1 第一章 温度测量与测温传感器 复习要求： 1、了解常用的温度测量方法（接触与非接触）的特点、应用场合； 2、掌握热电偶测温原理、种类、特点、适用范围，冷端处理原因、方法； 3、掌握热电阻（铂和铜）测温原理、特点、适用范围；了解接线方式； 4、掌握负温度系数热敏电阻的热电特性、测温原理、特点、适用范围； 5、能选用合适的测温传感器设计温度检测和超温报警系统。 一 名词解释 1）温标 2）辐射温度计 3）热电效应 4）中间导体定律 5）标准电极定律 6）热电堆 7）热电阻效应 8）电阻温度系数 二 填空题 1、国际上建立的温标有_、_、_、_ 等几种。 2、温度的测量方法可以分为_和_两大类。 3、比较常见的辐射温度计有_、_、_、 _、_等几种。 4、可用于温度测量的传感器有_、_、_、_、_、 _、_、_、_、_，其中热电式传感器有_、 _、_。 5、热电偶测温是基于_，其回路中产生的热电动势由_和 _两部分组成，其大小仅与两热电极的_和_有关，而 与热电极的_无关。它实质上是一种将_能转换为 _能的能量转换型传感器。 6 、 热 电偶 能够 测 温的 两 个必 要 条件 是 _ 和 _。 7、热电偶有两个电极。测温时，置于被测温度场中的接点称为_（又称_或 _）；置于恒定温度场中的接点称为_（又称_或_）。 8、为使热电势与被测温度间呈单值函数关系，需把热电偶冷端的温度_。 9 、 根 据 中 间 导体 定 律 ， 当用 仪 表 在 热电 偶 输 出 端测 量 其 热 电势 时 ， 若 保 证
2 _，则引入的导线和仪表对测量结果没有影响。 10、热电偶有三种常用结构，即_、_和_；为适应不 同的测温要求和使用条件，常制成_、_、_形式。 11、工业上常用的棒型热电偶通常由_、_、_、_等部分组成。 为了防止有害介质侵蚀热电极，在工业上使用的热电偶一般都有_。 12、标准化热电偶国家已定型批量生产，同一型号的热电偶具有良好的_，有统一 的_，并有与之配套的记录和显示仪表。 13、热电偶主要用来_，与其配套的仪表有_、_、 _、_及_等。 14、工业上常用的金属热电阻材料有_、_；在低温和超低温技术领域，也 常用_热电阻。 15、工业用铂电阻主要有_、_两种结构形式；铜电阻通常制成 _形式； 16、我国定型生产的铂热电阻的符号为_，其标准分度表规定的使用温度范围从 _到_；定型生产的铜热电阻的符号为_，其标准分度表规定 的使用温度范围从_到_。 17、目前我国生产两种初始电阻值分别为 R0=_与 R0=_的铂热电阻，对应的 分度号分别为_与_；两种初始电阻值分别为 R0=_与 R0=_的铜热 电阻，对应的分度号分别为_与_。 18、用热电阻测温时，经常使用_为测量电路。热电阻与测量电路的接线方法 有_、_和_。前两种方法用于_测量中，后一种方法 用于_和_。 19、热电阻流量计是根据物理学中_现象制成的，用它可 以测量介质的_和_。 20、热敏电阻有三种类型即_、_、_；一般用于测 温、控温的是_型；有_、_两种结构形式。 21、热敏电阻的非线性表现在_。 22、利用热敏电阻测温、控温或温度补偿时，_要小，使其工作在伏安特性曲线 的_区段，从而保证热敏电阻的阻值变化与_有关。 23、热电阻与热敏电阻的显著差别在于热电阻的电阻率随温度升高而_，热敏 电阻的电阻率随温度升高而_（少数除外）
3 三 选择题 1、华氏温标把水的沸点定为_Ｆ。 Ａ）112 Ｂ）212 Ｃ）312 2、摄氏温度 100℃等同于开尔文温度_K A）173 B）273 Ｃ）373 3、铂电阻比铜电阻测温精度_。 A）高 B）低 C）差不多 4、工业上最常见的铂电阻的公称电阻值是_。 A）50 B）100 C）150 5、工业上最常见的铜电阻的公称电阻值是_。 A）50 B）100 C）150 6、用在医学上测体温的传感器一般选用_。 A）热敏电阻 B）铂电阻 C）铜电阻 7、在家用电器中，一般用作超温报警的感温元件是_。 A）热敏电阻 B）铂电阻 C）铜电阻 D）热电偶 8、工业企业管道蒸汽的温度检测一般采用_。 A）热敏电阻 B）铂电阻 C）铜电阻 D）热电偶 9、热响应时间最短的是_。 A）热敏电阻 B）铂电阻 C）铜电阻 10、通常可用_温度计作为基准器。 A）热敏电阻 B）铂电阻 C）铜电阻 11、在电子仪表中用来进行温度补偿的是_。 A）热敏电阻 B）铂电阻 C）铜电阻 12、_热电偶可作基准热电偶。 A）镍铬-镍硅 B）镍铬-考铜 C）铂铑-铂 D）铂铑-铂铑 13、在工业生产中最常用的是_热电偶。 A）镍铬-镍硅 B）镍铬-考铜 C）铂铑-铂 D）铂铑-铂铑 14、短期测温最高的是_热电偶。 A）镍铬-镍硅 B）镍铬-考铜 C）铂铑-铂 D）铂铑-铂铑 15、测温低且范围窄的是_热电偶。 A）镍铬-镍硅 B）镍铬-考铜 C）铂铑-铂 D）铂铑-铂铑
