第五章温度测量第一节概述开尔文(Kelvin)根据卡诺(Carnor)循环工作的热机中，工质在温度T1，时吸收热量Q1在温度T2时放出热量Q2,则有热力学温标符号为T，单位为开尔文(K)。规定水的三相点(即水的固、液、气三态共存时)的温度为273.16K，即1K等于水的三相点热力学温度的1／273.16，热力学温标也叫绝对温标。另外，由于水的冰点与三相点的热力学温度相差0.01K，因此，绝对温标T与摄氏温标t的关系为二、温度计分类1由于接触式温度计必须将感温元件与被测物体接触，因此容易破坏被测温度场，非接触式温度计则无此问题。第二节接触式温度计2)露出液柱的校正：使用时必须严格掌握温度计的插入深度（环境温度)影响，因为温度刻度是在温度计液柱全部浸入介质中标定的，而使用时液柱可按下式求其修正值Δt(1)充气体的压力式温度计其工作原理是利用温度变化时密闭系统中充填气体膨胀或收缩产生的压力变化来测量温度。所充气体通常为氮气。测温范围为-80～550℃。双金属温度计是用线胀系数不同的两种金属构成的金属片作为感温元件，当温度变化时，两种金属的膨胀不同，双金属片就产生与被测温度大小成比例的变形，这种变形通过相应的传动机构由指针指示出温度数值，其测量范围在-60～500℃。根据感温双金属片结构形状的不同，有螺旋形双金属温度计和盘形双金属温度计两种。二、电阻式温度计三、热电偶温度计热电偶的测温接点的安装形式有绝缘型、露头型和接地型。绝缘型(图5-4b)用于高温及防止热电偶与介质接触而质变的场合；露头型(图5-4a)用于要求响应快而灵敏，又有一定强度的场合；接地型(图5-4c)用于热电偶不能与介质直接作用而又要求响应快而灵敏的场合，另外，当壳本身是热电偶另一极或需要减小外部电磁干扰的情况下，也采用这种型式。铠装热电偶是将热电偶与保护管制成一体式的结构，并可制成双芯或单芯。保护管与热电圾之间的绝缘是用氧化镁、三氧化二铝或氧化铍等填料。图5-5表示其断画图。它的工作端型式根据需要也可以做成露头型、接地型、绝缘型。由于缆式热电偶具有外径尺寸小(0.25～12mm)并可以任意弯曲、可以根据需要取其长度、时滞时间短、耐振等优点，因此有逐渐代替工业热电偶的趋势。缆式热电偶的外套用钽、钨制造时，可耐2300℃以上的高温；用不锈钢制造时，可耐1000C以上的高温。(一)热接点的制作焊接铂铑－铂热电偶时，为避免热电极的渗碳作用，可采用两极电极均为磨成圆锥状尖头的碳棒，把被焊铂铑－铂热电偶接点置于电弧之中，调整两根碳棒之间的间隙，回路电流为5～10A，便可获得适当的电弧。1．热电阻温度计的校验四、测温元件的安装与温度测量误差(二)测温元件的安装测定液体温度时，插入深度应是保护管直径的9～12倍。在直径小的管道上安装测温元件时，可装置扩大管(图5-18)。2．热电偶与检测表面的接触方式(三)温度测量误差对充液温度计，因流体相毛细管材料的温度膨胀系数不同将引起误差，把充液球的容积做得大些，把毛细管和压力弹簧管的容积做得小些可减少误差，对高精度充液温度计，将一根能使空间的体积膨胀和液体的膨胀相匹配的细金属丝，穿到毛细管孔中来取得补偿；也有采用一根带有二次压力弹簧管的补偿毛细管或在指针联接装置中采用一双金屑补偿片来提高温度计精度的。另外，由于压力弹簧管通常用做测量大气压力，因此大气压的变化将对压力弹簧管式的温度示值发生变化而产生误差。采用高压充注系统可大大减少误差。3.辐射引起的误差4．由于热传导引起的误差5．高速流动气体的温度测量误差五、感温元件的响应2.时滞的测定2)影响时间常数的因素(3)时间常数的测定2)当被则温度的物体是流体时，流体的流速变化也会使时滞变化、如图5-23所示。因此要在流速无规律变化的流体中测量测温元件的时间常数似乎是不可能的。六、温度计标定2．热电阻的标定（校验）3．热电偶的标定第三节非接触式温度计一、单色辐射式光学高温计因为0＜＜1，因此Ts＜T。由此可见，从光学温度计直接测到的温度Ts要比实际灰体的温度低，所以必须根据物体表面的灰度用式(5-22)加以修正。图5-26为光学高温计修正1.灯丝隐灭式光学高温计每一个电流对应的灯丝温度是已知的，如果两者的亮度相同，则灯丝轮廓就隐灭于被测物体的影像中；电流的读数用温度直接刻度，此温度即为物体的亮度温度，再根据图5-26求出物体的真实温度。各种物体的单色黑废系数可从有关资料中查得。2．光电高温计光学高温计除由于黑度系数造成测量误差外，被测物体与高温计之间的介质对辐射的吸收也会给测量结果带来误差，所以要求观测点与被测物体之间的距离不要太大，一般不超过3m，以1～2m为宜。热电堆分别由16对或8对直径为0.05～0.07mm的镍铬－考铜热电偶串联而成，每一对热电偶的热端焊在靶心镍箔上，冷