第章温度测量技术ppt课件

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1、第第4 4章章 温度及温度场测试技术温度及温度场测试技术 温度是表征物体冷热程度的状态参数，而物体的冷热程度又是温度是表征物体冷热程度的状态参数，而物体的冷热程度又是由物体内部分子热运动的激烈程度，即分子的平均能作所决定。由物体内部分子热运动的激烈程度，即分子的平均能作所决定。严格地说，温度是物体分子运动平均动能大小的标志。只有从严格地说，温度是物体分子运动平均动能大小的标志。只有从热力学第零定律出发，才能得到热力学第零定律出发，才能得到温度温度和和绝对温度绝对温度的概念以及计量温的概念以及计量温度的方法。度的方法。热力学第零定律热力学第零定律-热平衡定律：如果热平衡定律：如果两个两个热力学系

2、统中的热力学系统中的每一个都与三个每一个都与三个热热力学系统处于力学系统处于热平衡热平衡，则它们也必定处于热平衡。从热力学第零定律出发，我们，则它们也必定处于热平衡。从热力学第零定律出发，我们可以知道，处在相互热平衡状态的物体必然具有某一共同的物理性质。表征这个可以知道，处在相互热平衡状态的物体必然具有某一共同的物理性质。表征这个物理性质的量就是温度。物理性质的量就是温度。温度概念温度概念的的建立建立和温度的和温度的定量测量定量测量都是以都是以热平衡现象为基础热平衡现象为基础的。的。温度决定一系统是否与其它系统处于热平衡的温度决定一系统是否与其它系统处于热平衡的宏观性质宏观性质，其特征在，其特

3、征在于一切于一切互为热平衡的系统互为热平衡的系统都具有都具有相同的温度相同的温度。什么叫什么叫热平衡热平衡？假设两个热力学系统，原告各自处在一？假设两个热力学系统，原告各自处在一定的平衡态，现在让它们定的平衡态，现在让它们互相接触互相接触，经过一段时间后两个系，经过一段时间后两个系统的状态不再发生变化，达到一个共同的统的状态不再发生变化，达到一个共同的平衡平衡态，这种平衡态，这种平衡态是两个系统发生传热的条件下达到的，所以叫热平衡。态是两个系统发生传热的条件下达到的，所以叫热平衡。（4-14-1）绝对温度概念绝对温度概念作了经典解释。式中，作了经典解释。式中，是体系的绝对温是体系的绝对温度的度

4、量，度的度量，k k是玻尔兹曼常数，是玻尔兹曼常数，f f为自由度，为体系的平均能为自由度，为体系的平均能量，量，E E0 0为基态能。通常体系的绝对温度为正，为基态能。通常体系的绝对温度为正，00，或，或k0k0。由式（由式（4-14-1）可知，对于绝对温度为）可知，对于绝对温度为T T的体系，数值的体系，数值kTkT大致等大致等于体系在每个自由度上的平均能量（超过基态能的能量）。于体系在每个自由度上的平均能量（超过基态能的能量）。T T与体系的平均能量有关，而不是和体系中某个粒子的能量有与体系的平均能量有关，而不是和体系中某个粒子的能量有关。关。fEEkT01 “温标温标”-“-“温度标尺

5、温度标尺”：为了确定温度的数值，首先要建为了确定温度的数值，首先要建立一个衡量温度的标度，温标规定了温度的读数立一个衡量温度的标度，温标规定了温度的读数起点（零点）起点（零点）和测和测量温度的量温度的基本单位基本单位。1 1、摄氏温标、摄氏温标摄氏温标和华氏温标都市是根据水银受热后体积膨胀的性质建立摄氏温标和华氏温标都市是根据水银受热后体积膨胀的性质建立起来的。摄氏温标起来的。摄氏温标规定标准大气压下纯水的冰融点为规定标准大气压下纯水的冰融点为0 0度，水沸点度，水沸点为为100100度，度，中间等分中间等分100100格，每格为摄氏格，每格为摄氏1 1度，符号为度，符号为。2 2、华氏温标、