4 16、适用于还原性介质中测温的是_热电偶。 A）镍铬-镍硅 B）镍铬-考铜 C）铂铑-铂 D）铂铑-铂铑 17、温度范围是_℃时，不能选用铂电阻来测量。 A）−1500 B）50600 C）1001000 18、温度范围是_℃时，一般选用铜电阻来测量。 A）−1500 B）−50150 C）50600 19、温度范围是_℃时，一般选用热敏电阻来测量。 A）−1500 B）−10300 C）50600 20、温度范围是_℃时，一般选用热电偶来测量。 A）−1500 B）0150 C）6001200 四 判断题 1、温度是物体内部大量分子热运动的总体表现。 （ ） 2、温度愈高，物体内部分子运动的平均动能也愈大。 （ ） 3、铜热电阻具有负的电阻温度系数，即温度升高，电阻值下降。 （ ） 4、热敏电阻具有正的电阻温度系数，即温度升高，电阻值也升高。 （ ） 5、热电阻是线性测量元件，热敏电阻是非线性测量元件。 （ ） 6、铂电阻在氧化性和还原性介质中其物理、化学性质都很稳定。 （ ） 7、热电阻的电阻值与温度之间是单值函数关系。 （ ） 8、热电阻的公称电阻值是在 10℃测定的。 （ ） 9、标准或实验室用铂电阻采用三线制。 （ ） 10、在任何条件下，热电偶回路中的热电动势与温度成单值函数关系。 （ ） 11、热电偶的热电势与温度之间的关系是线性的。 （ ） 11、由同一材料构成的热电偶，只要两接点温度不同就会形成热电势。 （ ） 12、在热电偶回路中接入电压表要影响热电势，故需采取补偿措施。 （ ） 13、热电偶的两根金属丝不分极性。 （ ） 14、为了增加热电势，常将数个热电偶并联起来使用。 （ ） 15、冷端温度的改变对热电偶测温的结果没有影响。 （ ） 16、可将交流电压表直接连在热电偶的输出端来测量其输出电压。 （ ） 五 问答题 1、摄氏温标、华氏温标、热力学温标、国际实用温标是怎样建立的？如何换算？
5 2、接触法测温的工作机理是什么？其基本工作原理（温度计）有哪些？有哪些优缺点？ 适用于什么场合？ 3、非接触法测温的工作机理是什么？其基本工作原理（温度计）有哪些？有哪些优缺点？ 适用于什么场合？ 4、简述热电偶测温原理及热电偶回路的几个结论。 5、热电偶的中间导体定律和标准电极定律有什么实用意义？ 6、热电偶测温为什么要进行冷端处理？冷端温度补偿的方法有哪些？简述补偿原理。 7、为什么在热电偶与指示仪表之间可以连接较长的导线？为了保证测量精度对热电偶测 温系统有什么具体要求？ 8、热电偶与热电阻在测量回路中接法有什么不同？为什么？ 9、将热电偶的热电动势（弱直流电动势信号）进行放大与传输的关键是什么？ 10、制造热电阻和热敏电阻的材料应具备那些特点？常用热电阻和热敏电阻材料有哪些？ 11、铂电阻和铜电阻各有什么优缺点？各自的适用范围是什么？ 12、用热电阻传感器进行测温时，经常采用哪种测量线路？热电阻与测量线路有几种连 接方式？通常采用哪种连接方式？为什么？ 13、半导体热敏电阻有哪些优缺点？可用于哪些场合？ 14、试比较热电阻、热敏电阻、热电偶三种测温传感器的特点，如何正确选用？ 15、热电偶、热电阻传感器的安装原则是什么？如何正确安装？为什么热电阻在管路上 安装时的插入深度要求比热电偶长得多？ 六 设计题 1、请选用合适的测温元件组成一套医学用体温计。画出电路图，简述测温原理。 2、请选用合适的测温元件组成一套火灾报警系统。画出电路图，简述报警原理。 要求：有复位、灵敏度（报警点）可调、声光报警等项功能。 3、为实现高效率、高精度和低成本的车削（铣削、磨削）加工，对于切削热的发生机理、 切削温度的分布规律进行研究是非常必要的。试选用合适的测温传感器对机床车削（铣 削、磨削）温度进行测量，要求画出工作示意图，说明测温原理。 4、有一温室大棚，为使作物有适宜的生长环境，需调节其室内温度，并保持基本恒温。 请选用合适的测温传感器组成一套自动控温系统。画出系统示意图，控制电路图，简 述控制原理，要求控制温度可调