發布日期：2022-04-17 點擊率：49
引言 早期人們以人的器官感覺出發，憑感覺到的或接觸到的冷熱程度區別溫度的高低。這樣得出的結果往往不可靠、不準確。研究表明，幾乎所有物質的性質都與溫度有關，例如尺寸、體積、密度、硬度、彈性橫量、破壞性強度、電導率、導磁率、光輻射強度等，利用這些性質及其隨溫度變化規律可進行溫度測量。 一、溫度測量的基本概念 溫度是度量物體冷熱程度的物理量，在生產和科學試驗中占有極其重要的地位，是國際單位制（SI）中7個基本物理量之一。從能量角度來看，溫度是描述系統不同自由度間能量發布狀況的物理量；從熱平衡觀點來看，溫度是描述熱平衡系統冷熱程度的物理量；從微觀上看，溫度標志著系統內部分子無規則運動的劇烈程度，溫度高的物體，分子平均動能大，溫度低的物體，分子平均動能小。 早期人們以人的器官感覺出發，憑感覺到的或接觸到的冷熱程度區別溫度的高低。這樣得出的結果往往不可靠、不準確。研究表明，幾乎所有物質的性質都與溫度有關，例如尺寸、體積、密度、硬度、彈性橫量、破壞性強度、電導率、導磁率、光輻射強度等，利用這些性質及其隨溫度變化規律可進行溫度測量。也就是說，溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，而用來量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數起點（零點）和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標有華氏溫標、攝氏溫標、熱力學溫標和國際實用溫標。 二、主要測溫方法介紹 溫度測量方式有接觸式和非接觸式兩大類。 1．將傳感器置于與物體相同的熱平衡狀態中，使傳感器與物體保持同一溫度的測溫法，即為接觸式測溫法。例如利用介質受熱膨脹的原理的水銀溫度計、壓力式溫度計和雙金屬溫度計等。還有利用物體電氣參數隨溫度變化的特性來檢測溫度。例如熱電阻、熱敏電阻、電子式溫度傳感器和熱電偶等。 接觸式測溫儀表測溫儀表比較簡單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質需要進行充分的熱交換，需要一定的時間才能達到熱平衡，所以存在測溫的延遲現象，同時受耐高溫材料的限制，不能應用于很高的溫度測量。 2．非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的，測溫元件不需與被測介質接觸。實現這種測溫方法可利用物體的表面熱輻射強度與溫度的關系來檢測溫度。有全輻射法、部分輻射法、單一波長輻射功率的亮度法及比較兩個波長輻射功率的比色法等。非接觸式儀表測溫的測溫范圍廣，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場，反應速度一般也比較快；但受到物體的發射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。 三、標準要求 基本上所有的CSA和UL電氣產品標準都要求進行溫升測試，而且會詳細要求測試條件，例如產品的輸入電源、負載要求和測試環境等；測試方法，例如安裝位置和使用測溫方法等；測試時間；判斷準則，溫升的最大值和附帶測試等。在測試方法中，會對測溫的方法進行規定，通常有對熱電偶的要求是30AWG（0.51平方厘米）,鐵－康銅（分度號J）或銅－康銅（分度號T）和相配合的記錄儀器 四、熱電偶測溫原理，方法和適用范圍 1．熱電偶測溫基本原理 將兩種不同材料的導體(或半導體)A和B焊接起來，構成一個閉合回路，如圖所示。當導體和的兩個接點T1和T2之間存在溫差時，兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成一個電流,這種現象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。 熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調用標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。 標準化熱電偶：我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統一設計型熱電偶。 3．熱電偶的結構形式 為了保證熱電偶可靠、穩定地工作，對它的結構要求如下： ①組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；②兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣，以防短路；③補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠； 保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離。 4．優點 熱電偶是實驗室最常用的溫度檢測元件之一，為接觸式。其優點是： a. 測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響。
熱電偶原理圖
2．熱電偶的種類
b. 測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續測量，某些特殊熱電偶最低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達+2800℃（如鎢-錸）
c. 構造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。
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