Основные понятия измерения температуры

1.Определение температуры:

Температура - это физическая величина, характеризующая теплоту и холод объекта. Температура может быть измерена только косвенно с помощью определенных свойств тела, изменяющихся с температурой, в то время как шкала, используемая для измерения температуры тела, называется температурной шкалой. Он устанавливает начало отсчета температуры (ноль точек) и основную единицу измерения температуры. В настоящее время наиболее широко используемыми температурными шкалами являются шкала Фаренгейта, шкала Цельсия, термодинамическая шкала и практическая шкала температуры.

Температура по Цельсию (°C) предусматривает: при стандартном атмосферном давлении температура плавления льда составляет 0 градусов, температура кипения воды - 100 градусов, средняя делится на 100 равных частей, каждая из которых делится на 1 градус по Цельсию, символ составляет °C.

Температура по Фаренгейту () указывает: при стандартном атмосферном давлении температура плавления льда составляет 32 градуса, температура кипения воды - 212 градусов, а промежуточное деление на 180 равных частей составляет 1 градус по Фаренгейту.

Термодинамическая шкала температуры (символ T), также известная как шкала Кельвина (символ K), или шкала температуры, которая определяет температуру нуля при остановке молекулярного движения.

Температурная шкала: практическая температурная шкала является протокольной температурной шкалой, которая близка к термодинамической температурной шкале и имеет высокую точность воспроизведения, удобную в использовании. В настоящее время общей температурной шкалой является « Полезная температурная шкала 1968 года - пересмотренная версия 1975 года», принятая 15 - м Конгрессом по квотам в 1975 году и записанная как IPTS - 68 (REV - 75). Однако из - за некоторой неуловимости температуры IPTS - 68 Комитет по метрологии в резолюции VII 18 - й Конференции по метрологии уполномочил Конференцию 1989 года принять шкалу температуры ITS - 90 1990 года вместо шкалы IPS - 68. С 1 января 1994 года в стране полностью введена в действие температурная шкала ITS - 90.

Температура 1990 года:

a、 Единица температуры: термодинамическая температура представляет собой фундаментальную ручную физическую величину, ее единица Кельвин, определенная как 1 / 273.16 термодинамической температуры в водной трехфазной точке, использует разницу с 273.15K (точка замерзания) для обозначения температуры и поэтому сохраняет этот метод до сих пор. По определению, градус Цельсия равен Кельвину, а разница температур также может быть выражена градусом Цельсия или Кельвином. Температурная шкала ITS - 90 определяет как температуру Кельвина (символ T90), так и температуру Цельсия (символ t90).

b、 Общее правило температурной шкалы ITS - 90: закон излучения ITS - 90 от 0,65K до Планка использует монохроматическое излучение, которое фактически измеряет высокую температуру zui. ITS - 90 был разработан таким образом, что в полном диапазоне любая * оценка T при принятии температуры намного удобнее, точнее и имеет высокую воспроизводимость, чем прямое измерение термодинамической температуры T90.

c Определение ITS - 90:

* Температура колеблется от 0,65K до 5,00K, а T90 определяется соотношением между давлением пара 3He и 4He и температурой.

Вторая зона температуры от 3,0K до неоновой трехфазной точки (24.5661K) T90 определяется гелиевым газовым термометром.

Третья зона температуры находится между трифазной точкой плоского водорода (13,8033K) и точкой затвердевания серебра (961,78°C), а T90 определяется платиновым термометром сопротивления, который делится на градусы с помощью набора определенных интерполяций. Область температуры выше точки затвердевания серебра (961,78 °C), T90 определяется законом излучения Планка, а прибор воспроизведения - оптический пирометр.

Классификация приборов измерения температуры

Термометрические приборы можно разделить на две основные категории: контактные и бесконтактные. Как правило, контактные термометры относительно просты, надежны, точность измерения выше; Однако из - за того, что термометрические элементы и измеренная среда требуют полного теплообмена, требуется определенное время для достижения теплового баланса, поэтому существует задержка измерения температуры, в то же время ограниченная высокотемпературным материалом, не может быть применена к высокому температурному измерению. Бесконтактные измерительные приборы измеряют температуру по принципу теплового излучения, измерительные элементы не должны вступать в контакт с измеренной средой, широкий диапазон измерений температуры не ограничен верхним пределом измерения температуры, не разрушают температурное поле измеренного объекта, скорость реакции, как правило, относительно быстра; Однако из - за внешних факторов, таких как скорость излучения объекта, расстояние измерения, сажа и водяной газ, погрешность измерения больше.

