第四章温度测量(第次).ppt

第四章温度测量，补充章节温度测量概述。国际单位制是在1960年第11届国际计量会议上通过的。国际单位制中的七个基本单位：米(长：米)；千克(质量：千克)；秒(时间：秒；安培(电流：a)；开尔文(热力学温度：k)；摩尔(物质的量：摩尔)；坎德拉(发光强度：cd)，国际单位制，博士入学考试题：在中国，24个节气已有2000年的历史。你知道这些节气是如何确定的吗？根据你所知道的24个节气的名称和相应的含义，中国古代有一个相对清晰的“温度”概念。(10分)答：24个节气是由观察地球绕太阳运动的古代祖先确定的。考虑到太阳的倾角和日照时间，它实际上将地球的轨道分成24个相等的点。例如，“春分点”和“秋分点”是指太阳直接照射在赤道上，昼夜长度相等。“夏至”和“冬至”是最长和最短的日照时间。地球的平衡取决于阳光的长度，而温度则从高到低变化。其中有“小暑”、“大暑”、“小暑”、“小寒”和“大寒”，它们都与所感受到的温度直接相关。有“雨”、“螫”、“谷雨”、“白露”、“寒露”、“初霜”、“小雪”和“大雪”与温度变化有关。此外，还有8个节气与“春”、“夏”、“秋”和“冬”有关，其中几乎包括24个节气。这实际上是对中国中原地区全年气温变化的一个明确的定量总结。这是世界上最早的温度定义。(1)温度的概念，宏观概念：温度的宏观概念是热和冷的程度的表示，或两个物体彼此处于热平衡，并且它们的温度相等。文字温度计：严寒、严寒、轻度寒冷、轻度夏热、重度夏热，但凭感觉是不可靠的，感觉只是定性的，而不是定量的。人们觉得温度实际上是散热量。温度、湿度、风速和人们的主观印象都会影响冷热感。微观概念：温度的微观概念代表了大量分子的平均强度。分子运动越强烈，温度性能越高。自然界中几乎所有的物理和化学过程都与温度密切相关。温度是一个重要的物理量，在工农业生产、科学实验和日常生活中通常需要测量和控制。2，温度测量的基础，热力学第零定律，热力学第零定律。这是从自然界的长期观察中总结出来的，在实践中没有发现任何例外。thisLawProcedesFirstWandisCollegeThErmal天平定律。theirdsystemofthezeroth LawCamenathermeter .历史上最早的测温记录，战国末期的吕不韦等。吕氏春秋察今说：“天下之阴，知日月之运行，知阴阳之变；世界上的寒冷是由装在一瓶水中的冰和藏在里面的鱼和乌龟来判断的。”贾思勰是北魏后期(公元6世纪)杰出的农业科学家。在他的齐民要术中，他说奶酪制作的温度应该是“人体的小暖”，而大豆制作的温度应该“和腋下一样好”，也就是说，人们自己的体温是测量温度的标准。作为温血动物，人体体温通常保持在一个相对恒定的范围内。虽然精确的温度和温度测量方法在公元6世纪还没有发展起来，但是奶酪制作和大豆制作都是需要严格发酵温度的食品发酵过程。贾思勰可以用人体作为温度测量的参考，应该是世界上最早的温度测量的例子。其中，“温度最好保持在腋下”，体现了热力学第零定律。根据测温仪器的用途，测温方法一般分为接触法和非接触法。1.接触法：温度测量比较了两种测温方法的特点。3.温度测量仪器的分类。3.温度测量仪器的分类。4.温标及其传播。1.什么是温标？温度只能通过物体随温度变化的某些特性间接获得。定义：用来测量物体温度的刻度(参考量)称为温标，简称温标。温标规定了温度的起点和测量温度的基本单位，各种温度测量仪器的刻度由温标决定。只有建立了精确的温度刻度，才能确定温度值。例如，对于水银温度计，温度测量物质是水银。温度计如何刻度来测量温度？分析：根据汞体积变化与温度的关系。这里汞的体积与温度成线性关系：如果两个温度点的汞的体积已知，则系数k和c可以确定，因此可以通过测量体积变化获得相应的温度值。(1)固定点：指某些纯物质的平衡温度的给定值，这些纯物质相互交替或重新出现。例如，水的三重点、沸点、冰点和金属的冰点。注：不动点定义为某些高纯度物质在一定条件下的平衡温度。固定点的温度根据国家标准气体温度计确定，除了水的三相点被定义，并且由概率最高的值给出。(2)插值仪器：定点确定后，选择某一物质随温度变化明显且单调的特性，即指示定点间温度的温度计，来标记温度。(3)插值公式：用于确定定点间温度大小的数学关系。(1)经验温标：选择一种测温物质，通过一个可选的固定点，任意定义温度值与测温物质的测量参数之间的函数关系，形成温标。在众多的经验温标中，华氏温标、莱勒温标和摄氏温标最为著名。经验温标取决于测温物质的物理特性，使得温标的值不仅不准确，而且相互不一致。中间尺度与物理性质有关。例如，水银的刻度不一定与酒精的膨胀特性相同。几个温度计在0-100范围内的实验结果1二氧化碳2汞3铂铑4铂热电偶电阻，(2)理想气体温标，当气体的压力趋于零或比容趋于无穷大时，气体的特性接近理想气体。利用理想气体特性建立的温标完全独立于温度测量介质，称为理想气体温标。在自然界中，理想气体是不存在的。常用的实际气体如氢气、氩气、氦气、氮气等。重现理想的气体温标。然而，不同气体的膨胀系数不同，特别是在低温下。此外，在低温和高温端，气体特性偏离理想气体状态方程，并且气体的温度测量范围仍然有限。绝对零度的概念并不清楚。