一、溫度測量的基本概念 
　溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量而用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)（零點(diǎn)）和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)和國際實(shí)用溫標(biāo)。 
　華氏溫標(biāo)（oF）規(guī)定：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為32度水的沸點(diǎn)為212度中間劃分180等分每第分為報(bào)氏1度符號為oF。 
　攝氏溫度（℃）規(guī)定：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為0度水的沸點(diǎn)為100度中間劃分100等分每第分為報(bào)氏1度符號為℃。 
　熱力學(xué)溫標(biāo)又稱開爾文溫標(biāo)或稱絕對溫標(biāo)它規(guī)定分子運(yùn)動停止時(shí)的溫度為絕對零度記符號為K。 
  國際實(shí)用溫標(biāo)是一個(gè)國際協(xié)議性溫標(biāo)它與熱力學(xué)溫標(biāo)相接近而且復(fù)現(xiàn)精度高使用方便。目前國際通用的溫標(biāo)是1975年第15屆國際權(quán)度大會通過的《1968年國際實(shí)用溫標(biāo)-1975年修訂版》記為：IPTS-68（Rev-75）。但由于IPTS-68溫示存在一定的不足國際計(jì)量委員會在18屆國際計(jì)量大會第七號決議授權(quán)予1989年會議通過了1990年國際溫標(biāo)ITS-90，紅外熱像儀ITS-90溫標(biāo)替代IPTS-68。我國自1994年1月1日起全面實(shí)施ITS-90國際溫標(biāo)。 
　1990年國際溫標(biāo)（ITS-90）簡介如下。 
1．溫度單位 
  熱力學(xué)溫度（符號為T）是基本功手物理量它的單位為開爾文（符號為K）定義為水三相點(diǎn)的熱力學(xué)溫度的1/273.16。由于以前的溫標(biāo)定義中使用了與273.15K（冰點(diǎn)）的差值來表示溫度因此現(xiàn)在仍保留這各方法。 
根據(jù)定義攝氏度的大小等于開爾文溫差亦可以用攝氏度或開爾文來表示。 
國際溫標(biāo)ITS-90同時(shí)定義國際開爾文溫度(符號為T90)和國際攝氏溫度(符號為t90) 
2．國際溫標(biāo)ITS-90的通則 
  ITS-90由0.65K向上到普朗克輻射定律使用單色輻射實(shí)際可測量的最高溫度。ITS-90是這樣制訂的即在全量程中任何溫度的T90值非常接近于溫標(biāo)采納時(shí)T的最佳估計(jì)值與直接測量熱力學(xué)溫度相比T90的測量要方便得多而且更為精密，并具有很高的復(fù)現(xiàn)性。 
3． ITS-90的定義 
  第一溫區(qū)為0.65K到5.00K之間, T90由3He和4He的蒸氣壓與溫度的關(guān)系式來定義。 
  第二溫區(qū)為3.0K到氖三相點(diǎn)(24.5661K)之間T90是用氦氣體溫度計(jì)來定義. 
  第二溫區(qū)為平衡氫三相點(diǎn)(13.8033K)到銀的凝固點(diǎn)(961.78℃)之間,T90是由鉑電阻溫度計(jì)來定義.它使用一組規(guī)定的定義固定點(diǎn)及利用規(guī)定的內(nèi)插法來分度. 
  銀凝固點(diǎn)(961.78℃)以上的溫區(qū),T90是按普朗克輻射定律來定義的,復(fù)現(xiàn)儀器為光學(xué)高溫計(jì). 
二、溫度測量儀表的分類 
　溫度測量儀表按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。通常來說接觸式測溫儀表測溫儀表比較簡單、可靠測量精度較高；但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交金剛幫需要一定的時(shí)間才能達(dá)到熱平衡所以存在測溫的延遲現(xiàn)象同時(shí)受耐高溫材料的限制不能應(yīng)用于很高的溫度測量。非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的測溫元件不需與被測介質(zhì)接觸測溫范圍廣不受測溫上限的限制也不會破壞被測物體的溫度場反應(yīng)速度一般也比較快；但受到物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響其測量誤差較大。 
三、熱電偶 
　熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是： 
  ①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸不受中間介質(zhì)的影響。 
  ②測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量某些特殊熱電偶最低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻）最高可達(dá)+2800℃（如鎢-錸）。 
  ③構(gòu)造簡單使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成而且不受大小和開頭的限制外有保護(hù)套管用起來非常方便。．  
熱電偶測溫基本原理 ：  
1.將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體和焊接起來構(gòu)成一個(gè)閉合回路如圖所示。當(dāng)導(dǎo)體和的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在 回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。  
2．熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成 （1）熱電偶的種類   常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶它 有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標(biāo)準(zhǔn) 化熱電偶一般也沒有統(tǒng)一的分度表主要用于某些特殊場合的測量。 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶  我國從1988年1月1日起熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)并指定S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。 (2)熱電偶的結(jié)構(gòu)形式 為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作對它的結(jié)構(gòu)要求如下： ①組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固； ; ② 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣以防短路； ③ 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠； 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。  
3．熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償 由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時(shí)）而測溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)為了節(jié)省熱電偶材料降低成本通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷 端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)連接到儀表端子上。必須指出熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響不起補(bǔ)償作用。因此還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對測溫的影響。 在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號相配極性不能接錯(cuò)補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。 四、熱電阻 
　　熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點(diǎn)是測量精度高性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。 
1．熱電阻測溫原理及材料 
　　熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。 
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)在已開始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。 
2．熱電阻的結(jié)構(gòu) 
（1）精通型熱電阻 工業(yè)常用熱電阻感溫元件（電阻體）的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)見表2-1-11。從熱電阻的測溫原理可知被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的因此熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制有關(guān)具體內(nèi)容參見本篇第三章第一節(jié). 
（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)體如圖2-1-7所示它的外徑一般為φ2~φ8mm最小可達(dá)φmm。 
與普通型熱電阻相比它有下列優(yōu)點(diǎn)：①體積小內(nèi)部無空氣隙熱慣性上測量滯后小；②機(jī)械性能好、耐振抗沖擊；③能彎曲便于安裝④使用壽命長。 
（3）端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制緊貼在溫度計(jì)端面其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。它與一般軸向熱電阻相比能更正確和快速地反映被測端面的實(shí)際溫度適用于測量軸瓦和其他機(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)場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場所的溫度測量。 
3．熱電阻測溫系統(tǒng)的組成 
　熱電阻測溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點(diǎn)： 
①熱電阻和顯示儀表的分度號必須一致 
②為了消除連接導(dǎo)線電阻變化的影響必須采用三線制接法。具體內(nèi)容參見本篇第三章。 
（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)體如圖2-1-7所示它的外徑一般為φ2~φ8mm最小可達(dá)φmm。 
與普通型熱電阻相比它有下列優(yōu)點(diǎn)：①體積小內(nèi)部無空氣隙熱慣性上測量滯后��；②機(jī)械性能好、耐振抗沖擊；③能彎曲便于安裝④使用壽命長。 
（3）端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制緊貼在溫度計(jì)端面其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。它與一般軸向熱電阻相比能更正確和快速地反映被測端面的實(shí)際溫度適用于測量軸瓦和其他機(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 
　　電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長短而影響電阻值為此更換新的電阻體為好若采用焊接修理焊后要校驗(yàn)合格后才能使用�！