III. Выбор датчиков

В национальном стандарте GB7665 - 87 датчик определяется как « устройство или устройство, которое чувствует определенные измерения и преобразуется в доступный сигнал в соответствии с определенным порядком, обычно состоящий из чувствительных и преобразовательных элементов». Датчик - это устройство обнаружения, которое чувствует измеренную информацию и может преобразовывать обнаруженную информацию в электрический сигнал или другую необходимую форму вывода информации в соответствии с определенным законом для удовлетворения требований передачи, обработки, хранения, отображения, записи и управления информацией. Это первое звено в достижении автоматического обнаружения и автоматического управления.

(1) Современные датчики сильно различаются по принципу и структуре. Как разумно выбрать датчик в соответствии с конкретной целью измерения, объектом измерения и измерительной средой - это первая проблема, которая должна быть решена при выполнении определенного количества. Когда датчик определен, можно определить соответствующий метод измерения и измерительное оборудование. Успех или неудача измерений в значительной степени зависит от разумного выбора датчика.

Определение типа датчика в зависимости от объекта измерения и измерительной среды: для выполнения конкретной измерительной работы необходимо сначала рассмотреть, какой принцип используется для датчика, который должен быть определен после анализа многих факторов. Потому что, даже если измерять одну и ту же физическую величину, есть несколько принципов датчиков, которые могут быть выбраны, этот принцип датчика более подходит, необходимо учитывать следующие конкретные вопросы в зависимости от измеренных характеристик и условий использования датчика: размер диапазона; Требования к объему датчика для измеренного положения; Метод измерения контактный или бесконтактный; Метод вывода сигнала, проводные или бесконтактные измерения; Источники датчиков, импортируемые или отечественные, приемлемы ли цены или саморазвиваются.

Выбор чувствительности: Как правило, в линейном диапазоне датчика ожидается, что чем выше чувствительность датчика, тем лучше, потому что только при высокой чувствительности выходной сигнал, соответствующий измеренным изменениям, более велик, чтобы облегчить обработку сигнала. Тем не менее, обратите внимание, что чувствительность датчика высока, внешний шум, не связанный с измерением, также легко смешивается, но также будет усилен системой усиления, влияющей на точность измерения, поэтому сам датчик должен иметь высокое отношение сигнала к биполярности, чтобы свести к минимуму заводские сигналы беспокойства, вводимые извне. Чувствительность датчика ориентирована. Если измеренный является однонаправленным и требует более высокой ориентации, следует выбрать другой датчик с меньшей чувствительностью к направлению, а если измеряется многомерным вектором, то требуется, чтобы датчик имел меньшую чувствительность к пересечению, тем лучше.

Характеристики частотной реакции: частотная реакция датчика определяет измеренный диапазон частот и должна поддерживать условия измерения без искажений в допустимом диапазоне частот. На самом деле, реакция датчика всегда имеет определенную задержку, надеясь, что чем короче задержка, тем лучше. Частотная реакция датчика высока, измеримый диапазон частот сигнала широк, а из - за структурных характеристик механическая система имеет большую инерцию, потому что датчики с низкой частотой имеют более низкую частоту измеримых сигналов. В динамическом измерении характеристики отклика должны основываться на характеристиках сигнала (стабильное состояние, случайность и т. Д.), чтобы избежать ошибок при перегреве.

Линейный диапазон: линейный диапазон датчика относится к диапазону, в котором выход пропорционален входу. Теоретически, в этом диапазоне чувствительность остается фиксированной, и чем шире линейный диапазон датчика, тем больше его диапазон и может гарантировать определенную точность измерения. При выборе датчика, когда тип датчика определяется, сначала зависит от того, соответствует ли его диапазон требованиям. Но на самом деле ни один датчик не может гарантировать линейность, и ее линейность также относительна. Когда требуемая точность измерения относительно низка, приближение датчика с меньшей нелинейной погрешностью можно рассматривать как линейное в определенном диапазоне, что значительно облегчает измерение.

