第十章 温度测量

测试技术
大连大学机械工程学院
§10-2 107.辐射高温计
温度测量方法
原理：利用物体的辐射能随温度变化的性质。 原理：利用物体的辐射能随温度变化的性质。 种类： 光学高温计、 辐射温度计、 种类 ： 光学高温计 、 辐射温度计 、 部分辐射测温计 及比色测温计。 及比色测温计。 测温范围：100~2000℃， 测温范围：100~2000℃ 测温介质：能量。 测温介质：能量。 优点： 感温元件不破坏被测介质的温度场， 优点 ： 感温元件不破坏被测介质的温度场 ， 时间常 数小，测温范围广。 数小，测温范围广。 缺点：只能测高温，低温段精度较差， 缺点：只能测高温，低温段精度较差，环境条件会 影响测量精度。 影响测量精度。
测试技术
大连大学机械工程学院
摄氏温度与 绝对温度和 华氏温度之间的关系 摄氏温度 与 绝对温度 和 华氏温度 之间的关系 为： t=T－273. t=T－273.15 t=5 32） t=5/9（T′－32） 式中t 摄氏温度的度数 摄氏温度的度数， 式中t—摄氏温度的度数，℃； 绝对温度的度数， T—绝对温度的度数，K； 绝对温度的度数 T'—华氏温度的度数 0 华氏温度的度数， T' 华氏温度的度数， F 。
测试技术
大连大学机械工程学院
一般按测温仪表与被测介质的接触情 接触式测温和 可分为接触式测温 况，可分为接触式测温和非接触式测温 两类。 两类。 前者基于热平衡原理 热平衡原理， 前者基于热平衡原理，测温敏感元件 必须与被测介质接触（受热膨胀原理和 必须与被测介质接触（受热膨胀原理和 物体电气参数随温度变化的特性） 物体电气参数随温度变化的特性） 。 热辐射原理， 后者利用物质的热辐射原理 后者利用物质的热辐射原理，测温敏 感元件不必与被测介质接触 （热辐射强 温度关系 关系）。 度与温度关系）。
测试技术
大连大学机械工程学院
测试技术
大连大学机械工程学院
§10-2 105.热电偶温度计
温度测量方法
原理：利用导体或半导体的热电效应的性质， 原理：利用导体或半导体的热电效应的性质， 测温范围： 269~2800℃ 测温范围：-269~2800℃， 测温介质：金属、半导体。 测温介质：金属、半导体。 优点：测量范围广，测量精度较高， 优点：测量范围广，测量精度较高，便于远 距离、多点集中测量和记录。 距离、多点集中测量和记录。 缺点：需进行冷端温度补偿， 缺点：需进行冷端温度补偿，在低温段精度 比较差，且线性差。 比较差，且线性差。
测试技术
大连大学机械工程学院
§10-1 温度基准量 10热力学中规定采用绝对温标（ 热力学中规定采用绝对温标（Absolute 绝对温标 scale）度量温度，国际单位中其单位叫开尔 scale）度量温度，国际单位中其单位叫开尔 简称开，用符号K表示。绝对温标的零点 文，简称开，用符号K表示。绝对温标的零点 为摄氏温标的－273.15度 为摄氏温标的－273.15度，绝对温标的分度 间隔与摄氏温标相等。 间隔与摄氏温标相等。 美国家习惯采用华氏温标 华氏温标（ 英、美国家习惯采用华氏温标（Fahrenheit scale）度量温度。 scale）度量温度。华氏温标规定标准大气压 下冰的溶点和水的沸点分别为32度和212 32度和212度 下冰的溶点和水的沸点分别为32度和212度， 0 用符号“ 表示。 用符号“ F ”表示。
测试技术
大连大学机械工程学院
§10-2 温度测量方法 10一、常用测温仪表
1.玻璃液体温度计： 1.玻璃液体温度计：利用液体的体积随温度变 玻璃液体温度计 化而引起液柱高度改变的性质。 化而引起液柱高度改变的性质。 测温范围：-50~400℃ 测温范围： 50~400℃ 测温介质：汞、酒精等； 测温介质： 酒精等； 优点： 结构简单， 使用方便， 优点 ： 结构简单 ， 使用方便 ， 测量的精确度 价格便宜。 高，价格便宜。 缺点：测量上限和精确度受玻璃质量的限制， 缺点：测量上限和精确度受玻璃质量的限制， 易碎，不能记录和远传。 易碎，不能记录和远传。
测试技术
大连大学机械工程学院
温标的三要素（基本条件）： 温标的三要素（基本条件）： 温度计、固定点、内插方程（计算公 式）。
固定点： 固定点：基准点温度值是以一些物质 相平衡温度”作为固定点的。 的“相平衡温度”作为固定点的。 内插函数）： ）：固定点之间 内插方程（内插函数）：固定点之间 的温度值是利用一定函数关系来描述。 的温度值是利用一定函数关系来描述。
测试技术
大连大学机械工程学院
第十章 温度测量
