第三讲温度信号的测试传感 测试传感器 温度定义 三传感方式 四膨胀法 五热电偶 六热电阻 七辐射计 下午5时43分37秒
下午5时43分37秒 第三讲 温度信号的测试传感 一 测试传感器 二 温度定义 三 传感方式 四 膨胀法 五 热电偶 六 热电阻 七 辐射计
测试传感器 1传“感”器一词的出自人的“感”觉定义: 视觉-观感;味觉-口感;嗅觉-鼻感; 触觉-)感;听觉-耳感--“五官” 2传感器定义: A传感器是将被测的物理、化学、生物等信息 按一定的规律转换成某种可用的输出信息的 器件。 (电“五官” B传感器是从一个系统接收功率,再以另一种 形式将功率送到第二个系统中的器件。--吸 收,转换,传送能量的器件;又称“换能器” 后一定义包括“执行器” 下午5时43分37秒
下午5时43分37秒 一 测试传感器 1 传“感”器一词的出自人的“感”觉定义： 视觉---观感；味觉---口感；嗅觉---鼻感； 触觉---皮感；听觉---耳感------“五官” 2 传感器定义： A 传感器是将被测的物理、化学、生物等信息 按一定的规律转换成某种可用的输出信息的 器件。------（电“五官”） B 传感器是从一个系统接收功率，再以另一种 形式将功率送到第二个系统中的器件。----吸 收，转换，传送能量的器件；又称“换能器” 后一定义包括“执行器
渗透压力(机械能)电磁力 热胀冷缩光压 压电效应 化学能)电解 电(电磁能 吸热反应 光化学反应 温差电势 先电效应 摩擦生热 摩擦发光 燃烧 珀尔帖效应化学发光 场致发光 热能)热辐射 4(光能 光辐射 能量转换关系示意图
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温度定义与意义 温度是一个表征物体冷、热程度的物理量 它反映分子热运动平均动能的大小。在自然界 中,物体的许多物理特性及化学特性均与温度 密切相关。在材料加工中更是如此:锻、铸 焊等工艺均是在特定温度下进行;热处理中的 相变对应着精确的温度变化;电镀槽液、塑粆 成型及现代加工工程等都涉及严格的温度要求 由此可知,温度是材料加工过程中最重要的工 艺参数。也是七个基本物理量之 下午5时43分37秒
下午5时43分37秒 二 温度定义与意义 温度是一个表征物体冷、热程度的物理量， 它反映分子热运动平均动能的大小。在自然界 中，物体的许多物理特性及化学特性均与温度 密切相关。在材料加工中更是如此：锻、铸、 焊等工艺均是在特定温度下进行；热处理中的 相变对应着精确的温度变化；电镀槽液、塑料 成型及现代加工工程等都涉及严格的温度要求。 由此可知，温度是材料加工过程中最重要的工 艺参数。也是七个基本物理量之一
传感方式与温标 测温类型 传感原理 使用范围 接触 利用物体热胀冷缩特性 机械式 -50-+250°C (膨胀式) 其中又有气体、液体及固体之别 -100--+400°C 电 热电利用热电偶的热电特性 -200--+1800C 式器 热阻利用导体或半导体电阻随温度相 式 50--+400°C 应变化的特点 F利用PN吉正向电压随温度相应变化的特性 -200--+200°C 非接触式 利用物体的热辐射能随温度变化的特性, 辐射式 +100-2000°C 其中又有全辐射、红外式及光纤之别
下午5时43分37秒 三 传感方式与温标
从上表可以看出,测温原理和方法很多,但 是,它们感受同一温度时,反映(提供)出的敏 感信号的种类、大小却不相同。因此,为了给温 度以定量描述,并保证测量结果的精确性和一致 性,需要建立一个科学的、严格的、统一的标尺 简称“温标”。 作为一个温标,应包含三条基本内容:具有可 重现的固定温度点,具有固定点温度上的标准温 度计,具有确定相邻固定温度点间的内插公式 目前使用的主要温标有摄氏温标、华氏温标、热 力学温标及国际温标;分别定义如下: 下午5时43分37秒
下午5时43分37秒 从上表可以看出，测温原理和方法很多，但 是，它们感受同一温度时，反映（提供）出的敏 感信号的种类、大小却不相同。因此，为了给温 度以定量描述，并保证测量结果的精确性和一致 性，需要建立一个科学的、严格的、统一的标尺， 简称“温标” 。 作为一个温标，应包含三条基本内容：具有可 重现的固定温度点，具有固定点温度上的标准温 度计，具有确定相邻固定温度点间的内插公式。 目前使用的主要温标有摄氏温标、华氏温标、热 力学温标及国际温标；分别定义如下：
