目錄

• 溫度定義
• 溫度測量儀表的分類
• 熱電偶
• 熱電阻

溫度定義

溫(wen)(wen)度是表征物體冷(leng)熱程度的(de)(de)物理(li)量。溫(wen)(wen)度只(zhi)能通過物體隨溫(wen)(wen)度變化的(de)(de)某些特性來間接測量，而(er)用(yong)來量度物體溫(wen)(wen)度數值的(de)(de)標(biao)(biao)(biao)尺叫(jiao)溫(wen)(wen)標(biao)(biao)(biao)。它規(gui)定了溫(wen)(wen)度的(de)(de)讀數起(qi)點（零(ling)點）和測量溫(wen)(wen)度的(de)(de)基本單位。目前國(guo)際上用(yong)得較(jiao)多的(de)(de)溫(wen)(wen)標(biao)(biao)(biao)有(you)華氏(shi)溫(wen)(wen)標(biao)(biao)(biao)、攝氏(shi)溫(wen)(wen)標(biao)(biao)(biao)、熱力(li)學溫(wen)(wen)標(biao)(biao)(biao)和國(guo)際實(shi)用(yong)溫(wen)(wen)標(biao)(biao)(biao)。

華氏溫標(biao)（℉）規定：在標(biao)準大氣壓下，冰的熔點(dian)為32度，水的沸點(dian)為212度，中(zhong)間劃分(fen)180等分(fen)，每等分(fen)為華氏1度，符(fu)號為℉。

攝氏(shi)溫度（℃）規定：在(zai)標(biao)準大氣壓下(xia)，冰(bing)的熔點(dian)為0度，水(shui)的沸點(dian)為100度，中(zhong)間劃(hua)分(fen)(fen)100等分(fen)(fen)，每(mei)第分(fen)(fen)為報氏(shi)1度，符號為℃。

熱力學(xue)溫(wen)標又(you)稱開爾(er)文(wen)溫(wen)標，或稱絕對(dui)溫(wen)標，它規定分子運動停止(zhi)時的溫(wen)度為絕對(dui)零(ling)度，符號為K。

國(guo)(guo)(guo)際(ji)實用(yong)溫(wen)(wen)標(biao)(biao)是一個(ge)國(guo)(guo)(guo)際(ji)協議(yi)性(xing)溫(wen)(wen)標(biao)(biao)，它與(yu)熱(re)力(li)學溫(wen)(wen)標(biao)(biao)相(xiang)接近，而且復現精度(du)(du)高，使用(yong)方便。目前國(guo)(guo)(guo)際(ji)通(tong)用(yong)的(de)溫(wen)(wen)標(biao)(biao)是1975年(nian)(nian)第15屆國(guo)(guo)(guo)際(ji)權度(du)(du)大會通(tong)過的(de)《1968年(nian)(nian)國(guo)(guo)(guo)際(ji)實用(yong)溫(wen)(wen)標(biao)(biao)-1975年(nian)(nian)修訂版》，記為：IPTS-68（Rev-75）。但(dan)由于IPTS-68溫(wen)(wen)示存在一定的(de)不足，國(guo)(guo)(guo)際(ji)計量(liang)委員會在18屆國(guo)(guo)(guo)際(ji)計量(liang)大會第七號決(jue)議(yi)授權予(yu)1989年(nian)(nian)會議(yi)通(tong)過了(le)1990年(nian)(nian)國(guo)(guo)(guo)際(ji)溫(wen)(wen)標(biao)(biao)ITS-90，ITS-90溫(wen)(wen)標(biao)(biao)替代IPTS-68。我國(guo)(guo)(guo)自1994年(nian)(nian)1月1日起全面(mian)實施ITS-90國(guo)(guo)(guo)際(ji)溫(wen)(wen)標(biao)(biao)。

溫度測量儀表的分類

溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)儀表(biao)按(an)測(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)方式(shi)可分(fen)為(wei)接(jie)(jie)觸(chu)式(shi)和非(fei)接(jie)(jie)觸(chu)式(shi)兩大類。通常來說接(jie)(jie)觸(chu)式(shi)測(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)儀表(biao)測(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)儀表(biao)比較(jiao)(jiao)簡單、可靠(kao)，測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)精度(du)(du)(du)較(jiao)(jiao)高(gao)；但(dan)因測(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)元(yuan)件(jian)與被測(ce)(ce)(ce)介(jie)(jie)質需(xu)(xu)要進行充分(fen)的(de)熱交金剛(gang)，幫需(xu)(xu)要一(yi)定(ding)的(de)時(shi)間才能達到(dao)熱平衡(heng)，所以存在測(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)的(de)延(yan)遲現(xian)象，同時(shi)受耐(nai)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)材料的(de)限制，不(bu)能應用(yong)于(yu)很高(gao)的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)。非(fei)接(jie)(jie)觸(chu)式(shi)儀表(biao)測(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)是通過熱輻射(she)原(yuan)理(li)來測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)，測(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)元(yuan)件(jian)不(bu)需(xu)(xu)與被測(ce)(ce)(ce)介(jie)(jie)質接(jie)(jie)觸(chu)，測(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)范圍(wei)廣(guang)，不(bu)受測(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)上限的(de)限制，也(ye)不(bu)會破壞被測(ce)(ce)(ce)物體的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)場，反應速度(du)(du)(du)一(yi)般也(ye)比較(jiao)(jiao)快；但(dan)受到(dao)物體的(de)發射(she)率(lv)、測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)距離、煙塵和水(shui)氣等外界因素的(de)影(ying)響(xiang)，其測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)誤差較(jiao)(jiao)大。

