12溫度的測量11-1單選題1、 若采用相同材料構(gòu)成熱電偶的兩個(gè)電極，那么，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，熱電偶的兩個(gè)接點(diǎn)之間，( )。僅接觸電勢為零；(B)總的熱電勢為零；(C)僅單一導(dǎo)體的溫差電勢為零；(D)有電勢輸出2、 已知在某特定條件下材料A與鉑電阻配對的熱電勢為13mV,材料B與鉑配對的熱電勢為8mV，在此條件下材料A與材料B配對后的熱電勢為( )mV。(A)5；(B)8；(C)13；(D)213、 用一熱電偶測量爐溫時(shí)，當(dāng)冷端溫度TO=30°C時(shí)，實(shí)測電勢為9.38mV，在熱電偶分度表中對應(yīng)E(T，T0)的T=985C，T0=30C。由T0=30C查分度表得E(30C，0)=0.17mV，則實(shí)際的爐溫T為( )。熱電偶分度表中9.55mV對應(yīng)的E(T，0)的T值；熱電偶分度表中9.21mV對應(yīng)的E(T，0)的T值；1015C；(D)955C4用竦銘-竦硅熱電偶測量爐溫時(shí)，冷端溫度為T0=30C，測得熱電勢E(T,T0)=39.2mV。由熱電偶分度表，E(30,0)=1.2mV。這時(shí)比較準(zhǔn)確的爐溫是熱電偶分度表中與( )對應(yīng)的溫度值。(A)40.4mV(B)38.0mV(C)39.2mV(D)1.2mV5對一個(gè)測量爐溫的熱電偶，需要使用補(bǔ)償導(dǎo)線。在以下說明中，不正確的是()。補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端引至0C或溫度恒定的場所補(bǔ)償導(dǎo)線連接在熱電偶的冷端和顯示儀表的中間在一定的溫度范圍內(nèi)，補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶具有相同的熱電性能在一定的溫度范圍內(nèi)，補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶具有相反的熱電性能11-2填空題1、 根據(jù)測溫傳感器的使用方式，測溫方法大體分為( )式和( )式兩種。2、溫標(biāo)是溫度的數(shù)值表示方法，是用來衡定物體溫度的尺度。常用的有()溫標(biāo)、( )溫標(biāo)和( )溫標(biāo)，它們的單位分別是(C、°F、K)3、 鉑熱電阻的電阻比是水()時(shí)的電阻值與0C時(shí)的電阻值之比，它的