Стабильность: способность датчика сохранять неизменность производительности после периода использования называется стабильностью. Факторы, влияющие на долгосрочную стабильность датчика, помимо структуры самого датчика, в основном являются средой использования датчика. Поэтому для того, чтобы датчик имел хорошую стабильность, датчик должен обладать сильной способностью адаптироваться к окружающей среде. Прежде чем выбирать датчики, следует провести обследование среды их использования и выбрать подходящий датчик в соответствии с конкретной средой использования или принять соответствующие меры для уменьшения воздействия на окружающую среду. В некоторых случаях, когда требуется, чтобы датчик использовался в течение длительного времени и был легко заменен или откалиброван, выбранный датчик требует большей стабильности и выдерживает длительные испытания.

Точность: точность является важным показателем производительности датчика, она является важной частью точности измерений всей системы измерений. Чем выше точность датчика, тем дороже его цена, поэтому точность датчика может быть достаточно точной, чтобы соответствовать требованиям точности всей измерительной системы, не обязательно слишком высокой, чтобы можно было выбрать более дешевый и простой датчик среди множества датчиков, которые отвечают одному и тому же измерению. Если цель измерения является качественным анализом, можно выбрать датчик с высокой точностью повторения, не следует выбирать значение с высокой точностью; Если для количественного анализа необходимо получить измеренные значения, необходимо выбрать датчик, уровень точности которого соответствует требованиям. Для некоторых особых случаев использования, когда подходящий датчик не может быть выбран, необходимо спроектировать и изготовить датчик самостоятельно, производительность самодельного датчика должна соответствовать требованиям использования.

(ii) Термометр:

Терморезистор: Терморезистор - это детектор температуры, обычно используемый в зоне средней и низкой температуры zui. Его основными особенностями являются высокая точность измерений и стабильная производительность. Среди них точность измерения платинового терморезистора высока zui, он не широко используется для промышленного измерения температуры, и был сделан из стандартного эталонного прибора.

Принципы и материалы терморезисторного измерения температуры: терморезисторное измерение температуры производится на основе свойств, согласно которым значение сопротивления металлического проводника увеличивается с увеличением температуры. Тепловое сопротивление в основном изготовлено из металлических материалов, в настоящее время Zui в основном используется для платины и меди, кроме того, теперь началось использование родия, никеля, марганца и других материалов для изготовления теплового сопротивления.

(2) Состав терморезисторной системы измерения температуры: терморезисторная система измерения температуры обычно состоит из терморезистора, соединительного провода и цифрового индикатора контроля температуры. Следует обратить внимание на два момента: « Номера деления теплового сопротивления и цифрового индикатора температурного контроля должны быть одинаковыми; для устранения последствий изменения сопротивления соединительного провода необходимо трехпроводное соединение».

2. Терморезистор: терморезистор NTC, с небольшим размером, высокой точностью тестирования, быстрой скоростью реакции, стабильной и надежной, устойчивостью к старению, взаимозаменяемости, хорошей согласованностью и другими характеристиками. Широко используется в кондиционерах воздуха, отопительном оборудовании, электронных термометрах, датчиках уровня жидкости, автомобильной электронике, электронном настольном календаре и других областях.

Термопара: термопара является одним из часто используемых в промышленности элементов для определения температуры zui. Преимущества заключаются в следующем:

Высокая точность измерений. Поскольку термопара находится в непосредственном контакте с объектом, она не подвержена влиянию промежуточной среды.

Масштабы измерений широки. Часто используемые термопары могут непрерывно измеряться от - 50 до + 1600°C, некоторые специальные термопары zui ниже - 269°C (например, золотой железо - никелевый хром), zui до + 2800°C (например, вольфрам - рений).

(3) Строение простое, удобное в использовании. Термопара обычно состоит из двух разных видов проволоки и не ограничена по размеру и началу, с защитной втулкой снаружи, которая очень удобна в использовании.

(1) Основы измерения температуры термопарой

Проводники или полупроводники A и B из двух разных материалов свариваются, образуя замкнутый контур. При наличии разности температур между точками привязки 1 и 2 проводников A и B между ними создается электрическая сила, которая образует в контуре электрический ток, называемый термоэлектрическим эффектом. Термопары используют этот эффект для работы.

(2) Виды термопар

Типичные термопары можно разделить на две категории: стандартные и нестандартные термопары.

Стандартная термопара - это термопара, в которой национальный стандарт определяет соотношение теплового потенциала и температуры, допускает ошибки и имеет унифицированный стандартный делитель, который имеет вспомогательный индикатор на выбор.

Нестандартизированные термопары менее стандартизированы в диапазоне использования или на порядковом уровне, и, как правило, нет единого шкалы, которая в основном используется для измерения в некоторых особых случаях.

