? 物理参数选择
? 温度的单值函数——物理参数变化只与温度有关，与其它因素无 关或关系不大
? 函数关系必须简单、稳定——参数与温度之间的函数关系简单， 且变化是连续的
? 温度的跟踪性要好——能够迅速与被测介质达到热平衡
1、温度测量基础
? 测温方法
? 利用物体的热胀冷缩现象测量温度 ? 利用物体的热电效应随温度变化的现象测量温度 ? 利用物体的导电率随温度变化的现象测量温度 ? 利用物体的热辐射强度随温度变化的现象测量温度 ? 利用物体的磁化率随温度变化现象制造的磁温度计 ? 利用物体的正向电压随温度变化现象制造的温度计
物质的量 (amount of substance) 摩尔(mole)
发光强度 (luminous intensity) 坎德拉(candela)
单位符号 (Symbol)
m kg s A
K
mol cd
? 测量领域——动力、机械、化工、冶金、制冷、航天、电子、 …
1、温度测量基础
? 温度的概念
? 物体热平衡状态下冷热程度的物理量
? 热电偶分度表是以冷端温度为 0℃为基础而制成的
2、热电偶测温
? 均匀导体定律
在用同一种均质材料组成的 回路中，不 论材料的截面积是否一致以及各处的温度分 布如何，该回路中的总 热电势等于零
t
A
t0
eA(t, t0)＝0
? 若要回路中产生热电势，必须采用两种不同性质的材料
? 由同一种材料组成的闭合回路存在温差时，若回路中产生 热电势便说明该材料是不均匀的
1、温度测量基础
? 测温方式
? 接触测温法
? 除高温区以外的温度测量大多采用此法 ? 主要有：热电阻、热电偶、膨胀式、二极管等
? 非接触测温法
? 在高温范围（由于感温物质的材料特性的限制），利用物体的 辐 射特性来测量物体的温度
? 主要有：光学高温计、辐射高温计、光电高温计等
? 分度表
? 用一张表格将感温元件（热电偶）的 电阻值（热电势）与温度的 对应关系表示出来称为分度表
导 体 A
eA
?t, t0 ? eB ?t,
t0
导
?体B
成的电位差 ? 温差电势：金属导体两端温度不同而可
eAB ?t ?
产生的热电势——等温时为零
高温端t
eAB（t,t0）——金属A和温度t分别表示热电偶的正极和测量 端,后面的金属B和温度t0分别表示热电偶的负极和参考端
2、热电偶测温
? 中间导体定律
2、热电偶测温
? 热电效应：将温度信号转换成热电势
当不同材料的两导体Ａ和Ｂ的两个结
低温端t 0
点处温度不同时，则回路中产生热电势
? eAB t,t0?? eAB?t?? eB?t,t0?? ? eAB t0?? eA?t,t0?
? 热电偶：两导体Ａ和Ｂ组成 ? 接触电势：接触点电子密度不相同而形
eAB ?t0 ?
A
C
A
t
to t
to t
——建C 立通用（相对B标准电极）分度B 表
to
2、热电偶测温
? 热电偶连接
? 接入仪表
参考端 t 0
工作端 t
参考端 t 0
工作端 t
? 开路热电偶
只要A 、B 电极接入处温度一致
——任意焊接、任意连接
金属壁面
参考端 t 0
工作端 t
液态金属
在热电偶回路中加入第三种导体C，只要其两
端温度相同，热电偶产生的热电势保持不变 ——不
受第三金属接入的影响
? 可以在热电偶回路中接入仪表以便检测热
eCA(t0) t0 C t0 eBC(t0)
电势的大小从而测出温度 ? 相对另一种金属C（标准电极）的热电势为
已知的金属A 和B ，它们组成的热电偶，其
? 微观上——温度是物体内部分子热运动激烈程度的标志，是 度量分子热运动平均动能大小的指标
? 宏观上——温度是决定系统热平衡的宏观性质。当两个系统 处于平衡状态时，它们拥有的 共同性质
TA ?C < TB ?C < TC ?C
TA?C 热流
A
B
C
热流 TB?C
1、温度测量基础
? 温度的概念
? 单位
AB
热电势为它们对金属C热电势的代数和：
eA(t, t 0)
eB(t, t 0)
t
eAB(t)
eABC ?t, t0 ?? eAB ?t, t0 ?
e AB ?t , t0 ? ? e AC ?t , t0 ?? eCB ?t , t0 ?
e AB ?t , t0 ? ? e AC ?t , t0 ?? e BC ?t , t0 ?
第八章
机械工程测试技术—— 温度测量（2 ）
内容
1 、温度测量基础 2 、热电偶测温技术 3 、电阻法测温技术 4 、温度仪表的标定 5 、其它
重点： 掌握热电偶与热电阻两种测温方法的原理、特点及应用场合
1、温度测量基础
? 温度测量背景
? 国际单位制七个基本的物理量
量的名称 (Quantity)
摄氏温标（℃） 华氏温标（oF ）
国际温标（K ）
C ? K ? 273 .16C源自?5 9(?F
? 32 )
? 常用摄氏温度
1、温度测量基础
? 基本原理
? 测温原理
? 温度本身是一个抽象的物理量，不能直接与标准量比较而测出 ? 通过测量某些随温度而变化的物体的性质， 间接地测量物体温度 ? 传感器：测量某些材料随温度单值变化的 物理参数，间接评估
单位名称 (Name)
长度 (length) 质量 (mass)
米(meter) 千克(公斤)(kilogram)
时间 (time)
秒 (second)
电流 (electric current)
安培 (ampere)
热力学温度 开尔文(kelvin)
(thermodynamic temperature)
测温范围（℃） 主要特点 －200～1700 种类多，结构简单，价廉，感温 部小，广泛应用于电测 －260～600 种类多，精度高，感温部较大， 广泛应用于电测 －260～350 体积小，响应快，灵敏度高，广 泛应用于电测 －20～3500 不干扰被测温度场，可对运动体 测温，响应较快。测温计结构复 杂，价高，需定标修正测量值
1、温度测量基础 ? 常用温度计 C ? K ? 273 .16
测量 50℃温 度可用 什么温 度计？
摄氏度
1、温度测量基础
? 常用温度计 C ? K ? 273 .16
方式测温 接触式
非接触式
传感器 热电偶
热 金属热电阻 电 阻 半导体热敏电阻
辐 光学高温计 射 比色高温计 式 红外光电温度计