1、 6 1概述 6 1 1温度的基本概念和测量方法6 1 2温标 下一页 返回 6 1 1温度的基本概念和测量方法 反映了物体冷热的程度 与自然界中的各种物理和化学过程相联系 温度概念的建立及测量 以热平衡为基础的 温度最本质的性质 当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生导热换热 换热结束后两物体处于热平衡状态 则它们具有相同的温度 测量方法 接触式测温和非接触式测温 接触式测温 温度敏感元件与被测对象接触 经过换热后两者温度相等 常用的接触式测温仪表 1 膨胀式温度计 2 热电阻温度计 3 热电偶温度计 4 其他原理的温度计 特点 优点 直观 可靠 测量仪表也比较简单 缺点 由于敏感元件必须与
2、被测对象接触 在接触过程中就可能破坏被测对象的温度场分布 从而造成测量误差 有的测温元件不能和被测对象充分接触 不能达到充分的热平衡 使测温元件和被测对象温度不一致 也会带来误差 在接触过程中 介质腐蚀性 高温时对测温元件的影响 影响测温元件的可靠性和工作寿命 非接触测温 温度敏感元件不与被测对象接触 而是通过辐射能量进行热交换 由辐射能的大小来推算被测物体的温度 常用的非接触式测温仪表 1 辐射式温度计 基于普朗克定理光电高温计 辐射传感器 比色温度计 2 光纤式温度计 光纤的温度特性 传光介质 光纤温度传感器 光纤辐射温度计 优点 不与被测物体接触 不破坏原有的温度场 在被测物体为运动物体
3、时尤为适用 缺点 精度一般不高 温度传感器 按照用途可分为基准温度计和工业温度计 按照测量方法又可分为接触式和非接触式 按工作原理又可分为膨胀式 电阻式 热电式 辐射式等等 按输出方式分 有自发电型 非电测型等 介绍几种温度测量方法 示温涂料 变色涂料 装满热水后图案变得清晰可辨 变色涂料在电脑内部温度中的示温作用 CPU散热风扇 低温时显示蓝色 温度升高后变为红色 体积热膨胀式 不需要电源 耐用 但感温部件体积较大 气体的体积与热力学温度成正比 6 1 2温标 建立温标必须具备三个条件 1 固定的温度点 基准点 2 测温仪器 确定测温质和测温量 3 温标方程 内插公式 温度标尺 1 经验温标
4、 2 热力学温标 3 国际温标 4 1990年国际温标 1 经验温标 由特定的测温质和测温量所确定的温标华氏温标1917年德国人华伦海特 Fahrenheit 在沸点和冰点之间等分为180份 每份为华氏1度 10F 摄氏温标1970年瑞典人摄尔塞斯 Celsius 规定水的冰点沸点之间等分为100份 每份为1度 10C 经验温标是借助于一些物质的物理量与温度之间的关系 用实验方法得到的经验公式来确定温度值的标尺 因此有局限性和任意性 2 热力学温标 1948年物理学家开尔文 Kelvin 首先提出确定的温度数值 热力学温度 绝对温度 用符号T表示 单位为开尔文 用K表示 热力学温度的起点为绝对
5、零度 所以它不可能为负值 且冰点是273 15K 沸点是373 15K 请注意水的冰点和三相点是不一样的 两者相差0 01K 水的三相点是指水 冰和汽三者平衡共存时的温度和压强 其温度为273 16K 压强为610Pa 热力学温度是将水的三相点温度定位273 16K 而每1K是水的三相点温度的1 273 16 按照这样规定所给出的热力学温度数值称为开氏 即开尔文 温标 3 国际温标1927年国际温标 ITS 27 1927年第七届国际计量大会决定采用具有3个基本特点 尽可能接近热力学温标 复显精度高并能确保量值的统一 用以复现的标准温度计使用方便 性能稳定 国际温标经过几次修改 1948年国际
6、温标 ITS 48 1968年国际实用温标 IPTS 68 1990年国际温标 ITS 90 4 1990年国际温标 ITS 90 根据第18届国际计量大会的决议 自1990年1月1日起开始在全世界实行我国 自1994年1月1日开始全面实施90国际温标主要有三方面内容 温度单位 定义固定温度点 复现固定温度点的方法 温度单位 符号 T 单位为开尔文 K K的定义为水的三相点温度的1 273 16 用与冰点273 15K的差值表示的热力学温度称为摄氏温度 符号为t 单位为度 0C 即t T 273 15 并有10C 1K 摄氏度 0C 是由国际温标重新定义的 是以热力学温标为基础的 90国际温标
7、定义国际开尔文温度T90和国际摄氏度t90 其间关系如同T和t一样 即t90 T90 273 15 定义固定温度点 90国际温标的定义固定温度点是利用一系列纯物质各相间可复现的平衡状态或蒸汽压所建立起来的特征温度点 这些特征温度点的温度指定值是由国际上公认的最佳测量手段测定的 复现固定温度点的方法 90国际温标把温度分为4个温区 各个温区的范围 使用的标准测温仪器分别为 0 65 5 0K间为3He或4He蒸汽压温度计 3 0 24 5561K间为3He或4He定容气体温度计 13 8033K 961 78 C间为铂电阻温度计 961 78 C以上为光学或光电高温计 在水的冰点以上的温度使用摄氏度单位 0C 在冰点以下的温度使用热力学温度单位 K
