟中,待恒温槽的温度稳定后,比较被校验温度计与标准温度计的示值。示值误差的校验应采用升温校验,因为对于有机液体来说它与毛细管壁有附着力,在降温时,液柱下降会有部分液体停留在毛细管壁上,影响读数准确。水银玻璃管温度计在降温时也会因磨擦发生滞后现象。

(2)利用纯质相变点进行校正

①用水和冰的混合液校正0℃
②用水和水蒸汽校正100℃
(二) 热电偶温度计
1. 热电偶测温原理

热电偶是根据热电效应制成的一种测温元件。它结构简单,坚固耐用,使用方便,精度高,测量范围宽,便于远距离、多点、集中测量和自动控制,是应用很广泛的一种温度计。如果取两根不同材料的金属导线A和B,将其两端焊在一起,这样就组成了一个闭合回路。因为两种不同金属的自由电子密度不同,当两种金属接触时在两种金属的交界处,就会因电子密度不同而产生电子扩散,扩散结果在两金属接触面两侧形成静电场即接触电势差。这种接触电势差仅与两金属的材料和接触点的温度有关,温度愈高,金属中自由电子就越活跃,致使接触处所产生的电场强度增加,接触面电动势也相应增高。由此可制成热电偶测温计。 

2. 常用热电偶的特性

    几种常用的热电偶的特性数据见表3-2。使用者可以根据表中列出的数据,选择合适的二次仪表,确定热电偶的使用温度范围。

    表3-2 常用热电偶特性表
热电偶名称   型号   分度号   100℃的热电势/mV   最高使用温度/℃  
长期   短期  
铂铑10*-铂   WRLB   LB-3   0.643   1300   1600  
镍铬-考铜   WREA   EA-2   6.95   600   800  
镍铬-镍硅   WRN   EU-2   4.095   900   1200  
铜-康铜   WRCK   CK   4.29   200   300  

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