③熱力學(xué)溫標(biāo)根據(jù)理想氣體的熱力學(xué)定律得到(高中物理)。單位：開爾文(K)④國際溫標(biāo)(a)國際溫標(biāo)是建立在熱力學(xué)溫標(biāo)基礎(chǔ)上的，它們本質(zhì)上是一致的。故其單位也為開爾文(K)。國際溫標(biāo)(熱力學(xué)溫標(biāo))T與攝氏溫標(biāo)t的關(guān)系：T=t+273.15(b)根據(jù)一些物質(zhì)的熔點，沸點和三相點的熱力學(xué)溫度，定義了11個可以復(fù)現(xiàn)的溫度點。(c)規(guī)定了4個溫度段的標(biāo)準(zhǔn)儀器。Ⅰ.13.82K~273.15K，低溫鉑電阻溫度計;Ⅱ.273.15K~903.89K，鉑電阻溫度計;Ⅲ.903.89K~1337.58K，鉑銠-鉑熱電偶溫度計;Ⅳ.1337.58K，光測溫度計。第1頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月12.溫度的測量方法(參見表15-1)(1)接觸式測量。①優(yōu)點：(a)結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜;(b)工作可靠(精度高)。(2)非接觸式測量。②缺點：(a)特殊場合，接觸式測量不適用;(b)接觸測量會影響被測物的溫度場。①優(yōu)點:

(a)可用于高溫,強腐蝕等場所;(b)不會影響被測物的溫度場。②缺點:

(a)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；(b)精度低。(對表15-1進(jìn)行說明)第2頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2二.膨脹式溫度傳感器(體積式)1.液體膨脹式（略）原理：雙金屬片的彎曲效應(yīng)2.固體膨脹式而且溫度變化越大，彎曲得就越厲害?？梢姡焊鶕?jù)雙金屬片的彎曲方向和程度就可測出溫度的變化。第3頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月33.氣體膨脹式原理：氣體V一定時，p/T=C。可見測出p，就可測出T。第4頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月4三.熱電偶傳感器1.結(jié)構(gòu)T：測量端(熱端或工作端);T0：自由端(冷端或參考端)。熱電偶：兩不同的半導(dǎo)體或者導(dǎo)體接成的一閉合回路。熱電效應(yīng)：不同A、B，在接觸點T≠T0，則回路產(chǎn)生熱電勢(接觸電勢和溫差電電勢)的現(xiàn)象。2.工作原理：熱電效應(yīng)第5頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月5(1)接觸電勢①接觸點T處:②接觸點T0處:同理可得到此處也存在上為正的電勢eAB(T0)第6頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月6(2)溫差電勢①A導(dǎo)體:②B導(dǎo)體:同理可得到B也存在左為正的電勢eA(T,T0)第7頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月7(3)回路總電勢eAB(T,T0)=eAB(T)+eB(T,T0)-eAB(T0)-eA(T,T0)

溫差電勢<<接觸電勢，于是eAB(T,T0)≈eAB(T)-eAB(T0)(4)測溫原理參考端T0恒定，eAB(T0)=C，故eAB(T,T0)=eAB(T)-C=f

(T)回路總電勢只與T有關(guān)，反之測出總電勢，就可測出T。熱電偶測溫原理第8頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月82.熱電偶的基本定律(1)均質(zhì)導(dǎo)體定律條件：熱電偶導(dǎo)體A、B都是均質(zhì)導(dǎo)體但A、B之間是不同材質(zhì)證明:結(jié)論：①熱電勢只與A、B的接觸溫度T、T0及材質(zhì)有關(guān)。

②與A、B尺寸形狀和各處溫度無關(guān)。①可見，熱電勢只與T、T0及NAT，NBT，NAT0，NBT0有關(guān)。與T、T0和A、B材質(zhì)有關(guān),與尺寸形狀無關(guān)故可得結(jié)論①，且熱電勢與A、B尺寸形狀無關(guān)。第9頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月9證明:②熱電勢與各處溫度無關(guān)。設(shè)A中間有一點溫度TC：TC≠T，TC≠T0。TC處接觸電勢：可見，對于均質(zhì)材料，其它點的溫度不產(chǎn)生接觸電勢。實際指導(dǎo)意義:實際中冷端和熱端溫度不一樣，故它們之間的溫度是變化的。但由均質(zhì)定律，只要熱電偶是均質(zhì)材料，則不需要考慮中間溫度的變化。第10頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月10(2)中間導(dǎo)體定律A、B組成的熱電偶中接入第三種導(dǎo)體C，且滿足條件：C的接入兩端溫度相等；證明:

①C接入冷端T0(或者熱端T)。結(jié)論：熱電勢不變。第11頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月11證明:

