各种温度测量的原理及特点
温度检测技术
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4 热阻式测温方法
4.1 铂电阻测温
1、概述
特点： 电阻率大； 电阻～温度关系 → 非线性； 测温范围广，精度高； 氧化性介质中、高温下，R0
W100↑ → 纯度↑ → 电阻反应越明显
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4 热阻式测温方法
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压力温度计结构示意图
测温范围：-100℃～ 600℃
油、水系统的温度测量
3 热膨胀式测温方法
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3 热膨胀式测温方法
3.3 双金属温度计
基本原理：固体长度随温度变化而变化，公式如下：
L1 L0 1 k t1 t0
式中：L1固体在温度t1时的长度； L0固体在温度t0时的长度；
热电效应 → 热电势 → 温差电势、接触电势
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5 热电式测温方法
接触电势
导体材料不同→电子密度不同→ 电子扩散→接触电势 数量级：10-2～10-3V
接触电势示意图
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5 热电式测温方法
由物理学可知，导体A、B在接触点1、2的接触电势EAB(T) 和EAB(T0) 分别为：
KT n A E AB (T ) ln e nB
k固体在温度t0、t1之间的平均线膨胀系数。
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3 热膨胀式测温方法
把两片线膨胀系数差异相对很大的金属片叠焊在一起， 构成双金属片感温元件。
弯曲变形
温度越高线膨胀差越大
弯曲角度也越大。
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3 热膨胀式测温方法
感温双金属元件的形状： 平面螺旋型
直线螺旋型
测温范围：-80 ～ 600℃
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接触电势示意图
5 热电式测温方法
温差电势
T1>T2
常用的温度测量方法
常用的温度测量方法温度的测量方法，按照测量温度所使用1:具以及原理的不同，通常分为以下儿种：电阻变化：热敬导体或半导体在受热后导致的电阻值变化。
热膨胀：固体、气体、液体等在受热后发生的热膨胀。
热电效应：不同材质导线连接的闭合回路，两接点的温度不同，造成回路内所产生热电势。
热辐射：物体的热辐射随温度的变化而变化。
其它：射流测温、涡流测温、激光测温等。
下表是各种不同温度计的量程和优缺点比较表3-1各种温度计的比较下面对儿种常用温度计进行性详细的说明：（-）玻璃管温度计1.常用玻璃管温度计特点：玻璃管温度计结构简单、价格便宜、读数方便，而且有较高的精度种类：实验室用得最多的是水银温度计和有机液体温度计。
水银温度计测量范围广、刻度均匀、读数准确，但玻璃管破损后会造成汞污染。
有机液体（如乙醇、苯等）温度计着色后读数明显，但山于膨胀系数随温度而变化，故刻度不均匀，读数误差较大。
2.玻璃管温度计的安装和使用（1）玻璃管温度计应安装在没有大的振动，不易受碰撞的设备上。
特别是有机液体玻璃温度计，如果振动很大，容易使液柱中断。
（2）玻璃管温度计的感温泡中心应处于温度变化最敬感处。
（3）玻璃管温度计要安装在便于读数的场所。
不能倒装，也应尽量不要倾斜安装。
（4）为了减少读数误差，应在玻璃管温度讣保护管中加入甘油、变压器油等，以排除空气等不良导体。
（5）水银温度计读数时按凸面最高点读数；有机液体玻璃温度计则按凹面最低点读数。
（6）为了准确地测定温度，用玻璃管温度计测定物体温度时，如果指示液柱不是全部插入欲测的物体中，会使测定值不准确，必要时需进行校正。
3.玻璃管温度计的校正玻璃管温度计的校正方法有以下两种：（1）与标准〉标准温度计在同一状况下比较实验室内将被校验的玻璃管温度计与标准温度计插入恒温糟中，待恒温槽的温度稳定后，比较被校验温度计与标准温度讣的示值。
