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  lzq2922在路上 2014-06-17 00:00:00

  溫度不能直接測(cè)量，只能借助于冷熱不同物體之間的熱交換，以及物體某些物理性質(zhì)隨溫度變化的特來(lái)間接測(cè)量。 一、利用物體熱脹冷縮的特性測(cè)溫 基于某些物體受熱體積膨脹的特性制成的溫度計(jì)稱(chēng)作膨脹式溫度計(jì).玻璃管溫度計(jì)是屬于液體膨脹式溫度計(jì)，雙金屬溫度計(jì)是屬于固體膨脹式溫度計(jì). 雙金屬溫度計(jì)中的感溫元件是用兩片線(xiàn)膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊在一起制成的，雙金屬片受熱后，由于兩片金屬的膨脹長(zhǎng)度不同而產(chǎn)生彎曲。如圖1-1所示，溫度越高，產(chǎn)生的線(xiàn)膨脹長(zhǎng)度差越大，因而引起的彎曲的角度越大。雙金屬溫度計(jì)就是按這一原理而制成的。它是用雙金屬感溫片制成螺旋形感溫元件。放入金屬保護(hù)套管內(nèi)，溫度變化時(shí)，螺旋形感溫元件的自由端便圍繞著ZX軸轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，同時(shí)帶動(dòng)指針在刻度盤(pán)上指示出相應(yīng)的溫度 數(shù)值（圖1-2）。 二、利用工作物質(zhì)的壓力隨溫度變化的原理測(cè)溫 應(yīng)用壓力隨溫度變化來(lái)測(cè)溫的儀表稱(chēng)為壓力式溫度計(jì).它是根據(jù)處于封閉系統(tǒng)中的液體、氣體或低沸點(diǎn)液體的飽和蒸汽受熱后體積或壓力變化這一原理而制成的。測(cè)出相應(yīng)壓力，就能知道待測(cè)溫度。壓力式溫度計(jì)由溫包、毛細(xì)管和盤(pán)簧管（或稱(chēng)彈簧管）組成，如圖1-3所示 在溫包、毛細(xì)管和盤(pán)簧管組成的封閉系統(tǒng)中充以工作物質(zhì)，溫包直接與被測(cè)介質(zhì)接觸以感受溫度的變化而變化，封閉系統(tǒng)中的壓力隨被測(cè)介質(zhì)溫度變化，壓力的大小由盤(pán)簧管測(cè)出。 三、利用熱輻射原理測(cè)溫 熱的傳遞有傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種形式。熱輻射是高溫物體以電磁波的形式輻射出能量，其輻射出的熱能與溫度有關(guān)，溫度越高，輻射出的熱能越大，輻射式高溫計(jì)就是根據(jù)這一原理制成的?，F(xiàn)在，已廣泛地被用來(lái)測(cè)量高于800℃的溫度。 四、應(yīng)用熱電效應(yīng)測(cè)溫 當(dāng)兩種自由電子密度不同的金屬A和金屬B密切接觸時(shí)，按經(jīng)典電子理論，金屬中的自由電子如容器中的氣體分子一樣，將在金屬中進(jìn)行擴(kuò)散.若金屬A的自由電子密度大于金屬B(nA>nB)，從金屬A擴(kuò)散到金屬B的自由電子將多于金屬B擴(kuò)散到金屬A的自由電子，如圖1-4所示 結(jié)果金屬A失去了電子而帶正電，金屬B得到了電子而帶負(fù)電，在金屬的接觸面形成偶電層，電場(chǎng)的方向由金屬A指向金屬B，因而阻止自由電子的擴(kuò)散。當(dāng)擴(kuò)散作用和靜電場(chǎng)的作用相互抵消時(shí)，電子遷移達(dá)到動(dòng)力平衡，此時(shí)靜電場(chǎng)的接觸電勢(shì)差，按氣體分子運(yùn)動(dòng)論可證明其大小為 式中k為玻耳茲曼常數(shù)，e為電子電荷的值，T為接觸點(diǎn)的熱力學(xué)溫度。 從上式可知，接觸電勢(shì)差和兩金屬的材料及接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)，溫度越高，金屬中的自由電子越活躍，從金屬A遷移到金屬B的自由電子數(shù)目越多，因而接觸電勢(shì)差越高。當(dāng)A、B兩種金屬確定后，接觸點(diǎn)的電勢(shì)差僅與溫度有關(guān)，因而稱(chēng)為熱電勢(shì)，記作eAB（t），t表示接觸點(diǎn)的溫度，下標(biāo)中的A、B分別表示金屬A和金屬B。如果下標(biāo)次序改變，則e前面的符號(hào)作相應(yīng)的改變， 即eAB（t）=-eBA (t)。 根據(jù)經(jīng)典理論，由兩種不同的金屬導(dǎo)體組成閉合回路，如兩接觸點(diǎn)的溫度不同，高溫度接觸點(diǎn)1和低溫度接觸點(diǎn)2的溫度分別為t1和t2，那么兩接觸點(diǎn)的接觸電勢(shì)差分別為eAB(t1) 和eAB(t2)，方向相反，大小不等，如圖1-5所示。 此回路中的電動(dòng)勢(shì)E（t1，t2）應(yīng)等于它們的代數(shù)和。