温度测量的原理和分类
时间：2010-07-05 阅读：3606
1、温度测量按其原理可分为哪几类？
答：可分为压力表式、热电偶、热电阻、辐射式、膨胀式。
2、压力表式温度计的测量原理是什么？
答：压力表式温度计是在测温元件（测温包、毛细管、弹簧管）内充以气体、液体或某种液体的蒸气，利用受热后工作介质的体积膨胀引起压力变化或蒸气的饱和压力变化的性质做成。显示表就是一个压力表表头，但刻度是温度，故称为压力表式温度计。
3、压力表式温度计可分为哪几类？
答：压力表式温度计按用途分有指示式、记录式、接点式。按填充物质不同又可分为气体压力式温度计、蒸汽压力式和液体式温度计。
4、膨胀式温度计的测量原理是什么？
答：膨胀式温度计是利用液体或固体受热膨胀的性质制成。
5、膨胀式温度计可分为哪几类？
答：膨胀式温度计分为液体式（玻璃管）温度计和固体式（双金属）温度计。
6、热电偶的测温原理是什么？
答：热电偶是利用两种不同金属导体之间的热电效应测温的。把任意两种不同导体（或半导体）连接成闭合回路，如果两极点的温度不同，在回路中就会产生热电动势，形成热电流，这就是热电效应。这种由两种金属导体（或半导体）组成的回路，称为热电偶。
7、常用的热电偶按其金属材质不同可分为哪几类？
答：工业用热电偶有六种型号：
（1）铂铑30—铂铑6热电偶，分度号为B。
（2）铂铑10—铂热电偶，分度号为S。
（3）镍铬—镍硅（镍铬—镍铝）热电偶，分度号为K。
（4）镍铬—铜镍合金（康铜）热电偶，分度号为E。
（5）铜—铜镍合金（康铜）热电偶，分度号为T。
（6）铁—铜镍合金（康铜）热电偶，分度号为J。
8、热电阻的测温原理是什么？
答：热电阻是利用导体或半导体阻值随温度变化的特性来测量的
9、 热电阻按其金属材质不同可分为哪几类？
答：工业上常用的热电阻有两种：铜热电阻和铂热电阻。根据规定，铂热电阻又有Pt50与Pt100两种分度号，常用的为Pt100；铜热电阻又有Cu50与Cu100两种分度号，常用的为Cu50。
10．辐射式温度计的测温原理是什么？
答：辐射式温度计是利用被测物体的热辐射能量与温度有一定的关系，通过测量热辐射能量来显示被测物体的温度。
11．辐射式温度计可分为哪几类？
答：辐射式温度计有光学温度计、红外线温度计以及全辐射高温计。
12．什么叫均质导体定律？其有何实用意义？
答：均质导体定律是两种均质导体组成热电偶回路，其热电势大小与热电极直径、长度及沿热电极上的温度分布无关，只与热电极材料和两端温度有关。
其实用意义有：当两端温度相等，则热电势为零；如果材质不均匀，则当热电极上各处温度不同时，将产生附加热电势，造成无法估计的测量误差，所以热电极材料的均质性是衡量热电偶质量的重要指标之一。根据这个道理，可以检查热电极的不均匀性，即将被检查的热电极组成闭合回路并局部加热，若有热电势输出，则表明该热电极材质不均匀。且热电势越大，则热电极材质越不均匀。
13．在热电偶回路中哪部分属于中间导体？它对测量结果有无影响？为什么？
答：在热电偶回路中连接导线属于中间导体。它对测量结果无影响，因为在热电偶回路中接入均匀材质的导体，只要中间接入的导体两端具有相同的温度，就不会影响热电偶的热电势。
14．什么叫连接导体定律？有何实用意义？
答：如图1—1所示，在热电偶回路中，如果热电极A、B别与连接导线A'、B'相接， 接点温度分别是T、Tn、To，则回路的总热电势EABB'A'等于热电偶的热电势EAB（T，Tn）与连接导线A'、B'在温度Tn、To时的热电势EA'B'（Tn，To）的代数和，即EABB'A'（T，Tn，To）=EAB（T，Tn）+EA'B'（Tn，To），这就是连接导体定律。