示值误差的校验应采用升温校验，因为对于有机液体来说它与毛细管壁有附着力，在降温时，液柱下降会有部分液体停留在毛细管壁上，影响读数准确。
温度检测文档
温度检测简介温度检测是一项常见的技术，用于测量和监控环境中的温度变化。
无论是工业领域中的生产过程，还是日常生活中的温度调节，温度检测都扮演着重要的角色。
本文将介绍温度检测的原理、常见的温度传感器以及应用。
原理温度检测的原理基于物体温度与其它物理特性之间的关系。
一种常见的方法是通过测量物体与热平衡的系统之间的热交换来确定其温度。
根据热传导定律，热量会从温度较高的物体传导到温度较低的物体中，直到两者达到热平衡。
通过测量热传导的速率，可以确定物体的温度。
另一种常用的温度检测原理是基于物体辐射的热量。
根据斯蒂芬·玻尔兹曼定律，物体的辐射功率与其温度的四次方成正比。
因此，通过测量物体发出的辐射功率，可以确定其温度。
温度传感器在温度检测中，使用各种类型的传感器来测量温度。
以下是一些常见的温度传感器：1.热电偶（Thermocouple）: 热电偶是一种基于两个不同金属导线焊接在一起构成的传感器。
当两个导线的焊点处于不同温度下时，会产生一个电压信号。
根据电压信号的大小，可以确定温度的变化。
2.热敏电阻（Thermistor）: 热敏电阻是一种电阻，其电阻值随温度的变化而变化。
通过测量热敏电阻的电阻值，可以确定温度的变化。
3.压电传感器（Piezoelectric Sensor）: 压电传感器是一种利用压电效应来测量温度变化的传感器。
压电效应是指在某些晶体中，施加力或压力会导致电荷分离产生电压信号。
通过测量这个电压信号的大小，可以确定温度的变化。
除了上述传感器，还有其他类型的温度传感器，如红外线传感器和光电传感器等。
应用温度检测在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用：1.工业控制：在工业过程中，温度是一个重要的参数，需要实时监测和控制。
例如，温度检测可以用于控制炉子的温度，以确保生产过程中的温度符合要求。
2.家居自动化：温度检测可以用于家庭自动化系统中的温度调节。
根据房间的温度，系统可以自动调整暖气、空调等设备的工作状态，提高舒适性和能源效率。
水银温度计的原理及其应用
水银温度计的原理及其应用水银温度计是一种以水银作为工作介质的温度测量仪器。
其原理是利用热胀冷缩性质测量温度。
水银温度计由玻璃管、水银和温度刻度盘组成。
玻璃管内装有一定量的水银，通过膨胀融合技术将其封口。
当温度升高时，水银受热膨胀，向上升高；当温度降低时，水银受冷缩小，下降。
通过读取指针所指位置，可以得知当前的温度。
水银温度计具有以下特点：1. 线性度高：水银温度计的温度刻度盘可采用线性刻度，可以较准确地读取温度值。
2. 灵敏度高：水银温度计对温度变化较为敏感，可以测量较小范围内的温度变化。
3. 准确度高：由于水银的热胀冷缩性质稳定可靠，水银温度计的测量结果较为准确。
水银温度计广泛应用于实验室、工业生产、医疗及室内温度监测等领域。
具体应用如下：1. 实验室：水银温度计被广泛应用于各种科学实验中，用于测量试剂溶液温度、实验设备温度等。
2. 工业生产：水银温度计常被用于测量工业流程中的温度，如化工反应中的温度控制，炼油中的温度检测等，可帮助调整和控制生产过程。
3. 医疗应用：水银温度计曾是常见的体温计，通过将其放置在患者的腋窝、口腔或肛门等部位，可以测量体温。
然而，由于水银对人体有毒，现在已经逐渐被电子体温计取代。
4. 室内温度监测：水银温度计适用于室内温度的测量，如气象站、暖气系统、空调等。
可用来监测室内温度的变化，为调整和控制室内温度提供数据基础。
5. 温度标定：水银温度计可以作为标准温度计量器，用于校准和比对其他温度计的准确性。
总之，水银温度计通过利用水银的热胀冷缩性质，实现了对温度的测量。
它具有线性度高、灵敏度高和准确度高的特点，并且在实验室、工业生产、医疗及室内温度监测等领域都有广泛的应用。
然而，由于水银对环境和人体有毒，近年来逐渐被其他无毒的温度测量仪器所取代。
各种温度测量的原理及特点
各种温度测量的原理及特点刘国兵 2012/6/13温度是表示物体冷热程度的物理量，最常见的物理量之一，如：气温、体温、水温、油温、锅炉温度、电器温度等。