(3)热力学温标，它基于热力学第二定律和卡诺定理。根据卡诺定理，在两个固定热源之间工作的所有可逆热机的效率是相等的，与热机的结构和工作物质无关，但只与两个热源的温度有关。热力学温标是由开尔文在1848年提出的，所以它也叫开尔文温标，单位是开尔文(K)，也叫绝对热力学温标，简称绝对温标。已经发现，水的三相点的稳定性长时间保持在0.1mK的范围内。1954年国际计量会议决定将水的三相点的热力学温度设定在273.16K事实上，定容气体温度计通常由近似理想的气体如氢气、氦气和氮气制成，气体温度计的校正值根据热力学第二定律确定，然后用气体温度计实现热力学温标。(4)国际温标，气体温度计是重现热力学温标的一种手段。由于其结构复杂，使用不便。为了克服气体温度计的缺点，方便温度测量，统一当时各国存在的各种经验温标，经过国际协商，决定采用国际适用的温标，即国际温标。该温标应满足三个条件：(1)尽可能与热力学温标一致；(2)再现精度高，使所有国家都能准确再现同一温度等级；(3)使用方便，能满足生产需要。(4)国际温标。国际温标必须具备三个基本条件，又称国际温标三要素，即：(1)基准点；(2)参考插补仪；(3)插值公式。“1927国际温标”是第一个国际温标，几乎每20年就要进行一次大的修订。迄今为止，它在1948年、1954年、1960年、1968年、1975年和1990年经历了六次修订。自1990年以来，所有的温度测量都是基于ITS90。自1991年7月1日起，中国实施了1990年国际温度标准。参考固定点是用来划分温度计的分界点。根据国际温标的要求，选择一些纯物质的三重点、冰点和沸点作为固定点，这些纯物质的相平衡温度具有良好的重现性。通常，在低温区使用氢、氧、氩和水的三相点，在中高温区使用金属如锡、锌、银、金、铝和铜的冰点作为固定点。每个国际温标都有不同的固定点。例如，在1927年，国际温标有6个固定点(氧沸点、冰熔点、水沸点、硫沸点、银和金冰点)；1948年，国际温标有11个固定点。1968年，国际温标有14个固定点。1990年，国际温标有16个固定点。国际温度标准规定了三种插值仪器：光学(光电)高温计、铂铑10-铂热电偶和铂电阻温度计。不同的温度区域使用不同的插值仪器。根据1990年国际温度标准，使用高于961.78摄氏度的光学高温计。在13.8033 K-961.78 oC的温度范围内，铂电阻温度计的温度传感元件必须由无应力的高纯度铂丝制成，并仔细退火。插值公式，插值公式是插值仪器的温度测量参数与温度表达式之间的关系。在每个温度区，都有各自的插值公式。国际温标中规定的热电偶插值公式是：将热电偶除以锑、银和金的冰点，测量相应的热电势，得到三个常数。4、温度计传输时，温度测量必须通过仪器实现。温度测量仪器通常分为参考仪器、标准仪器(包括第一、第二、第三等。)，以及工作仪器。温标的传递应包括两个方面：一是将各种温度测量仪器分开进行测量；另一方面，仪器的验证可以确保数值的准确性和一致性。本质上，温度计的传输系统采用高精度的测量仪器，逐步验证精度较低的温度测量仪器。国际温标由国家计量部门按照规定进行维护和传输。在我国，国际温标的再现和维护是由中国计量科学研究院进行的，并由中国计量科学研究院逐步传递(4)可直接输出DC电压信号或将其转换成线性化的DC电流信号，便于测量、信号传输、自动记录和自动控制等。(1)热电效应和热电势(1)热电效应：两种不同的导体或半导体材料形成一个闭环。如果两个结的温度不同，回路中就会有电流，即电动势，这叫做热电效应。(2)热电势：这种热电效应产生的电动势通常称为热电势。1.热电偶测温的原理和特点1。接触电势当具有不同性质的两个导体或半导体材料彼此接触时，由于内部电子密度不同，如果NANB，一些电子将从甲扩散到乙，导致甲失去电子并呈现正电势，乙获得电子并呈现负电位，最终形成从甲到乙的静电场。静电场阻止电子从甲扩散到乙，并加速电子向相反方向转移。当扩散力和电场力达到平衡时，在材料A和B之间形成电势差，称为接触电势。(1)热电偶温度测量的原理和特性，(2)热电势热电势是由于同一导体或半导体材料两端温度不同而产生的电动势。由于材料两端的温度不同，两端的电子具有不同的能量。在较高温度端的电子具有较高的能量，并且它们的电子将移动到较低温度端，从而在材料的两端之间形成从高温端到低温端的静电场。电迁移力和静电场力达到平衡时形成的电势差称为温差电势。它的方向是从低温端到高温端。1、热电偶测温原理及特点，3、热电偶回路总热电动势，1、热电偶测温原理及特点，由A、B两种材料组成的热电偶回路，回路有两个接触电势EAB(T)和EAB(T0)；两个热电势EA(T，T0)和EB(T，T0)。根据顺时针方向，电路中的总热电势计算如下：(1)热电偶测温的原理和特点。如果材料a和b是固定的，钠和铌只是温度的函数。上述公式表示为：或以摄氏度的形式书写；(1)热电偶测温的原理和特点。得出以下结论：(1)热电偶电路中热电势的大小只与材料两端连接点处的温度以及构成热电偶的材料有关，而与热电偶丝的直径、长度和温度分布无关。(2)热电偶只能由两种不同性质的材料制成。由相同材料制成的闭环不会产生热电势。(3)热电偶两个热电极的材料确定后，热电势只