该定律为在工业测温中应用补偿导线提供了理论基础，即选配与热电偶的热电势特性相同的导线与热电偶连接，可使热电偶的冷端远离热源，延伸到温度稳定的地方，而不影响热电偶的测温准确性。
15．什么叫中间温度定律？有何实际应用？
答：如同1—2所示，中间温度定律是热电偶AB在接点温度为T1、T3时的热电势EAB（T1，T3）等于热电偶AB在接点温度为T1、T2和T2、T3时热电势EAB（T1，T2）和EAB（T2，T3）的代数和，即EAB（T1，T3）=EAB（T1，T2）+EAB（T2，T3）。
中间温度定律为使用分度表提供了理论依据。
16．什么叫参考电极定律？有何实际应用价值？
答：如图1—3所示，若已知C电极与热电极A、B组合配对时的热电势，便可利用下式求出A、B热电极组合时产生的热电势EAB（T，To）=EAB（T，To）-EBC（T，To），则电极C称为参考电极。
根据参考电极定律，可以简化热电偶的选配工作。在实际工作中，因为铂的物理化学性能稳定、熔点高、易提纯、复制好，所以常用纯铂作为参考电极。
17．热电偶冷端为什么要保持恒定？若冷端温度波动时有哪几种修正方法？
答：根据热电偶测温原理，冷端温度恒定使热电偶产生的热电势仅与热端温度有关。当热电偶冷端的环境温度不稳定时，会影响实际测温的准确性，所以热电偶冷端要保持恒定。
若冷端温度波动时有以下几种修正方法：①热电势修正法；②补偿导线法；③冷端恒温法；④辅助热电偶法。
18．什么叫冷端补偿器？其原理是什么？
答：热电偶参考端温度补偿器是用来自动补偿热电偶测量值因参考端温度变化而变化的一种装置。它实质上就是能产生一个随参考端温度的变化而变化的直流信号毫伏发生器。把它串接在热电偶测量线路中测温时，就可以使参考端温度得到自动补偿。
19．补偿导线有哪些规格型号？
答：补偿导线有SC、KC、KX、JX、EX、TX等型号。
20．热电偶测温元件如何进行补偿？
答：一般热电偶测温元件的补偿采用冷端温度补偿法。冷端温度处理有以下几种方法：
⑴热电势修正法。
⑵补偿导线法。
⑶冷端恒温法。
⑷辅助热电偶冷端恒温法。
21．温度变送器在自动检测和自动调节系统中有什么用途？
答：把热电偶来的毫伏信号和热电阻来的电阻信号经温度变送器转换成统一的电流信号。
22．简述温度变送器（或DOS中用于温度输入的模拟量输入卡）的工作原理。
答：热电偶和热电阻来的信号输入到变送器的输入端，输入端为一个不平衡电桥，当温度变化时，电桥失去平衡，桥路将有电压输出，经放大后变送器输出4～20mA直流电流信号。输出的直流信号又经反馈回路输入到放大器的输入端，保证了输入和输出和线性度。
23．画出温度变送器的原理框图，并说明各部分在仪表工作过程中起哪些作用？
答：温度变送器的原理框图如图1—4所示。
输入回路的作用是将输入信号转变为电压信号传输给电子放大回路；电子放大回路的作用为将电压信号经检波功率放大后变成直流电流输出；反馈回路的作用是将输出信号与电子放大器的输入信号作比较保证输入与输出的线性度。
24．温度变送器（或DOS中用于温度输入的模拟量输入卡）为什么要进行冷端补偿？
答：⑴温度变送器安装在现场，冷端的温度随环境的变化而变化。
⑵冷端不进行补偿时，变送器的输出将比实际温度要高，会给运行人员带来错误的判断，所以要进行冷端补偿。
25．画出温度变送器的热电偶输入回路线路图。
答：温度变送器的热电偶输入回路线路图1-5所示。
26．温度变送器的热电阻输入回路与热电偶输入回路有哪些不同？
答：温度变送器的热电阻输入回路为一直流不平衡电桥;温度变送器的热电偶输入回路为一电子电位差计。
27．温度变送器的自激调制式放大器的任务是什么？
答：检波放大信号，输出4～20mA直流信号。