值越高，表示鉑絲的(12-3值越高，表示鉑絲的(12-3簡答題)越高。1、 溫標(biāo)及其傳遞的主要內(nèi)容是什么？通常用純物質(zhì)的三相點(diǎn)、沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)和超導(dǎo)轉(zhuǎn)變點(diǎn)等作為溫度計(jì)量的固定點(diǎn)，并賦予固定點(diǎn)一個(gè)確定的溫度。選定一種測溫物質(zhì)制成測溫儀器，即溫度計(jì)，作為時(shí)現(xiàn)溫標(biāo)的儀器。用固定點(diǎn)的溫度確定任意點(diǎn)溫度的數(shù)學(xué)關(guān)系式，即內(nèi)插公式。2、 接觸法測溫和非接觸法測溫各有什么特點(diǎn)？接觸式測溫是使被測物體與溫度計(jì)的感溫元件直接接觸，使其溫度相同，便可以得到被測物體的溫度。接觸式測溫時(shí)，由于溫度計(jì)的感溫元件與被測物體相接觸，吸收被測物體的熱量，往往容易使被測物體的熱平衡受到破壞。所以，對感溫元件的結(jié)構(gòu)要求苛刻，這是接觸法測溫的缺點(diǎn)，因此不適于小物體的溫度測量。非接觸式測溫是溫度計(jì)的感溫元件不直接與被測物體相接觸，而是利用物體的熱輻射原理或電磁原理得到被測物體的溫度。非接觸法測溫時(shí)，溫度計(jì)的感溫元件與被測物體有一定的距離，是靠接收被測物體的輻射能實(shí)現(xiàn)測溫，所以不會破壞被測物體的熱平衡狀態(tài)，具有較好的動態(tài)響應(yīng)。但非接觸測量的精度較低。3、 簡述熱電偶測溫的原理。由兩種不同的導(dǎo)體兩端相互緊密地接在一起，組成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩接點(diǎn)的溫度不等(T>T0)時(shí)，回路中就會產(chǎn)生電勢，稱為溫差電效應(yīng)，即熱電效應(yīng)。工作端或熱端溫度T，測量時(shí)，將其置于被測的溫度場中。自由端或冷端T0在測量時(shí)，其溫度應(yīng)保持恒定。這種由兩種不同導(dǎo)體組合并將溫度轉(zhuǎn)換成熱電勢的傳感器叫做熱電偶。熱電偶產(chǎn)生的熱電勢Eab(T，TP是由兩種導(dǎo)體的接觸電勢Eab和單一導(dǎo)體的溫差電勢ea和烏所形成。4、 熱電偶測溫的充要條件？只有當(dāng)熱電偶的兩個(gè)電極材料不同，且兩個(gè)接點(diǎn)的溫度也不同時(shí)，才會產(chǎn)生電勢，熱電偶才能進(jìn)行溫度測量。當(dāng)熱電偶的兩個(gè)不同的電極材料確定后，熱電勢便與兩個(gè)接點(diǎn)溫度T、T0有關(guān)。即回路的熱電勢是兩個(gè)接點(diǎn)的溫度函數(shù)之差。5、 即使溫度敏感元件的精度很高，在氣體溫度測量中也會產(chǎn)生較大，試說明產(chǎn)生誤差的原因。因存在誤差：表面溫度傳導(dǎo)誤差：溫度敏感元件將會向周圍空氣傳熱，此時(shí)敏感元件就相當(dāng)于散熱片的作用。熱傳導(dǎo)過程對熱電偶測溫點(diǎn)就產(chǎn)生了一個(gè)明顯的溫度誤差；輻射誤差：熱量通過對流傳輸?shù)絺鞲衅?，同時(shí)，傳感器的熱量會輻射到管道壁；分離誤差：由于粘滯效應(yīng)，置于氣流中的敏感元件表面的流體速度會降低到0。這樣會使接點(diǎn)的溫度升高，以至高于流動的流體的靜態(tài)溫度。6、 為什么熱電偶要進(jìn)行冷端的溫度補(bǔ)償？冷端補(bǔ)償方法有哪些？根據(jù)熱電偶的測溫原理，只有當(dāng)熱電偶的參考端的溫度保持不變時(shí)，熱電動勢才是被測溫度的單值函數(shù)。我們經(jīng)常使用的分度表及顯示儀表，都是以熱電偶參考端為0°C為先決條件的。但在實(shí)際使用中，因熱電偶長度受到一定限制，參考端溫度直接受到被測介質(zhì)與環(huán)境溫度的影響，不僅難于保持0°C，而且往往是波動的，無法進(jìn)行參考端溫度修正。因此，要把變化很大的參考端溫度恒定下來，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線法和參考端溫度恒定法。7、 熱電偶溫度計(jì)與應(yīng)變片的工作原理有什么差異？熱電偶溫度計(jì)基于熱電效應(yīng)，物性型，能量轉(zhuǎn)換型；應(yīng)變片基于應(yīng)變效應(yīng)，結(jié)構(gòu)性，能量控制型。8、 測量溫度的金屬熱電阻應(yīng)具有什么特性？有哪些常用的材料？電阻溫度系數(shù)的值要大。溫度系數(shù)越大，靈敏度越高。純金屬的溫度系數(shù)比合金要高。一般使用純金屬；其材料的物理、化學(xué)性能應(yīng)穩(wěn)定；電阻溫度系數(shù)要保持常數(shù)；具有較高的電阻率，可以減少熱電阻體積和熱慣性；材料容易提純，確保較好的復(fù)制性能。滿足以上要求的材料有鉑、銅、鐵和竦，鉑和銅應(yīng)用較廣。9、 金屬熱電阻溫度計(jì)和半導(dǎo)體熱敏電阻各有什么特點(diǎn)？金屬電阻溫度計(jì)有正溫度系數(shù)，線性好，穩(wěn)定性好，可測1000-1200oCR=R（1+以.t+以t2+以t3）半導(dǎo)體熱敏電阻有負(fù)溫度系數(shù)。靈敏度高，熱敏電阻與溫度之間近似指數(shù)關(guān)系。12.4應(yīng)用題1、 標(biāo)準(zhǔn)（參考）電極定律有何實(shí)際意義？已知在某特定條件下材料A與鉑電阻配對的熱電勢為13.967mV,材料B與鉑配對的熱電勢為8.345mV,求出在此條件下材料A與材料B配對后的熱電勢。解：如果已知熱電偶的兩個(gè)電極A、B分別與另一電極C組成的熱電偶的熱電勢為Eac（T，T0）和Ebc（T，T0），則在相同接點(diǎn)溫度（T，T0）下，由A、B電極組成的熱電偶的熱電勢Eab（T，TP為Eab（T，T0）=Eac（T，To）-Ebc（T，T0）這一規(guī)律稱為標(biāo)準(zhǔn)電極定律，電極C稱為標(biāo)準(zhǔn)電極。在工程測量中，由于純鉑絲的物理化學(xué)性能穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，易提鈍，所以目前常將純鉑絲作為標(biāo)準(zhǔn)電極。標(biāo)準(zhǔn)電極定律使得熱電偶電極的選配提供了方便。材料A與材料B配對后的熱電勢：Eab=Eac-Ebc=13.967-8.345=5.622mV2、 熱敏電阻的電阻值RQ與被測量溫度9K之間的關(guān)系為R0=0.0585exp（匕。）用這個(gè)熱敏電阻和三個(gè)電阻組成電橋，如圖12.1所示。要求該電路的測量范圍為0?50°C，相應(yīng)的輸出電壓為0?5V，并且輸出與輸入之間的關(guān)系盡可能地近似于線性。擬設(shè)計(jì)一個(gè)輸出端對稱電橋，試確定三個(gè)電阻的阻值和電源電壓u0。圖12.1解：為了輸出與輸入之間的關(guān)系盡可能地近似于線性，令量程的端點(diǎn)和中點(diǎn)保持線性。熱敏電阻在這三點(diǎn)的電阻分別為：

