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温度传感器的作用及分类


④光测温度计(1337.58K以上)。
(4)国际实用开尔文温度与国际实用摄氏温度分别用符号T68和 t68来区别(一般简写为T与t)。
3.摄氏温标
摄氏温度是工程上最通用的温度标尺。摄氏温标是在标准大气 压(即101325Pa)下将水的沸点定为100度,水的结冰点定为零度, 并将中间划分一百个等份,每一等份称为摄氏一度(摄氏度,℃), 一般用小写字母t表示。与热力学温标单位开尔文并用。
国际实用温标(IPTS-68)的固定点
物质
平衡状态 三相点
温度 T68/K 13.81 7.042 20.8 27.102 54.361 90.188 T68/℃ -259.31 -256.108 -252.87 -246.048 -218.798 -182.962 0.01 100.0

氧 水
Байду номын сангаас
沸点25/76atm 沸点 沸点 三相点 沸点 三相点 沸点
摄氏温标与国际实用温标温度之间的关系如下:
1.热力学温标
1848年威廉·汤姆首先提出以热力学第二定律为基础, 建立温度仅与热量有关,而与物质无关的热力学温标。因为是 开尔文总结出来的,故又称开尔文温标,用符号K表示。 在国际单位制中,它是七个基本单位之一,名叫热力学 温度。
1954 年,国际计量会议选定水的三相点为 273.16 ,并以 它的 1/273.16 定为一度,这样热力学温标就完全确定了,即 T=273.16(Q1/Q2)。 1K定义为水三相点热力学温度的1/273.16,水的三相点 是指纯水在固态、液态及气态三相平衡时的温度,热力学温标 规定三相点温度为273.16 K,这是建立温标的惟一基准点。 注意:摄氏温度的分度值与开氏温度分度值相同,即温 度间隔1K=1℃。T0是在标准大气压下冰的融化温度, T0 = 273.15 K。水的三相点温度比冰点高出0.01 K。
凝固点
273.16 373.15
692.73 1235.08 1337.58

银 金
419.58
961.93 1064.43
凝固点
凝固点
(3)将温度分为四个温度段,分别规定各温度段所使用的标准 仪器:
①低温铂电阻温度计(13.81K—273.15K);
②铂电阻温度计(273.15K—903.89K); ③铂铑-铂热电偶温度计(903.89K—1337.58K);
因此,人类离不开温度,当然也离不开温度传感器。
温度传感器是实现温度检测和控制的重要器件。在种 类繁多的传感器中,温度传感器是应用最广泛、发展最快 的传感器之一。
一、温度的基本概念
热平衡:温度是描述热平衡系统冷热程度的物理量。 分子物理学:温度反映了物体内部分子无规则运动的剧烈 程度。
温标
表示温度大小的尺度,是温度的标尺,简称温标。
为了解决国际上温度标准的实用问题,国际上协商决 定,建立一种既能体现热力学温度(即能保证一定的准确 度),又使用方便、容易实现的温标,即国际实用温标 International Practical Temperature Scale of 1968(简称IPTS-68),又称国际温标。
它是一种国际间的协议性温标,是世界上温度数值的 统一标准。一切温度计的示值和温度测量的结果都应该表 示成国际实用温标温度,它的温度数值可以表示成开尔文 温度或摄氏温度的数值。
国际实用温标的基本思想是:将温度范围分成几个区 域,每个区域采用操作起来较为简便的温度计。但它们的 刻度均以热力学温标逼近,即在不同的温区有不同的标准 公式。这样,在温度计上的刻度不一定是均匀的,但测出 的温度却尽可能接近热力学温度。 协议性温标随科学技术水平的提高不断改进,以便缩 小国际实用温标与热力学温标之间的差距。例如更精确地 测定标准温度点的温度;修正内插公式;改进基准温度计 等。
第一章 温度传感器
第一节 电阻型温度传感器 第二节 热电偶 第三节 半导体PN结型温度传感器 第四节 其他温度传感器
温度是反映物体冷热状态的物理参数。
温度是与人类生活息息相关的物理量。 在2000多年前,就开始为检测温度进行了各种努力,并开 始使用温度传感器检测温度。 人类社会中,工业、农业、商业、科研、国防、医学及环 保等部门都与温度有着密切的关系。 工业生产自动化流程,温度测量点要占全部测量点的一半 左右。
2.国际实用温标
热力学温标是不依赖任何具体测温物质及其测温属性 的温标,当然是最理想的温标。但是,我们无法制造出可 逆热机,因而无法测出可逆热机从高温热源吸收的热量与 向低温热源放出热量之比。 同时,摄氏温标与华氏温标的各种温度计,在玻璃管 中根据不同的用途,装有不同的液体(如煤油、酒精或水 银),由于液体膨胀与温度之间并不严格遵守线性关系, 而且不同的液体和温度的非线性关系彼此也不一样,由于 测温物质而影响温标的准确性,为此这些经验温标已在废 弃之列。
温度数值的表示方法叫做“温标”。为了定量地确定温 度,对物体或系统温度给以具体的数量标志,各种各样温度 计的数值都是由温标决定的。 温标是为量度物体或系统温度的高低对温度的零点和分 度法所做的一种规定,是温度的单位制。
热力学温标 目前,国际上用得最多的温标有: 国际实用温标 摄氏温标 华氏温标
从国际温标的定义方法来看,它仍然是一种经验温标。 但它是以热力学温度为标准而制定的,是热力学温度的一 种近似,这是它与历史上各种经验温标的根本区别。
目前,国际通用的国际实用温标是国际权度委员会 根据第十三届国际权度委员会大会决议制定的。各国从 1969年开始采用,我国从1973年起在全国范围内推行。 温标的要点是:
(1)1968年国际实用温标规定热力学温度是基本温度, 用T表示,其单位是开尔文,符号为K。 (2)国际实用温标是以11个可复现的平衡态(定义固定点) 的温度指定值,以及在这些固定点上分度的标准内插仪器 作为基础的。固定点之间的温度,由内插公式确定。 11个 可以复现的固定点是一定种类的纯物质的某种相平衡点 (包括不同物质的凝固点、沸点、三相点) 。1968年国 际实用温标(1975年修订版)所采用的定义固定点及其温 度指定值列在附表中。
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