温度测量 是指使用测温仪表对物体的温度进行定量的测量。根据温度测量所依据的物理定律和所选择作为温度标志的物理量。下面来为大家介绍下温度测量的一些术语。
温度
温度是一种可以指示热平衡的状态,一切互为热平衡的系统都具有相同的温度,它标志着物体内部分子无规则运动的剧烈程度
冷端(参考端)
热电偶处于已知温度的端(理论上是在 0°C)。
热端(测量端)
感受被测温度的端。
测量线
测量物理量时不仅意味着要用到传感器,而且还要用到测量设备。
测量线就是指连接传感器与测量设备之间的金属线。
补偿导线
导线与所配热电偶的电极是不同的,但是他们有着相似的电热性,所以可以在给定的温度范围内给予补偿,其误差可以忽略不计。
通常情况下,热电偶和补偿线的接合点温度是限制在 200°C下的,从而保证补偿线和热电偶在相同 温度下所产生的电动势是相同的。
延长导线
一对与热电偶配用的导线,当与所配用热电偶具有相同材质时,就把该热电偶的参比端移到这对导线的输出端。
测量范围
按规定精确度进行测量的温度范围。
分辨率
可观察到的最小变化是由测量设备的精度来决定的。对于电阻温度计,分辨率即 Δt与 ΔR的比值趋近于 0时的极限值。
灵敏度
温度计在示值达到稳定时,输出增量与输入增量之比。
热电阻: ΔR / Δt
热电偶: ΔE / Δt
焦耳效应
所有的导体在有电流经过后都会产生热,被称为焦耳效应。
塞贝克效应(热电效应)
塞贝克效应是在两种不同导电材料构成的闭合回路中,当两个接点温度不同时,回路中产生电势的一种由热能转变为电能的现象。
热传导
物体各部分无相对位移,仅依靠物质分子、原子及自由电子等微观粒子热运动,热量从高温部分向低温部分传递的现象。
热对流
由于温度及密度差,通过流体运动传递热量的现象。
热隔绝
正常情况下,物体之间热量是通过传导、对流和/或辐射来实现的。绝缘体是指将能量传递最小化。
自热
元件的激励功率造成的自身发热现象。取决于所使用的传感器型号,特别是使用环境。
单位是度每瓦: °C.W-1
自热系数
当强度为I的电流,流过传感器阻值R时,产生的焦耳热量 (P = R.I2)使传感器的温度升高了 Δt,自热系数定义为:
K = Δt / P(K的单位是 °C.W-1)
热电偶
两种不同材质的均匀导体,其一端相互连接,感受被测温度,另一端与测量仪表连接,利用塞贝克效应实现温度测量的一种温度传感器。
绝缘式热电偶
热电偶的测量端与其他导体是电绝缘的。
铠装热电偶
将热电偶丝和绝缘材料一起压紧在金属保护管中制成的热电偶,通常为柔性且防水。
绝缘电阻
感温元件与其相邻导体之间的电阻,由其自身和所处的环境所决定。它的数值取决于它的使用条件和所处的特定温度。
电阻系数
在常温下,金属导体的电导系数跟它的长度横截面积还有自身材质有关,其表达式如下:
ρ = R x S / L
ρ = resistivity of material (Ω.m)
R = resistivity measured (Ω)
S = cross-section of conductor (m2 )
L = length of conductor (m)
温度系数
在 0-100°C电阻的平均温度系数为:
α 100 = (R100 – R0 ) / 100 x R0
R1 00 和 R0 分别代表在 100°C和 0°C时的电阻值。
电阻/温度的关系
对于铂电阻,测量范围 0°C-850°C和 -200°C-0°C由以下公式给出的(基于 ITS90):
R(t)-R0 (1 + At + Bt2 )
R(t) = R0 [1 + At + Bt2 + Ct3 (t-100)]
A = 3.9083 x 10-3 °C -1
B = - 5.775 x 10-7 °C -2
C = - 4.183 x 10-12 °C -3
传感器
由感温元件和/或其他附件组成,并作为系统输入的组件。
传感器的一致性
传感器的质量特性。对多次测量数值的数据,在不考虑系统误差的情况下,应保持为一常数。
传感器的响应偏差
对于给定的测量值,响应偏差就是指传感器的输出值与在数据表中给出的标准值之差。
传感器的时间常数
传感器响应的指数形式为:
S (t) = S1 + (S2 – S1 )(1 – exp(-t/τ)
S (t)传感器输出的温度读数 ;S1 传感器的初始温度读数 ;S2 传感器的最终温度读数 ;τ 时间常数 ,时间常数是指在 63%时的响应时间。
传感器的互换性
同类或同规格不同批传感器的实际输出信号与标准温度特性曲线之间的吻合程度,他是质量指标的一种体现。
传感器的互换性 我们分为以下两种:
1、开氏温度: T90 ; 单位:开尔文,符号: K
2、摄氏温度: t90 ; 单位:摄氏度,符号: °C
两种单位之间的关系表达式为:
t90 = T90 – 273.15K
一开尔文等于水三相点热力学温度的 1/273.16
ITS 90是基于一些易于复现的物质平衡温度点(固定点)和标定温度的特殊仪器(内插仪器)。固定点之间的温度用公式表达(内插公式)。
分度表
以表格的形式表示的传感器输出值与被测量温度之间的关系。
热电偶的参考点为 0°C,当测量端感受到一定温度时会产生电动势,这个电动势的大小就对应了温度的大小。
常用的热电偶,分度表已经建立,从而可以知道多大的电动势对应于多少温度,反之亦然。
重复性
在相同工作条件下,以同样的测量方法、相同的测量装置、在相同的地点,对同一输入值按同一方向连续多次重复测量的输出值之间的相互一致程度。
装配式高温计
由热电偶,绝缘体、保护套及其配套设备(接插件,导线,接线端等)组成。
辐射传递
高于零度开尔文( 0K)的物体都会辐射出电磁波,这些电磁波可以使一定距离内的物体升温,同时其自身也会损失能量。利用反射材质的材料通常可以隔绝辐射传递的热量。
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