②C接入A的中間(或B的中間)。實際指導(dǎo)意義:測量熱電勢時，必須要接入電壓表或者測量電路。但由中間導(dǎo)體定律，只要兩接入點溫度相等，則熱電勢不變。第12頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月12熱電偶AB在接點溫度t、tc和tc、t0時的熱電勢為eAB(t,tc)和eAB(tc,t0)，則在t、t0時的熱電勢eAB(t,t0)為證明:(3)中間溫度定律第13頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月13應(yīng)用:①利用分度表求T0≠0℃時，標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的熱電勢。例：利用表15-3求S型熱電偶T0=30℃，T=1150℃時的熱電勢。解:②在補償導(dǎo)線上的應(yīng)用補償導(dǎo)線：如冷端和熱端相距較遠(yuǎn)，熱電偶無法連接它們，則需要在熱電偶和冷端間加補償導(dǎo)線(如圖中A′B′)。設(shè)兩接入點溫度都為tC，則熱電勢為第14頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月14②①熱電勢不變(a)A與A′，B與B′是相同導(dǎo)體，則①、②式明顯滿足，故此時熱電勢不變。(b)A與A′,B與B′不是相同導(dǎo)體，則①式②式③④A與,B與滿足③④式，則稱A與,B與熱電特性相似。第15頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月15結(jié)論：補償導(dǎo)線不影響熱電勢的條件(a)兩接入點溫度相等(都為tC)。(b)

A與，B與是相同的導(dǎo)體(或熱電特性相似)。第16頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月16(4)參考電極定律A、B、C導(dǎo)體組成熱電偶AB、AC、BC，如果AB、AC的熱電勢已知，則BC的熱電勢為證明:第17頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月17應(yīng)用：利用標(biāo)準(zhǔn)電偶的分度表某些非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的熱電勢。例：利用書上分度表計算鎳硅-銅鎳熱電偶在T0=0℃,T=30℃時的熱電勢.解:由表15-5，知由表15-6，知第18頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月18(1)8種標(biāo)準(zhǔn)熱電偶3.熱電偶類型第19頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月19(2)分度表：標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在T0=0℃時的熱電勢值表15-3~15-6給出了S、B、K、E型的分度表。4.熱電偶的結(jié)構(gòu)形式(1)普通型熱電偶第20頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月20(2)鎧裝熱電偶主要優(yōu)點：①測溫端熱容量小，動態(tài)響應(yīng)快。②機械強度高，撓性好，可安裝在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置上。(3)薄膜熱電偶主要優(yōu)點：熱接點可以做得很小(可薄到0.01~0.1μm)，具有熱容量小，反應(yīng)時間可達(dá)到微秒級，適用于微小面積上的表面溫度以及快速變化的動態(tài)溫度測量。第21頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月215.熱電偶的補償導(dǎo)線及冷端補償(1)補償導(dǎo)線

①適用范圍：測溫端和處理電路所在的控制室較遠(yuǎn)(可達(dá)幾十米，而熱電偶為35cm~2m)。②補償方法:(a)熱電偶較便宜(鎳、銅、鐵)，補償導(dǎo)線與熱電偶材料一致。(b)熱電偶較貴(鉑)，補償導(dǎo)線用熱電特性相似的廉價金屬代替。第22頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月22(2)冷端補償：T0≠0℃時，如何利用分度表。②冷端0℃恒溫法：

冷端放入裝滿冰水混合物中。①冷端溫度修正法：利用中間溫度定律進(jìn)行修正第23頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月23(b)工作原理:熱電偶回路總電勢e總=eAB(T)-eAB(T0)+UABⅠ.T0=0℃時，調(diào)整RCu使得UAB=0，則e總=eAB(T)-eAB(0)(a)結(jié)構(gòu)：錳銅電阻R1、R2

、R3(溫度系數(shù)很小)；銅電阻RCu(溫度系數(shù)較大)；穩(wěn)壓電源。③補償電橋法Ⅱ.T0↑e總=eAB(T)-eAB(T0)+UAB變化很小。即e總≈eAB(T)-eAB(0)，這相當(dāng)于冷端溫度恒定為0。第24頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月246.熱電偶測溫線路(1)典型電路圖15-17熱電偶典型測溫線路普通測溫線路；(b)帶有補償器的測溫線路；(c)具有溫度變送器的測溫線路；(d)具有一體化溫度變送器的測溫線路第25頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月25(2)熱電偶的串并聯(lián)(a)同向串聯(lián)：E總=E1+E2+E3+En，測幾個溫度之和。(b)反向串聯(lián)：E總=E1-E2，測2個溫度之差。第26頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月26r1、r2、r3、r4是相同熱電偶電阻，RL是儀表電阻。(c)并聯(lián):等效電路如右于是有r1=r2=r3=r4=r<<RL測平均溫度第27頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月27四.熱電阻傳感器熱電阻：金屬熱電阻。熱敏電阻：半導(dǎo)體熱電阻。熱電阻傳感器：利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進(jìn)行測溫的。1.常用熱電阻(1)鉑熱電阻

①特點：(a)精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠。(b)溫度范圍為-200~+850℃。②特性方程:(a)-200~0℃內(nèi)：Rt=R0[1+At+Bt2+Ct3(t-100)](b)0~850℃內(nèi)：

Rt=R0(1+At+Bt2)Rt和R0分別為t℃和0℃時鉑電阻值;A,B和C為常數(shù)。第28頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月28(