在机械工程中，温度往往可以表征一部机 在机械工程中，温度往往可以表征一部机 器的工作状态 由于相互运动件之间的摩擦、 工作状态。 器的工作状态。由于相互运动件之间的摩擦、 流体与流体或流体与流道之间的摩擦， 流体与流体或流体与流道之间的摩擦，以及燃 料的燃烧和热传递（如内燃机） 料的燃烧和热传递（如内燃机）等都会造成机 器的温升，但在机器正常工作时， 器的温升，但在机器正常工作时，其温升不应 超过一定的范围。 超过一定的范围。如柴油机其冷却水出水温度 不应高于90℃，否则将说明柴油机的冷却系统 不应高于90℃ 90 可能存在某种问题。依据机器的设计数据或经 可能存在某种问题。依据机器的设计数据或经 验数据，通过检测其某部位的温度 即可判定 检测其某部位的温度， 验数据，通过检测其某部位的温度，即可判定 机器的工作是否正常 工作是否正常。 机器的工作是否正常。
测试技术
大连大学机械工程学院
§10-3 10-
温度传感器
热敏电阻：由金属氧化物（ 热敏电阻：由金属氧化物（NiO, MnO2, TiO3等 CuO, TiO3等）粉末按一定比例混合烧结 而成的半导体。阻值随温度上升而下降。 而成的半导体。阻值随温度上升而下降。 优点：电阻温度系数大、灵敏度高、 优点：电阻温度系数大、灵敏度高、 分辨率高、体积小、热惯性小、 分辨率高、体积小、热惯性小、响应速 度快。 度快。 缺点：非线性严重，老化较快， 缺点：非线性严重，老化较快，对环 境温度的敏感性大。 境温度的敏感性大。
测试技术
压力式温度计： 2.压力式温度计：利用定容气 体、液体压力随温度变化的 性质。 性质。 测温范围： 500℃ 测温范围：0~500℃； 测温介质：惰性气体、 测温介质：惰性气体、液体 等。 优点：结构简单，不怕振动， 优点：结构简单，不怕振动， 具有防爆性，价格低廉。 具有防爆性，价格低廉。 缺点：测量精度低， 缺点：测量精度低，测量距 离较远时，仪表滞后较大。 离较远时，仪表滞后较大。
测试技术
大连大学机械工程学院
§10-3 10-
温度传感器
所谓电阻温度系数 ， 就是温度每变化1 所谓 电阻温度系数α， 就是温度每变化 ℃ 电阻温度系数 时材料电阻的变化率 显然， 越大 电阻的变化率。 越大， 时材料电阻的变化率。显然，α越大，电阻温 度计越灵敏。 度计越灵敏 。 当电阻与温度的关系为非线性 值也随温度而变化， 时，α值也随温度而变化，所以用平均温度系 值也随温度而变化 数来表达。 数来表达。大多数金属温度每升高 1℃其阻值 约增加0.4~0.6%。 约增加 。 热电阻的材料应有较高的电阻温度系 作为热电阻的材料 作为热电阻的材料应有较高的电阻温度系 数，最好电阻随温度呈线性变化，而且比电 最好电阻随温度呈线性变化，而且比电 线性变化 化学稳定性好，易于提纯和复制， 阻大，化学稳定性好，易于提纯和复制，以 及价格便宜等。 及价格便宜等。工业生产中常用的热电阻材 料有铂 其次是铁 料有铂和铜，其次是铁、镍等。
测试技术
大连大学机械工程学院
测试技术
Measurement & Test Technology
大连大学机械学院
测试技术
大连大学机械工程学院
ห้องสมุดไป่ตู้
第十章 温度测量
温度是表征物体冷热程度的物理量 是表征物体冷热程度的物理量， 温度是表征物体冷热程度的物理量，是 国际单位制(SI)七个基本量之一。 (SI)七个基本量之一 国际单位制(SI)七个基本量之一。它在生产 和科学试验中占有极重要的地位。 和科学试验中占有极重要的地位。
大连大学机械工程学院
测试技术
大连大学机械工程学院
§10-2 温度测量方法 103.双金属温度计： 双金属温度计：
原理 ： 利用 双 金属 片受 热变形的性质。 热变形的性质。 测温范围： 300℃ 测温范围：0~300℃； 测温介质：金属。 测温介质：金属。 优点：结构简单， 优点：结构简单，机械 强度大，价格低。 强度大，价格低。 缺点：测量精度低， 缺点：测量精度低，量 程和使用范围均有限。 程和使用范围均有限。 以上这三种温度计是 膨胀式测温 测温。 膨胀式测温。
测试技术
大连大学机械工程学院
§10-2 104.热电阻温度计
温度测量方法
原理：利用物体的电阻随温度变化的性质， 原理：利用物体的电阻随温度变化的性质， 测温范围： 200~500℃ 测温范围：-200~500℃， 测温介质：金属、半导体。 测温介质：金属、半导体。 优点： 测量精确度高， 便于远距离、 优点 ： 测量精确度高 ， 便于远距离 、 多点集 中测量和自动记录。 中测量和自动记录。 缺点：不能测量高温，由于体积大， 缺点：不能测量高温，由于体积大，故测量 点温度比较困难。 点温度比较困难。
测试技术
大连大学机械工程学院
§10-2 温度测量方法 106.晶体管温度计
原理： 原理 ： 利用二极管的电压降随温度变化的性 质。 测温范围： 200~200℃ 测温范围：-200~200℃ 测温范围：晶体管（二极管）。 测温范围：晶体管（二极管） 优点： 测量精度高， 仪表的灵敏度高， 优点 ： 测量精度高 ， 仪表的灵敏度高 ， 线性 便于自动记录。 好，便于自动记录。 缺点：测温范围有限，互换性差。 缺点：测温范围有限，互换性差。 上述六种温度计均为接触式温度测量仪表 接触式温度测量仪表。 上述六种温度计均为接触式温度测量仪表。