3260 OR0=0.0585exp( )=8979O3260 OR=0.0585exp( )=3297O25 25+273R=0.0585exp( —)=1414O50 50+273熱敏電阻在25°C和50°C的電阻變化量分別為R25=R25—R0=3297—8979=-5682OR=R—R=1414—8979=—7565O電橋的輸出電壓50 50 0R]R3-R2R4 -△R2R斗BD0(R+R)(R+R) 0(R+R)(R+R)令電橋輸出端對稱，即R]=R4,R3=R0，輸出電壓可寫成：3 4u=u——^BD0(R+R)(R+R)分別代入25C和50C時(shí)的熱敏電阻和1輸出2電壓值；有：二2.55682二2.51 u(R1+3297)(8979+RQ0解方程組，得:7565R解方程組，得:7565R1 u(R1+1414)(8979+RQ0=5R1=2337Ou0=12V于是，三個(gè)電阻分別為R1=R4=2337O,R3=8979O,電源電壓為12V。3、一個(gè)鉑熱電阻應(yīng)用于0?200C的范圍，其電阻值RtQ與溫度lC之間的關(guān)系為RT=R0(1+At+Bt2)。已知該熱電阻的電阻比W(100)=1.3910，R0=100Q。在t=200C測得R200=177.03Q。試確定系數(shù)A，B的值，當(dāng)t=100C時(shí)的線性誤差。解：當(dāng)t=100C，R100=W(100)R0=1.39X100=139.1Q把已知數(shù)據(jù)代入電阻與溫度的關(guān)系式，有139.10=100(1+100A+1002B)177.03=100(1+200A+2002B)解方程組，得A=3.97X10-3C-1B=-5.85X10-7C-2100+177.032100+177.032=138.515r'=R^R^100 2這時(shí)，線性誤差為y=R100R200—R100=139，10—y=R100R200—R177.03—10004、圖12.2所示為三線熱電阻電橋電路，其中Rt為一個(gè)鉑熱電阻；Rl1，RL2

和RL3分別為導(dǎo)線電阻。在0°C時(shí)狀態(tài)。已知電阻R1=R3=R4=100Q；忽略導(dǎo)線的電阻；熱電阻的電阻為100Q,并且電橋處于平衡

電源電壓u0=6熱電阻的電阻為100Q,并且電橋處于平衡

電源電壓u0=6V,輸出電壓uBD=-1V。如果圖12.2對應(yīng)代入數(shù)值解得:對應(yīng)代入數(shù)值解得:解：(1)電橋的輸出電壓的公式為R]R3-RtR4BD (R1+Rt