随着科学技术的发展，对温度的测量也是多种多样，以下分别做简单介绍：1.酒精温度计利用酒精热胀冷缩的性质制成的温度计，也是最常见的环境温度计，外壳透明，内部红色酒精温度条；其成本和安全性比水银温度计高，一般测量温度范围是 -114℃ ~ 78℃，可满足测量体温和气温的要求。
2.水银温度计与酒精温度计类似，利用水银的热胀冷缩制成；水银的冰点是:-39℃,沸点是:℃，其冰点相对酒精要低，所以对于低温环境，北极、珠穆朗玛峰等不适用；但其较高的沸点，高精度，通常用来做科学实验和测量人体温度等。
3.热电阻温度计热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
它的主要特点是测量精度高，性能稳定。
其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪，医疗方面也可作为电子体温计。
一般测量温度范围为 -200℃ ~ 800℃。
4.热电偶温度计热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，是由两种不同成分的导体两端接合成回路时，当两接合点热电偶温度不同时，就会在回路内产生热电流。
其测温范围一般为-200℃ ~ 1300℃，特殊情况下可高达－270℃～2800℃。
相对于热电阻，热电偶测量精度一般不如热电阻，但是其测温范围更宽（特别是高温部分），测量速度快，能够远传4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制。
5.红外测温仪红外测温仪采用非接触红外传感技术对目标进行安全、准确、快速、可靠的测量。
红外测温的原理：自然界中一切温度高于绝对零度（℃）的物体都会辐射出红外线，而辐射出的红外线的能量和温度是成正比的关系，红外测温仪就是通过透镜（如菲涅尔透镜）收集并汇集红外能量到红外传感器上，将其转化成一个电压信号，标定此电压与实际温度的对应关系，即可得到所测目标温度值。
温度检测原理及常见故障分析
非接触测温通过辐射进行热交换，可避免接触测温法的缺点，具有 较高的测温上限。此外，非接触测温法热惯性小，便于测量运动物 体的温度和快速变化的温度。但受到物体的发射率、测量距离、烟 尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。
接触式与非接触式测温方法及其特点
测量方式 仪表名称 双金属 温度计 压力式 温度计 测温原理 固体热膨胀变形 量随温度变化 气(汽)体、液体 在定容条件下， 压力随温度变化 液体热膨胀体积 量随温度变化 金属或半导体电 阻值随温度变化 热电效应 精度范围 1~2.5 特点 结构简单，指示清楚，读数方 便；精度较低，不能远传 结构简单可靠，可较远距离传 输<50 m；精度较低，受环境温度 影响较大 测温范围/℃ -100~600 一般-80~600 0~600 一般0~300
EA (T , T0 ) EA (T0 , T )
E A (t, t 0 ) U At - U At 0
接触电势 （两接点材料相异）
Es 当两种不同导体A、B接触时，由于两者电 + － 子密度不同，如 NA > NB，则在接触面处产 A + － B 生自由电子扩散现象，从A到B扩散的电子 + － 数比从B 到A的多，导致导体 A、B接触处 形成一个由A到B的静电场Es ，阻止电子扩 散的继续进行，并加速电子向相反的方向转移。当电子扩散的能力 与静电场的阻力达到动态平衡时， A 、B 之间所形成的电位差称为 接触电动势。
(5-3)
经实践证明，在热电偶回路中起主要作用的是接触电动势，温差电动势 只占极小部分，可以忽略不计，故式(5-3)可以写成
E AB (t,t 0 ) e AB (t)- e AB (t 0 )
(5-4)
四大参数测量原理
流量测量
另外还有： 测量固体颗粒流量：冲板流量计（用于
石蜡白土、糠醛白土精制）
四、物位仪表
我厂一般常用的液位测量方法有：玻璃板液位计、差压式液位计 （包括单、双法兰液位计）、浮球液位计、浮筒液位计、浮球磁 性翻板液位计、超声波液位计、雷达液位计、放射性液位计、射 频导纳液位计等。
玻璃板液位计是根据连通器原理，多用于就地指示或用来校准自 动液位的零点和量程用。
差压式液位计是根据仪表两端受的压力（静压）之差与介质的高 度成比例关系来进行液位指示。仪表受介质的密度影响，当介质 的密度变化不定时，仪表示值有一定的误差。