1.摄氏温标 摄氏温标分度方法是规定标准大气压 下,水的冰点是零度,水的沸点是100度 选用测温物质是水银(Hg),认为它的体 膨胀岁温度变化是线性的。把从水的冰点 到沸点之间水银体膨胀值分成100等份,每 份为1度。即摄氏1度(记1℃)。 下午5时43分37秒
下午5时43分37秒 1． 摄氏温标 摄氏温标 分度方法是规定标准大气压 下，水的冰点是零度，水的沸点是100度。 选用测温物质是水银（Hg），认为它的体 膨胀岁温度变化是线性的。把从水的冰点 到沸点之间水银体膨胀值分成100等份，每 份为1度。即摄氏1度（记1℃）
2华氏温标 华氏温标当时(1906年, Fahrenheit 规定一种氯化铵和冰水混合的温度为零度, 而认为人体的稳定温度为100度,把这中间水 银体膨胀量分为100份,每份为1度。于是 水的冰点就相当于32度,水的沸点为212度。 两点之间为180等分,每份为1度(记为1F 摄氏温度与华氏温度之间的换算关系为 F=9/5℃+32(1-1) 例如水的沸点100℃,相当于212F,摄氏20℃ 相当于68F 下午5时43分37秒
下午5时43分37秒 2 华氏温标 华氏温标 当时（1906年，Fahrenheit） 规定一种氯化铵和冰水混合的温度为零度， 而认为人体的稳定温度为100度，把这中间水 银体膨胀量分为100份，每份为1度。于是， 水的冰点就相当于32度，水的沸点为212度。 两点之间为180等分，每份为1度（记为1℉）。 摄氏温度与华氏温度之间的换算关系为： ℉=9/5 ℃+32 ( 1-1） 例如水的沸点100℃，相当于212℉，摄氏20℃ 相当于68℉
3热力学温标 热力学温标由气体压力定律(查理定律)知: P=Po(1+0) (1-2) 当β=1273.151/℃(气体压力系数), 0=-273.15℃时,P=0,这是一种极限情况。凯 尔文创立了把273.15℃作为零度的温标,叫 做热力学温标(绝对温标),而分度法与摄 氏分度法相同,以K表示。即摄氏0℃时为 273.150K。绝对温度与摄氏温度的关系为 T=T+0=(273.15+0)K(1-3) 绝对零度式低温极限,能无限接近,但不能达 到 时43分37秒
下午5时43分37秒 3 热力学温标 热力学温标 由气体压力定律（查理定律）知： P=PO(1+β θ) （1-2） 当β =1/273.15 1/℃（气体压力系数）， θ=-273.15℃时，P=0，这是一种极限情况。凯 尔文创立了把-273.15℃作为零度的温标，叫 做热力学温标（绝对温标），而分度法与摄 氏分度法相同，以0K表示。即摄氏0℃时为 273.15 0K 。绝对温度与摄氏温度的关系为 T=T+ θ =(273.15+ θ) 0K （1-3） 绝对零度式低温极限，能无限接近，但不能达 到
4.国际实用温标 国际实用温标为了复现热力学温标,并 且有利于国际上量值的传递,通过国际协议, 制定了国际实用温标。它是利用气体温度计测 出一系列化学纯物质的相平衡点温度,在这些 固定点之间用规定传递仪器(例如铂电阻或 铑热电偶)和内插公式分度温度值。1968年制 定的称为“国际实用温标IPTS-1968”,标记为 “K”,而不是“0K”。国际实用温标是协议性 温标,由于科学技术的不断发展,这个温标的 数值不断向热力学温标靠近,每过若干年将对 其修正一次,1990年将改为ITS-90 下午5时43分37秒
下午5时43分37秒 4．国际实用温标 国际实用温标 为了复现热力学温标，并 且有利于国际上量值的传递，通过国际协议， 制定了国际实用温标。它是利用气体温度计测 出一系列化学纯物质的相平衡点温度，在这些 固定点之间用规定传递仪器（例如铂电阻或铂 铑热电偶）和内插公式分度温度值。1968年制 定的称为“国际实用温标IPTS-1968”，标记为 “K”，而不是“0K”。国际实用温标是协议性 温标，由于科学技术的不断发展，这个温标的 数值不断向热力学温标靠近，每过若干年将对 其修正一次，1990年将改为ITS-90