計(jì)量基礎(chǔ)之溫度測(cè)量

溫度是人們接觸最多、關(guān)系最密切的，也是工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中普遍、最主要的參數(shù)之一。物體的許多物理現(xiàn)象和化學(xué)性質(zhì)都與為溫度有關(guān)，由此一方面人們需要了解、掌握和控制溫度要求；另一方面也告訴人們可借助于物體的這些物理、化學(xué)性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度。

目前測(cè)量溫度的方法很多，如我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|最多的玻璃溫度計(jì)、體溫計(jì)它是利用物體(水銀或酒精)的熱脹冷縮來(lái)進(jìn)行測(cè)量地。

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常用的溫度計(jì)種類
1、膨脹式(壓力式)溫度計(jì)
什么是膨脹式(壓力式)溫度計(jì)？利用熱脹冷縮來(lái)進(jìn)行測(cè)量這種性質(zhì)測(cè)溫溫度計(jì)叫膨脹式(壓力式)溫度計(jì)(在供電局變電所主變上經(jīng)常用到)。壓力式溫度計(jì)是利用封閉容器內(nèi)的液體，氣體或飽和蒸氣受熱后產(chǎn)生體積膨脹或壓力變化作為測(cè)信號(hào)。它的基本結(jié)構(gòu)是由溫包、毛細(xì)管和指示表三部分組成。它是最早應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程溫度控制的方法之一。

壓力式測(cè)溫系統(tǒng)現(xiàn)在仍然是就地指示和控制溫度中應(yīng)用十分廣泛的測(cè)量方法。

壓力式溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械強(qiáng)度高，不怕震動(dòng)。價(jià)格低廉，不需要外部能源。缺點(diǎn)是測(cè)溫范圍有限制，一般在-80~400℃；熱損失大響應(yīng)時(shí)間較慢；儀表密封系統(tǒng)(溫包，毛細(xì)管，彈簧管)損壞難于修理，必須更換；測(cè)量精度受環(huán)境溫度、溫包安裝位置影響較大，精度相對(duì)較低；毛細(xì)管傳送距離有限制。

2、熱電阻溫度計(jì)
什么是熱電阻溫度計(jì)？利用金屬或半導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化而變化的鉑電阻溫度計(jì)、銅電阻溫度計(jì)、半導(dǎo)點(diǎn)溫度計(jì)和熱敏電阻溫度計(jì)等叫做熱電阻溫度計(jì)。

熱電阻是中低溫區(qū)常用的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。

◆熱電阻測(cè)溫原理及材料
熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。

◆熱電阻的類型
①裝配式熱電阻
從熱電阻的測(cè)溫原理可知，被測(cè)溫度的變化是直接通過(guò)熱電阻阻值的變化來(lái)測(cè)量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測(cè)量帶來(lái)影響。
②鎧裝熱電阻
鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體，它的外徑一般為φ2-φ8mm。與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點(diǎn)：
●體積小，內(nèi)部無(wú)空氣隙，熱慣性上，測(cè)量滯后小
●機(jī)械性能好、耐振，抗沖擊
●能彎曲，便于安裝
●使用壽命長(zhǎng)
③端面熱電阻
普通端面熱電阻感溫元件由賀氏利進(jìn)口薄膜元件制成(震動(dòng)大的場(chǎng)合不適用)；抗震、長(zhǎng)壽命高精度汽輪機(jī)鉑電阻由進(jìn)口鉑絲元件制成。端面熱電阻緊貼在溫度計(jì)端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度，適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。
④隔爆型熱電阻
隔爆型熱電阻通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于具有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的溫度測(cè)量。 

◆PT100熱電阻第三線的作用？原理？
熱電阻采用三線制接法。采用三線制是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測(cè)量誤差。這是因?yàn)闇y(cè)量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個(gè)橋臂電阻，其連接導(dǎo)線(從熱電阻到中控室)也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測(cè)量誤差。采用三線制，將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導(dǎo)線線路電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差。工業(yè)上一般都采用三線制接法。熱電偶產(chǎn)生的是毫伏信號(hào)，不存在這個(gè)問(wèn)題。

3、雙金屬溫度計(jì)
雙金屬溫度計(jì)是將繞成螺紋旋形的熱雙金屬片作為感溫器件，并把它裝在保護(hù)套管內(nèi)，其中一端固定，稱為固定端，另一端連接在一根細(xì)軸上，成為自由端。在自由端線軸上裝有指針。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，感溫器件的自由端隨之發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)細(xì)軸上的指針產(chǎn)生角度變化，在標(biāo)度盤上指示對(duì)應(yīng)的溫度。

雙金屬測(cè)溫范圍為-80~500℃,它適用于工業(yè)上精度要求不高時(shí)的溫度測(cè)量。雙金屬片作為一種感溫元件也可用于溫度自動(dòng)控制。按雙金屬溫度計(jì)指針盤與保護(hù)管的連接方向可以把雙金屬溫度計(jì)分成軸向型、徑向型、135°向型和萬(wàn)向型四種。