一、温度测量的基本概念
1、温度定义:
温度是表示物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性间接测量,用于测量物体温度值的尺度称为温度标准。它规定了温度读数的起点(零点)和测量温度的基本单位。目前,华氏温度标准、摄氏温度标准、热力学温度标准和国际实用温度标准在世界上应用广泛。
摄氏温标(℃)规定:在标准大气压下,冰的熔点为0度,水的沸点为100度,中间分为100等份,每等分为1摄氏度,符号为℃。
华氏温标(℉)规定:在标准大气压下,冰的熔点为32度,水的沸点为212度,中间分为180等份℉。
热力学温标(符号T)又称开尔文温标(符号)K),或者绝对温标,它规定分子运动停止时的温度为绝对零。
国际温度标准:国际实用温度标准是热力学温标的国际协议性温标,复制精度高,使用方便。1975年第15届国际权力大会通过的《1968年国际实用温标-1975年修订版》-1975年修订版》IPTS-68(REV-75)。但由于IPTS-1989年国际计量大会第七号决议授权国际计量委员会通过1990年国际会议ITS-90,ITS-90温标替代IPS-68。我国自1994年1月1 日起全面实施ITS-90国际温标。
国际温标1990年:
a、温度单位:热力学温度是基本功手的物理量,其单位开尔文定义为水三相点热力学温度的1/273.16,使用了与273.15K(冰点)的差值表示温度,所以这种方法仍然保留。根据定义,摄氏度等于开尔文,温差也可以用摄氏度或开尔文来表示。国际温标ITS-国际开尔文温度同时定义(符号)T90)和国际摄氏温度(符号)t90)。
b、国际温标ITS-90的通则:ITS-90由0.65K普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的最高温度。ITS-这直接测量热力学温度相比,90就是这样制定的。T90的测量要方便得多,而且更精确,复现性也很高。
c、ITS-90的定义:
第一温区为0.65K到5.00K之间,T90由3He和4He定义蒸汽压与温度的关系。
第二温区为3.0K到霓虹三相点(24).5661K)之间T90是氦气温度计定义的。
第三温区为平衡氢三相点.8033K)到银的凝固点(961.78℃)之间,T90是由铂电阻温度计定义的,它使用一组规定的定义法进行分度。银凝固点(961.78℃)上述温区,T90是根据普朗克辐射定律定义的,复制仪器是光学高温计。
二、温度测量仪表的分类
温度测量仪表可分为接触式和非接触式两类。一般来说,接触式温度测量仪表相对简单、可靠、测量精度高;但由于温度测量元件和测量介质需要足够的热交量金刚,需要一定的时间来实现热平衡,因此温度测量延迟,受高温材料的限制,不能温测量。非接触式仪器的温度测量是通过热辐射原理来测量的。测量元件不需要接触被测介质,温度测量范围广,不受温度测量上限的限制,不会破坏被测物体的温度场,反应速度一般较快;但受物体发射率、测量距离、烟气、水气等外部因素的影响,测量误差较大。
三、传感器的选用
国家标准GB7665-87对传感器的定义是:通常由敏感元件和转换元件组成元件和转换元件组成,可以感觉到规定的测量并按照一定的规律转换为可用信号。传感器是一种检测装置,可以感受到测量的信息,并将检测到的信息转换为电信号或其他形式的信息输出,以满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。它是实现自动检测和自动控制的主要环节。
(1)现代传感器在原理和结构上有很大的不同。如何根据具体的测量目的、对象和测量环境合理选择传感器是在一定数量下首先要解决的问题。当确定传感器时,也可以确定匹配的测量方法和测量设备。测量结果的成败在很大程度上取决于传感器的选择是否合理。
1、根据测量对象和测量环境确定传感器的类型:进行具体的测量工作,首先考虑传感器的原理,需要分析各种因素。因为,即使测量相同的物理量,也有多种原理的传感器可供选择,该原理的传感器更合适,需要根据测量特性和传感器的使用条件考虑以下具体问题:范围大小;测量位置对传感器的体积要求;测量方法为接触或非接触;信号输出方法、有线或非接触测量;传感器来源是进口还是国内,价格是否可接受,还是自己开发。