温度的测量与控制技术

【温度的测量】
　二、温度计　
　*热电偶温度计
　1、测温原理
　 将两种金属导线构成一封闭回路，如果两个接点的温度不同，则由于两种金属的电子逸出功不同，在接点处产生的接触电势以及同一种金属由于温度不同而产生一个温差电势（也称热电势）。如在回路中串接一个毫伏表，则可粗略显示该温差电势的量值。这便是著名的塞贝克温差电现象。这一对金属导线的组合就构成了热电偶温度计，简称热电偶。
　　　　　　　　　　
　实验表明，温差电势E与两个接点的温度差之间存在函数关系。如果其中一个接点的温度恒定不变，则温差电势只与另一个接点的温度有关：E=f（T₂）。通常将其一端置于标准压力下的冰水共存体系中，那么，通过温差电势就可直接测出另一端的温度值，这便是热电偶的测温原理。
　2、热电偶温度计的特点
　 （1）灵敏度高。配以精密的电位差计，通常可达到0.01K；（2）重现性好。热电偶经过精密的热处理后，其热电势-温度函数关系的重现性极好；（3）量程宽。其量程仅受其材料适用范围的限制；（4）使用方便。热电偶测温可将温度信号直接转变成电压信号，便于自动记录与自动控制，且适用于远距离测量，因而得到广泛应用。
　 3、热电偶的种类及性能
　 热电偶的种类繁多，各有其优缺点，常用的几种热电偶如下表所示。

　 4．热电偶的制备
　 以镍铬一考铜热电偶为例，其制备方法如下：取一段长约0.6m的镍铬丝，二段长约0.5m的考铜丝。在镍铬丝上套上绝缘小瓷管，将其两端分别与两根考铜丝紧密绞合在一起（绞合段长约5mm）。将绞合段稍稍加热后，蘸上少许硼砂粉，在小火上加热使硼砂熔化成玻璃态包裹在绞合部分（防止下一步高温熔融时金属被氧化），然后放在电弧焰或煤气灯的还原焰中使绞合点熔融成一个光滑的小珠，退火后将玻璃层除去即可。接点的质量直接影响到测量的可靠性，故要求熔点圆滑，无裂纹及焊渣，其直径约为金属直径的两倍为宜。
　 5．热电偶的校正
　 下图所示为热电偶的校正、使用装置。使用时一般是将热电偶的一个接点放在被测物体中（热端），而将另一端放在储有冰水浴的保温瓶中（冷端），这样可以保持冷端的温度恒定。校正一般是通过用一系列温度恒定的标准体系，测量热电势和温度的对应值而得到热电偶的工作曲线。实际测温时，根据热电势查工作曲线即可确定相应的温度。
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