熱電偶

熱電偶(ou)是工業(ye)上最常(chang)用(yong)的(de)溫度檢測(ce)元件之一。其優點是：

① 測量(liang)精度高。因熱電偶(ou)直接(jie)與(yu)被測對象(xiang)接(jie)觸，不受中間介質的影響。

② 測(ce)量(liang)范圍廣。常用的熱電(dian)偶從-50~+1600℃均(jun)可連續測(ce)量(liang)，某些特殊熱電(dian)偶最(zui)低可測(ce)到-269℃（如金鐵鎳鉻(ge)），最(zui)高可達+2800℃（如鎢-錸）。

③ 構造簡單，使(shi)用(yong)方便。熱電偶通常(chang)是(shi)由兩種不(bu)同的金屬絲組(zu)成，而(er)且不(bu)受(shou)大小和(he)開頭的限制，外有保護套管，用(yong)起來非常(chang)方便。

(1)．熱電偶(ou)測溫基本原理

將兩種不同材料(liao)的導(dao)(dao)體(ti)或半(ban)導(dao)(dao)體(ti)A和(he)B焊接起來(lai)，構成(cheng)一(yi)個(ge)閉合回路。當導(dao)(dao)體(ti)A和(he)B的兩個(ge)執(zhi)著點(dian)1和(he)2之間存在溫差時(shi)，兩者之間便產(chan)生(sheng)電動勢,因而在回路中形成(cheng)一(yi)個(ge)大小的電流,這(zhe)種現(xian)象(xiang)稱為熱電效應。熱電偶就是(shi)利用這(zhe)一(yi)效應來(lai)工作的。

(2)．熱電偶的種類

常用熱(re)電偶可分為標(biao)準熱(re)電偶和非標(biao)準熱(re)電偶兩大(da)類(lei)。

標準熱(re)電(dian)偶(ou)是指(zhi)國家(jia)標準規定(ding)了其(qi)熱(re)電(dian)勢與(yu)溫度(du)的關系、允許誤差、并有(you)統(tong)一的標準分度(du)表的熱(re)電(dian)偶(ou)，它有(you)與(yu)其(qi)配套的顯示儀(yi)表可供選用。

非(fei)標(biao)準(zhun)(zhun)化(hua)熱電偶在使用(yong)范圍或數(shu)量級(ji)上均(jun)不及標(biao)準(zhun)(zhun)化(hua)熱電偶，一般也沒(mei)有統一的分度表，主要用(yong)于某些特殊場合的測量。

我(wo)國從1988年1月1日起，熱電偶和(he)熱電阻全部按IEC國際標準生產，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我(wo)國統一設計型熱電偶。

(3)．熱電偶冷端的溫(wen)度補償

由于熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)的(de)(de)材(cai)料一般(ban)都比(bi)較貴(gui)重(zhong)（特別是采用貴(gui)金屬時），而測溫(wen)(wen)(wen)點(dian)到儀(yi)表的(de)(de)距離都很遠，為(wei)了節省(sheng)熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)材(cai)料，降低成本，通(tong)常采用補(bu)(bu)償(chang)導(dao)線把(ba)熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)的(de)(de)冷端(duan)（自由端(duan)）延(yan)伸(shen)到溫(wen)(wen)(wen)度比(bi)較穩定的(de)(de)控(kong)制室(shi)(shi)內(nei)，連(lian)接到儀(yi)表端(duan)子(zi)上。必須(xu)指出，熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)補(bu)(bu)償(chang)導(dao)線的(de)(de)作(zuo)用只起延(yan)伸(shen)熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)極，使熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)的(de)(de)冷端(duan)移動到控(kong)制室(shi)(shi)的(de)(de)儀(yi)表端(duan)子(zi)上，它(ta)本身并不能(neng)消除冷端(duan)溫(wen)(wen)(wen)度變化對測溫(wen)(wen)(wen)的(de)(de)影響，不起補(bu)(bu)償(chang)作(zuo)用。因此，還需采用其他修正方法來補(bu)(bu)償(chang)冷端(duan)溫(wen)(wen)(wen)度t0≠0℃時對測溫(wen)(wen)(wen)的(de)(de)影響。在使用熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)補(bu)(bu)償(chang)導(dao)線時必須(xu)注意型號(hao)相配，極性不能(neng)接錯(cuo)，補(bu)(bu)償(chang)導(dao)線與(yu)熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)連(lian)接端(duan)的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度不能(neng)超過100℃。

熱電阻

熱(re)電阻是中(zhong)低溫區最(zui)常(chang)用的(de)(de)一種溫度檢測器(qi)。它的(de)(de)主要特(te)點(dian)是測量精度高，性能穩定。其(qi)中(zhong)鉑(bo)熱(re)電阻的(de)(de)測量精確度是最(zui)高的(de)(de)，它不僅廣泛(fan)應(ying)用于(yu)工業測溫，而(er)且被制成標準的(de)(de)基準儀。

(1)．熱電阻(zu)測溫原(yuan)理(li)及材料

熱電阻測(ce)溫(wen)是基(ji)于金屬導(dao)體的電阻值隨溫(wen)度的增加而增加這一特性來進行溫(wen)度測(ce)量的。

熱電(dian)阻大都由純金屬材料制(zhi)成，目前應用最多的是鉑和銅，此外，現在已開始采(cai)用鎳、錳和銠等材料制(zhi)造熱電(dian)阻。

(2)．熱電阻測溫系統的(de)組(zu)成

熱電阻(zu)測溫系統一般由(you)熱電阻(zu)、連接導線和顯示儀表等(deng)組成。必(bi)須注意以下兩(liang)點：

①熱(re)電(dian)阻和顯示儀表(biao)的分度(du)號(hao)必須一(yi)致

②為了(le)消除連(lian)接導線(xian)電(dian)阻變化的影響(xiang)，必須采用(yong)三線(xian)制(zhi)接法。