С 1 января 1988 года все термопары и терморезисторы производятся в соответствии со стандартом IEC, а семь стандартных термопар S, B, E, K, R, J и T являются термопарами единого дизайна в Китае.

(3). Температурная компенсация на холодном конце термопары

Поскольку материалы термопар, как правило, более ценны (особенно при использовании драгоценных металлов), а точка измерения температуры находится на большом расстоянии от прибора, чтобы сэкономить материал термопары и снизить затраты, обычно используется компенсационный провод для расширения холодного конца термопары (свободного конца) до более стабильной температуры в диспетчерской, подключенной к зажимам прибора. Следует отметить, что провод компенсации термопары действует только как растягивающий термоэлектрический электрод, так что холодный конец термопары перемещается на приборный зажим камеры управления, что само по себе не устраняет влияния изменения температуры на измерение температуры в холодном конце и не компенсирует его. Таким образом, для компенсации влияния температуры на замер температуры при температуре t0 0°C на холодном конце необходимы другие методы коррекции. При использовании компенсирующего провода термопары необходимо обратить внимание на соответствие модели, полярность не может быть ошибочной, а температура на соединительном конце компенсирующего провода с термопарой не может превышать 100 °C.

Восемь главных достижений нашей страны в области контроля температуры

Инструменты и приборы Китая в реализации миниатюризации, оцифровки, интеллекта, интеграции и сетевого развития идут в ногу с темпами развития, активизируют разработку, разработку и индустриализацию с автономной частью интеллектуальной собственности, достигли значительного прогресса. Среди них стоит отметить следующие восемь основных научно - технических достижений:

1. Передовые приборы и системы промышленной автоматизации осуществили модульную и полную цифровую интеграцию, отвечают требованиям индустриализации, широко используются в сталелитейной, электрической, угольной, химической, нефтяной, транспортной, строительной, оборонной, пищевой, фармацевтической, сельскохозяйственной и экологической областях, сделали твердый шаг в направлении самостоятельной интеллектуальной собственности.

2. Значительно повысился уровень исследований и индустриализации интеллектуальных серий испытательных приборов и автоматических тестовых систем, созданы автоматизированные тестовые системы в различных отраслях, таких как аэрокосмические испытания, испытания электромеханических изделий, испытания бытовой техники, сейсмический мониторинг, метеорологическое обнаружение, мониторинг окружающей среды и т.д. Общий уровень достигает * уровня продукции, в то время как цена продажи значительно ниже, чем у зарубежной продукции.

3. Успешная разработка и массовое производство микроволновых векторных сетевых анализаторов миллиметрового диапазона означают, что наша страна стала второй после Соединенных Штатов страной, которая может производить такие высокотехнологичные приборы.

4. Исследования и разработки нанометрических и микроприборов с собственными характеристиками, подготовка углеродных нанотрубок в направлении и обнаружение структурных и физических свойств занимают видное место в мире.

5.Завершение полного электрического квантового стандарта и национального стандартного устройства электрической энергии уровня 1.5×10 - 5, так что стандарт измерения электроэнергии Китая находится на продвинутом уровне.

6. Проведено исследование научных приборов с независимыми правами интеллектуальной собственности, что повысило общий уровень научных приборов в Китае.

7. Создан механизм развития сочетания производства, исследований и исследований, сочетания отечественных и зарубежных, расширены области применения научных приборов, таких как разработка спектральных приборов для успешной таможенной защиты от поддельных билетов, после продвижения национальной таможни было изъято поддельных билетов на общую сумму 54 млрд. юаней, что позволило стране восстановить огромный экономический ущерб. Количество отечественных научных приборов * увеличилось с 13% в период 8 - й пятилетки до 25% в конце 9 - й пятилетки.

8. Успешно разработаны и серийно производятся высокоинтенсивные системы сфокусированного ультразвукового лечения опухолей, а ультразвуковые медицинские приборы имеют преимущества в неинвазивном лечении опухолей.

Связанные ссылки

Тип термопары

Как выбрать термопару

Принцип и структура термопары

Базовые знания датчиков температуры

Сертификат с отличием

Примечание: Наша компания также может заказать различные специальные типы термопар, терморезисторов, биметаллических термометров и датчиков температуры по образцу или чертежам для установки защитной обсадной колонны для различных особых случаев.
Компания одинаково приветствует заказы от одного до нескольких тысяч.，Цена справедливая и разумная.，Мы надеемся, что старые знания будут продолжать оказывать поддержку.