装满热水后图案变得清晰可辨
第一节
温度测量的基本概念
三、温度测量及传感器分类
变色涂料在电脑内部温度中的示温扇
低温时显示蓝色
第一节
温度测量的基本概念
三、温度测量及传感器分类
介绍几种温度测量方法 不需要电源，耐用；但感温部 体积热膨胀式 件体积较大。
气体的体积与热 力学温度成正比
第一节
温度测量的基本概念
三、温度测量及传感器分类 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。
第一节
温度测量的基本概念
三、温度测量及传感器分类
介绍几种温度测量方法 示温涂料（变色涂料）
合回路，并用酒精灯加热其中一个接触点（称为结点），发
现放在回路中的指南针发生偏转（说明什么？），如果用两 盏酒精灯对两个结点同时加热，指南针的偏转角反而减小
（又说明什么？） 。
显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电 流在回路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。
第二节 一、热电效应 从实验到理论：热电效
条件：
第二节 一、热电效应
热电效应的定义：
热电偶的工作原理
将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两个 接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流，此现 象称为热电效应。
第二节
热电偶的工作原理
二、热电势 （接触电动势和温差电动势）
接触电动势 不同材料之间: 节点处电子的扩散所致
A T T0
因此又称开氏温标。它
的符号是T，单位是开尔 文（K） 。 威廉· 汤姆逊· 开尔文勋爵像
第一节 二、温标
温度测量的基本概念
1990国际温标(ITS-90)
从1990年1月1日开始在全世界范围内采用
1990年国际温标，简称ITS-90。它定义了一系列 温度的固定点，测量和重现这些固定点的标准仪 器以及计算公式，例如水的三相点为273.16K （0.01C）等。
kT N A eAB (T ) ln e NB
kT0 N A eAB (T0 ) ln e NB
B
k——玻耳兹曼常数，e——电子电荷量，
T——接触处的温度，NA，NB——分别为导体A和B的自由电子密度。
第二节
热电偶的工作原理
同种材料： 两端温度不同电子运动速度不同
二、热电势 （接触电动势和温差电动势）
第一节
温度测量的基本概念
一、温度测量的基本概念 温度标志着物质内 部大量分子无规则运动 的剧烈程度。温度越高， 表示物体内部分子热运 动越剧烈。
模拟图：在一个密闭的空间里，气体分 子在高温时的运动速度比低温时快！
第一节 二、温标
温度测量的基本概念
1、温度的数值表示方法称为温标。它规定了温
度的读数的起点（即零点）以及温度的单位。各类
EAB (T , T0 ) EAB (T , Tn ) EAB (Tn , T0 )
中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。
第三节 热电偶的材料、结构及种类 1、热电偶的材料
根据金属的热电效应原理，任意两种不同材料的导体都
可以作为热电极组成热电偶。 在实际应用中，用作热电极的材料应具备如下几方面的
生的热电动势为已知，A和B两极配对后的热电动势可用下式求 得：
T
4)中间温度定律
EAB (T , T0 ) EAC (T , T0 ) ECB (T , T0 ) A C A T —T T = T 0 B 0 C B
T
0
热电偶在两接点温度t、t0时的热电动势等于该热电偶在接 点温度为t、tn和tn、t0时的相应热电动势的代数和。中间温度定 律可以用下式表示：
第二节 一、热电效应
热电偶的工作原理
先看一个实验——热电偶工作原理演示
热电极A
左端称为：
热电势 A
热电极B
右端称为：
测量端
（工作 端、热 端）
自由端
（参考 端、冷 端）
B
结论： 当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
第二节 一、热电效应
热电偶的工作原理
从实验到理论：热电效 应 1821年，德国物理学家赛贝克用两种不同金属组成闭
1)均质导体定律
由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面积、
长度以及温度分布如何均不产生热电动势。 2)中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要其两端的温
度相等，该导体的接入就不会影响热电偶回路的总热电动势。
T
T0
V
第二节
3)参考电极定律
热电偶的工作原理
三、热电偶测温基本定律
两种导体A,B分别与参考电极C组成热电偶，如果他们所产
第一节
温度测量的基本概念
三、温度测量及传感器分类
介绍几种温度测量方法 红外温度计
第一节
温度测量的基本概念
三、温度测量及传感器分类 热电偶测温的主要优点: 1 、它属于自发电型传感器：测量时可以不需外加电 源，可直接驱动动圈式仪表； 2、测温范围广：下限可达-270C ，上限可达1800C以 上； 3 、各温区中的热电势均符合国际计量委员会的标准。
温度计的刻度均由温标确定。
2、国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、
热力学温标等。
课本 P213定义
第一节 二、温标
温度测量的基本概念
几种温标的对比
正常体温为 37 C ，相 当于华氏温 度多少度？
第一节 二、温标
温度测量的基本概念
热力学温标（K） 热力学温标是建立
在热力学第二定律基础 上的最科学的温标，是 由开尔文（Kelvin）根据 热力学定律提出来的，
温差电动势
A T T0
eA A (T T0 ) eB B (T T0 )
σA，σB——汤姆逊温度系数。
B
回路中总电动势：
EAB eAB (T ) eAB (T0 ) eA (T , T0 ) eb (T , T0 )
第二节
热电偶的工作原理
三、热电偶测温基本定律
热电偶的工作原理
应 结点产生热电势的微观解释及图形符号 两种不同的金属互相接触时，由于不同金属内自由电子的密 度不同，在两金属A和B的接触点处会发生自由电子的扩散现象。 自由电子将从密度大的金属A扩散到密度小的金属B，使A失去电 子带正电，B得到电子带负电，从而产生热电势。
A
＋
T
B
eAB（ T ）
自由 电子