6、华氏温标 华氏温标规定标准大气压下纯水的华氏温标规定标准大气压下纯水的冰融点为冰融点为32度，水沸点为度，水沸点为212度，度，中间等分中间等分180格，每格为华氏格，每格为华氏1度，符号为度，符号为0F，它与摄氏温标的，它与摄氏温标的关系如下式所示：关系如下式所示：（4-2）式中式中 C 和和 F 分别代表摄氏和华氏的温度值。分别代表摄氏和华氏的温度值。)32(95 FC 由于没有一种物质的物理性质与温度呈线性关系，由于没有一种物质的物理性质与温度呈线性关系，所以测得温所以测得温度的数值都与温度计所采用的物质性质有关，如与水银纯度、玻璃度的数值都与温度计所采用的物质性质有关，如与水银纯度、玻

7、璃管材料等因素有关，这样就不能保证世界各国所采用的基本测温单管材料等因素有关，这样就不能保证世界各国所采用的基本测温单位（度）完全一致。位（度）完全一致。3 3、热力学温标、热力学温标 热力学温标又称开氏温标（热力学温标又称开氏温标（K）或绝对温标，它是根据卡诺循）或绝对温标，它是根据卡诺循环建立起来的，在卡诺循环中：环建立起来的，在卡诺循环中：上式表示工质在温度上式表示工质在温度T1时吸收热量时吸收热量Q1，而在温度，而在温度T2时向低温时向低温热源放出热量热源放出热量Q2，如果指定了一个定点，如果指定了一个定点T2的数值，就可以由热量的的数值，就可以由热量的比例求得未知量比例求得未知量T1

8、，由于上述方程式与工质本身的种类和性质无关，由于上述方程式与工质本身的种类和性质无关，因而避免了分度的，因而避免了分度的“任意性任意性”。但是卡诺循环实际上是不存在的，实践中要用这原理建立温标但是卡诺循环实际上是不存在的，实践中要用这原理建立温标是不可能的，人们发现理想气体的压力是不可能的，人们发现理想气体的压力P、体积体积V和温度和温度T之间有如之间有如下的关系：下的关系：2211TQTQ 恒恒量量 TPV 理想气体温标与热力学温标是互相一致的（只要选择同样的定理想气体温标与热力学温标是互相一致的（只要选择同样的定点和原位），可借助于气体温度计来实现热力学温标（对于一定质点和原位），可借助于

9、气体温度计来实现热力学温标（对于一定质量的气体，当体积保持不变时，压力就与温度成正比，这样就可以量的气体，当体积保持不变时，压力就与温度成正比，这样就可以按气体压力的变化来测量温度，这种温度计叫做气体定容温度计，按气体压力的变化来测量温度，这种温度计叫做气体定容温度计，也可制做定压温度计）。也可制做定压温度计）。由于由于理想气体理想气体是不存在的，我们可以用某些在性质上是不存在的，我们可以用某些在性质上接近接近理想气理想气体的真实气体（氢、氦和氨）来作温度计，并根据热力学第二定律体的真实气体（氢、氦和氨）来作温度计，并根据热力学第二定律得出对这种气体温度计的读数修正值，这就在实践中制定了热力学

10、得出对这种气体温度计的读数修正值，这就在实践中制定了热力学温标。温标。然而，气体温度计本身非常复杂笨重，读数又非常迟缓，同时由然而，气体温度计本身非常复杂笨重，读数又非常迟缓，同时由于受到容器本身耐热性和气密性的限制，测量上限只能达到于受到容器本身耐热性和气密性的限制，测量上限只能达到1500左右，因此用气体温度计来复现热力学温标是不方便的，在工业上左右，因此用气体温度计来复现热力学温标是不方便的，在工业上更是不可能的。更是不可能的。为了克服气体温度计的缺点，便于温度的实际测量，于是就采用了协议性为了克服气体温度计的缺点，便于温度的实际测量，于是就采用了协议性的国际实用温标。它自的国际实用温标