浮筒液位计是根据浮筒在液体中受到浮力而产生一个扭力矩，并 带动变送部分产生相应的电信号来指示液位的。
磁性翻板液位计原理：当液位变化时带动了磁性浮子的上下移动， 从而使翻板发生翻转来指示液位的变化。也可以将翻板的翻转转 化为电信号的对应关系来显示液位。应用时注意根据介质的密度 选用磁浮子和高温下磁浮子磁性退化的问题。
（用于大口径流量测量）。电磁流量计的工作原理基于法拉第电磁感
应定律。
当导电液体流过包围在磁场中的测量管时，在流速和磁场二者相垂直
的方向就会产生与平均流速V成正比的感应电动势E。磁场强度B（由线
圈电流控制）、管道直径D也是固定的，因此液体流速V是感应电动势E
的唯一变量，电磁流量计的输出信号与流量呈线性关系。
6.涡轮流量计和涡街流量计
7.质量流量计：
▪ 间接式质量流量计：通常以压力、温度作为补偿并和 体积流量表互相配合来进行质量流量的指示，受介质 的影响较大。一般是根据实际的温度、压力值并与该 介质在标准状态下的密度关系式进行计算得出的。
直接式质量流量计：我厂用的流量计大部分是基于哥 氏力原理的质量流量计。如：罗斯蒙特质量流量计、 E+H质量流量计。
详解各种温度计原理介绍
详解各种温度计原理介绍（附图说明）温度计是测温仪器的总称，可以准确的判断和测量温度。
其制造的原理主要有以下几个方面：一是利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩的现象；二是在定容条件下，气体（或蒸汽）的压强因不同温度而变化；三是热电效应的作用；四是电阻随温度的变化而变化；五是热辐射的影响等。
根据这些作用原理，目前已经开发出许多种类的温度计，下面就和小编一起看看个各种温度计的工作原理吧！1. 电阻温度计铂电阻温度计工作原理：利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度或者与温度有关的参数。
工作特点：精度高，低漂移，测量围宽，一般用于低于600℃的温度测量。
2. 温差电偶温度计温差电偶温度计工作原理：利用温差电偶，将两种不同金属导体的两端分别连接起来，构成一个闭合回路，一端加热，另一端冷却，则两个接触点之间由于温度不同，将产生电动势，导体中会有电流发生。
因为这种温差电动势是两个接触点温度差的函数，所以利用这一特性制成温度计。
工作特点：根据两种金属材料的不同，温度计测量围也不同，如铜和康铜构成的温差电偶的测温围在200～400℃之间；铁和康铜则被使用在200～1000℃之间；由铂和铂铑合金（铑10%）构成的温差电偶测温可达千摄氏度以上；铱和铱铑（铑50%）可用在2300℃；若用钨和钼（钼25%）则可高达2600℃。
3. 指针式温度计指针式温度计工作原理：利用两种不同金属在温度改变时膨胀程度不同的原理工作的。
主要的元件是一个用两种或多种金属片叠压在一起组成的多层金属片。
为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷形状。
当多层金属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量不等，使得螺旋卷卷起或松开。
由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由转动的指针相连，因此，当双金属片感受到温度变化时，指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度。
工作特点：温度显示直观方便；安全可靠，使用寿命长；多种结构形式，可满足不同要求；可以直接测量各种生产过程中的-80℃～500℃围液体、蒸汽和气体介质温度。
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各种温度测量的原理及特点
刘国兵2012/6/13温度是表示物体冷热程度的物理量，最常见的物理量之一，如：气温、体温、水温、油温、锅炉温度、电器温度等。
随着科学技术的发展，对温度的测量也是多种多样，以下分别做简单介绍：
1.酒精温度计
利用酒精热胀冷缩的性质制成的温度计，也是最常见的环境温度计，外壳透明，内部红色酒精温度条；其成本和安全性比水银温度计高，一般测量温度范围是-114℃~ 78℃，可满足测量体温和气温的要求。