即E（t1，t2）= eAB(t1)-eAB(t2)= eAB(t1)+eBA(t2) 當(dāng)A、B兩種材料固定后，如果一個(gè)接觸點(diǎn)的溫度為已知，另一個(gè)接觸點(diǎn)的溫度，亦即待測(cè)溫度，就可算出。這就是熱電偶測(cè)溫原理。 五、電阻測(cè)溫原理 我們可依據(jù)金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變的性質(zhì)，來(lái)測(cè)量溫度。例如金屬銅在-50～150℃的范圍內(nèi)，它的阻值與溫度為線(xiàn)性關(guān)系，其表達(dá)式為：Rt=R0(1+at) 式中，a=4.25×10-3/℃ 金屬鉑在0～630℃的范圍內(nèi)電阻值與溫度的關(guān)系可用下式表示： Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3) 式中，Rt，R0分別為溫度t℃，0℃時(shí)的電阻值。 A: 常數(shù)（＝3.950×10-3/℃） B: 常數(shù) （＝-5.850×10-7/(℃)2） C: 常數(shù)（＝-4.22×10-22/(℃)3） 一般金屬的電阻值是隨著溫度的升高而增加，且近于線(xiàn)性關(guān)系。而半導(dǎo)體的電阻值卻是隨溫度的升高而減少，而且不是線(xiàn)性關(guān)系。 應(yīng)用半導(dǎo)體熱敏電阻測(cè)溫，在不少場(chǎng)合（如測(cè)量腐蝕性介質(zhì)溫度、軸承表面溫度以及醫(yī)用測(cè)量 等）已經(jīng)得到了較廣泛的應(yīng)用。半導(dǎo)體電阻溫度計(jì)具有良好的抗腐蝕性和靈敏度高、熱慣性小、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但測(cè)量范圍有一定的限制（一般為-50～+300℃），且由于半導(dǎo) 體熱敏電阻的特性曲線(xiàn)的不一致，所以互換性差，應(yīng)用有一定的局限性。 通常，熱敏電阻的材料是各種金屬氧化物（如錳、鎳、銅和鐵法的氧化物等）按一定的比例混合起來(lái)，經(jīng)研磨、成型，加熱到一定溫度后，結(jié)合堅(jiān)實(shí)的整體。 §2 測(cè)溫儀表的選型 溫度測(cè)量?jī)x表的選用是一項(xiàng)重要的工作，如果選用不當(dāng)，不僅不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，而且可能會(huì)引起 生產(chǎn)事故，造成不應(yīng)有的損失.選用測(cè)量?jī)x表應(yīng)考慮如下幾個(gè)方面: 一、根據(jù)工藝要求選擇測(cè)溫儀表的類(lèi)型 儀表類(lèi)型的選擇是保證儀表正常工作及安全生產(chǎn)的重要前提.因此在選用儀表之前，一定要深入了解掌握工藝過(guò)程，掌握工藝對(duì)儀表提出的要求.一般應(yīng)了解掌握如下工藝情況: 1、 被測(cè)對(duì)象的溫度變化范圍及變化的快慢； 2、 被測(cè)對(duì)象的物理和化學(xué)性質(zhì)，如腐蝕性、氧化性氣氛還是還原性氣氛、粘度大小、污臟 程度、是否易燃、易爆、有毒等； 3、 被測(cè)對(duì)象是靜止還是運(yùn)動(dòng)的，是氣態(tài)、液態(tài)溫度還是固體溫度，是測(cè)點(diǎn)溫還是平均溫度； 4、 信號(hào)是否要遠(yuǎn)傳、自動(dòng)記錄、報(bào)警； 5、 儀表安裝現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件，如溫度、濕度、電磁場(chǎng)、振動(dòng)等情況。 二、溫度測(cè)量?jī)x表精度等級(jí)的選擇 儀表精度等級(jí)是根據(jù)工藝生產(chǎn)上所允許的Z大測(cè)量誤差來(lái)確定的。 溫度測(cè)量?jī)x表量程的選擇 進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，測(cè)量的準(zhǔn)確度不僅與選用儀表的精確度等級(jí)有關(guān)，而且與儀表的量程有關(guān)。也就 是說(shuō)，精確等級(jí)相同，但量程不同的儀表，其可能產(chǎn)生的誤差是不同的。所以在選用儀表量程時(shí)，同樣精度等級(jí)的儀表應(yīng)盡量選擇測(cè)量上限與被測(cè)溫度相近的儀表，也就是說(shuō)，在儀表運(yùn)行時(shí)，盡量使它工作在測(cè)量上限。但為了保證儀表安全，應(yīng)留有一定余地，正常使用的測(cè)量范圍一般為滿(mǎn)量程的30～90％。

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