建筑环境测试技术-3-温度的测量

Rt R0 1 At Bt2 Ct3 t 100
• 2）当温度t为O℃≤t≤650℃时：
Rt R0 1 At Bt2
• 铜热电阻（精度不高，范围：-50~150℃）的特性方程：
•
Rt R0 1t
• 镍热电阻（多用于150℃以下）的特性方程 Rt 100 0.5485t 0.665103t 2 2.805109 t 4
EA T ,T0
k e
T
T0
1 N At
d
N At
•t
EB
T ,T0Fra Baidu bibliotek
k e
T1 N T0 Bt
dN Bt • t
闭合回路的总热电势
EAB T ,T0
k e
T ln N At dt
N T0
Bt
热电偶的应用定则
• 均质导体定则：由同一种匀质导体（电子 密度处处相同）组成的闭合回路中，不论 导体的截面、长度以及各处的温度分布如 何，均不产生热电势。
• 温差电势（汤姆逊电势）：由于导体两端 温度不同而产生的电势称温差电势。由于 导体两端温度梯度的存在，改变了电子的 能量分布，高温端电子将向低温端迁移， 致使高温端因失电子带正电，低温端恰好 相反，因获电子带负电，此时所建立的电 位差称温差电势或汤姆逊电势。
主要公式
珀尔帖电势或接触电势：
EAB (T ) kT / e(ln(N AT / NBT )) A导体和B导体所产生的温差电势：
• 非接触法测温：利用物体的热辐射能随温度变 化的原理测定物体温度。特点是不与被测物体 接触，也不改变被测物体的温度分布，热惯性 小。
膨胀式温度计
• 膨胀式温度计：利用物体受热膨胀原理制成的 温度计，主要有液体膨胀式、固体膨胀式和压 力式温度计三种。
• 压力式温度计：利用密闭容积内工作介质的压 力随温度变化的性质，通过测量工作介质的压 力来判断温度值的一种机械式仪表。压力式温 度计简单可靠、抗震性能好，具有良好的防爆 性。但仪表动态性能差、示值的滞后较大、不 能测量迅速变化的温度。
• 电阻温度计：利用导体或半导体的电阻率与温 度的特性，制成电阻温度感温元件，与测量电 阻阻值的仪表配套组成电阻温度计。
• 电阻温度计的优点：测温准确度高、测量宽 （-200℃～600℃）、信号便于传送。
• 电阻温度计的缺点；不能测量太高的温度、需 外电源供电、连接导线的电阻易受环境温度的 影响。
热电阻特性
• 函数表示法是指用数学公式描述电阻材料的电阻与温度 之间的关系；
• 列表法是用表格的形式表示电阻的分度特性，即电阻温度对照表，通常称为分度表。
常用热电阻
• 常用热电阻有铂热电阻、铜热电阻、镍热电阻和半导体 热敏电阻。
• 铂热电阻（性能稳定、重复性好、精度高）的特性方程：
• 1）当温度t为一200℃≤t≤O℃时：
• 热电偶：热电偶是一种换能器，它将热能转化 为电能，用所产生的热电动势测量温度。该电 动势实际上是由接触电势（珀尔帖电势）与温 差电势（汤姆逊电势）所组成。
• 接触电势（珀尔帖电势）：两种电子密度
不同的导体A与B相互接触时，就会发生
自由电子扩散现象，自由电子从电子密度 高的导体流向密度低的导体。电子扩散的 速率与自由电子的密度及所处的温度成正 比。在其接触处形成的电动势，称为珀尔 帖电势或接触电势。
2.主要公式 • 热力学温标的内插方程：
T/Ts =Q/Qs
T90与ｔ90的关系：
t90=T90-273.15
温度测量方法
• 接触法测温：由热平衡原理可知，当两个物体 接触后，经过足够长的时间达到热平衡后，则 它们的温度必然相等。如果其中之一为温度计， 就可以用它对另一个物体实现接触法温度测量。
套管、接线盒组成。 • 薄膜热电偶由热电极、热极点、绝缘极板、
引出线组成。
热电偶的分类
• 标准化热电偶 • 非标准化热电偶
热电偶测温系统
• 热电偶测温系统：由热电偶、补偿（或铜） 导线、测量仪表及相应的电路构成。
• 热电偶的冷端温度处理方法：补偿导线法； 计算修正法；冷端恒温法；补偿电桥法。
热电阻测温
建筑环境测试技术——
第三讲 温度的测量
温度测量概述
1.基本概念：
• 温度：表示物体的冷热程度的物理量。 • 温标：为了保证温度量值的统一和准确，而建立的一个用来衡量温
度的标准尺度。
• 温标的三要素：温度计、固定点和内插方程（或称为三个基本条 件)。
• 经验温标：借助于某一种物质的物理量与温度变化的关系，用实验 方法或经验公式所确定的温标。经验温标具有局限性和随意性两个 缺点，不能适用于任意地区或任何场合。
• 双金属片固体膨胀式温度计：将两种线膨 胀系数不同的金属片焊制成一体，构成双 金属片温度计。双金属片的一端固定，另 一端为自由端。当温度变化时，由于两种 金属的线膨胀系数不同，双金属片必然发 生弯曲变形，利用其偏转角的变化可以制 成相应的温度计。
双金属片温度计
热电偶测温
1.基本概念
• 热电温度计：以热电偶作为测温元件，测得与 温度相应的热电动势，由仪表显示出温度的一 种温度计。
• 热力学温标：利用卡诺定理及其推论，可以建 立一个与工质无关的温标，即热力学温标，热 力学温标所确定的温度数值称为热力学温度 （单位为K）。
• 1990国际温标：以定义固定点温度指定值以及 在这些固定点、分度过的标准仪器来实现热力
学温标，各固定点间的温度是依据内插公式使 标准仪器的示值与国际温标的温度值相联系。
• 电阻温度系数： Rt Rt0 R
Rt0(t t0 ) Rt0t
• 电阻比： W T90 R T90 R 273.16K
• 是表征导体电阻与温度关系内在特性的 一个物理量，可用其表示相对灵敏度。
• 热电阻的电阻值与温度的关系特性有三种表示方法：作 图法、函数表示法、列表法。
• 作图法是指用曲线将热电阻的分度特性在坐标纸上表示 出来；
• 中间导体定则：在热电偶回路中接入第三 种导体，只要与第三种导体相连接的两端 温度相同，接入第三种导体后，对热电偶 回路中的总电势没有影响。
• 中间温度定则：指热电偶在两接点温度为
T、T０时，热电势等于该热电偶在两接 点温度分别为T、TＮ和TＮ、T０时相应热
电势的代数和。
热电偶的结构
• 分为铠装热电偶和薄膜热电偶 • 铠装热电偶：由热电极、绝缘套管、保护