2.水银温度计
与酒精温度计类似，利用水银的热胀冷缩制成；水银的冰点是:-39℃,沸点是:356.7℃，其冰点相对酒精要低，所以对于低温环境，北极、珠穆朗玛峰等不适用；
但其较高的沸点，高精度，通常用来做科学实验和测量人体温度等。
3.热电阻温度计
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
它的主要特点是测量精度高，性能稳定。
其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪，医疗方面也可作为电子体温计。
一般测量温度范围为-200℃~ 800℃。
4.热电偶温度计
热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，是由两种不同成分的导体两端接合成回路时，当两接合点热电偶温度不同时，就会在回路内产生热电流。
其测温范围一般为-200℃~ 1300℃，特殊情况下可高达－270℃～2800℃。
相对于热电阻，热电偶测量精度一般不如热电阻，但是其测温范围更宽（特别是高温部分），测量速度快，能够远传4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制。
5.红外测温仪
红外测温仪采用非接触红外传感技术对目标进行安全、准确、快速、可靠的测量。
红外测温的原理：自然界中一切温度高于绝对零度（-273.15℃）的物体都会辐射出红外线，而辐射出的红外线的能量和温度是成正比的关系，红外测温仪就是通过透镜（如菲涅尔透镜）收集并汇集红外能量到红外传感器上，将其转化成一个电压信号，标定此电压与实际温度的对应关系，即可得到所测目标温度值。
目前红外测温仪及应用系统，已广泛应用于测量机械、化工、陶瓷、轻工、食品、冶金、电力、热处理等行业高温、危险及难以接近物体表面的温度。
6.双色红外测温仪
双色红外测温仪是红外测温仪的一种。
即测量物体在两个不同光谱范围内发出的红外辐射亮度并由这两个辐射亮度之比推断物体的温度。
双色红外测温仪工作原理：在选定的两个红外波长和一定带宽下，它们的辐射能量之比随着温度的变化而变化。
利用两组带宽很窄的不同单色滤光片，收集两个相近波段内的辐射能量，将它们转化成电信号后再进行比较，最终由此比值确定被测目标的温度。
由原理决定双色测温消除了发射率对其测量的影响，测温灵敏度高，与目标的真实温度偏差较小。
受测试距离和其间吸收物的影响也较小，在中、高温范围内使用效果比较好。
双色红外测温仪相对普通红外测温仪，测温灵敏度更高，可远距离测量半遮盖小物体温度，主要用于中、高温测量。
双色测温比较复杂，国内还比较少见，主要是代理的美国雷泰（Raytek）红外测温仪。
如专门为钢厂开发的双色高温校准仪和为宝钢开发的STELMOR闭环冷却控制系统等的测温部分就是雷泰双色测温仪，非常适合现场应用，解决了现场较为棘手的技术问题。
7.红外热像仪
红外热像是一种用来探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的高科技产品。
红外热像仪具有很高的军事应用价值和民用价值。
在军事上，红外热像仪可应用于军事夜视侦查、武器瞄具、夜视导引、红外搜索和跟踪、卫星遥感等多个领域；在民用方面，红外热像仪可以用于材料缺陷的检测与评价、建筑节能评价、设备状态热诊断、生产过程监控、自动测试、减灾防灾等诸多方面。
目前常见的热像仪品牌有FLIR 、FLUKE等。
8.光纤测温
光纤传感技术是现代光通信的产物，是随着光纤及通信技术的发展而崛起的一门崭新技术。
它以其灵敏度高、精度高、可靠性高、复用性强，尤其是抗干扰能力强等独特
优点，因而得到了广泛的应用。
光纤温度测量技术基于拉曼散射的物理效应。
光波导由搀杂的石英玻璃制成，石英玻璃由SiO2分子组成，热使分子晶格产生振动，如果光照射在受热激发而振动的分子上，声子和这些分子的电子之间会发生相互作用。
因此光在光波导中会发生散射，这种效应就是拉曼散射。
和入射光激发晶格谐振的频率相比，散射光的谱线频率发生了位移。
反斯托克斯线的强度和温度有关，斯托克斯线和温度无关, 使用光波导内一点的反斯托克斯光和斯托克斯光强度的一种关系式，即可得到这一点的温度。
光纤测温技术在国际上还比较罕见，南开大学对此已有一定的研究成果，适用于石油化工、核电等领域。