11、。它自19271927年开始建立，几经修改，最近一次定名为年开始建立，几经修改，最近一次定名为19901990年国际年国际实用温标（实用温标（ITS-90ITS-90），它于），它于19901990年元旦开始实施。年元旦开始实施。19901990年国际实用温标年国际实用温标,代号为代号为（ITS-90ITS-90）。）。它不仅与热力学温标相接近，而且复现准确度高，使用方便。它不仅与热力学温标相接近，而且复现准确度高，使用方便。4 4、国际实用温标、国际实用温标ITS-90ITS-90简介简介（一）温度及其表示方法（一）温度及其表示方法 最新的是最新的是19901990年国际实用温标（年国际实用

12、温标（ITS-90ITS-90），它于），它于19901990年元旦开始实施。国年元旦开始实施。国际实用温标规定以热力学温度为基本温度，符号为际实用温标规定以热力学温度为基本温度，符号为T90T90，单位为开尔文，符号为，单位为开尔文，符号为K K，它规定它规定水三相点热力学温度为水三相点热力学温度为273.16K273.16K，定义定义1K1K等于水三相点温度的等于水三相点温度的1/273.161/273.16。国际实用开尔文温度和摄氏温度的关系为国际实用开尔文温度和摄氏温度的关系为 t=t=（T90-273.15T90-273.15）（4-54-5）（二）国际实用温标（二）国际实用温标IT

13、S-90的主要内容是：的主要内容是：用用1717个定义基准点，它包括个定义基准点，它包括1414个高纯物质的三相点、熔点和凝固点以及个高纯物质的三相点、熔点和凝固点以及3 3个用蒸汽温度计或气体温度计测定的温度点。从而保证了基准温度的客观性。个用蒸汽温度计或气体温度计测定的温度点。从而保证了基准温度的客观性。规定了不同温度区域内复现热力学温标的基准仪器。规定了不同温度区域内复现热力学温标的基准仪器。例如，从例如，从0.65K0.65K到到5.0K5.0K之间采用之间采用3He3He或或 4He4He蒸汽压温度计作为内蒸汽压温度计作为内插仪器；从插仪器；从3.0K3.0K到到24.5561K24

14、.5561K之间采用之间采用3He3He或或 4He4He定容气体温度计作定容气体温度计作为内插仪器；从为内插仪器；从13.8033K13.8033K到到1234.93K1234.93K之间采用铂电阻温度计作为内之间采用铂电阻温度计作为内插仪器；插仪器；961.78K961.78K以上的温区采用的内插仪器用光电（光学）高温以上的温区采用的内插仪器用光电（光学）高温计。计。建立了基准仪器的示值与国际温标温度之间关系的插补公式和偏建立了基准仪器的示值与国际温标温度之间关系的插补公式和偏差函数，从而使连续测温成为可能。差函数，从而使连续测温成为可能。对国际实用温标对国际实用温标ITS-90ITS-9

15、0的进一步了解，可参阅有关的专门资料。的进一步了解，可参阅有关的专门资料。5 5、温度标准的传递、温度标准的传递 温标的传递温标的传递一般说包括一般说包括两个方面两个方面，一是，一是生产中对各测温仪表生产中对各测温仪表的的分度，把分度，把标准传递到测温仪表标准传递到测温仪表；其次是对；其次是对使用中或修理后使用中或修理后的测温仪的测温仪表的检定，通过检定才能保证仪表的准确可靠。表的检定，通过检定才能保证仪表的准确可靠。国际实用温标有关的基准仪器都是由国家规定的机构（中国计国际实用温标有关的基准仪器都是由国家规定的机构（中国计量科学研究院）保存，并通过省市计量机构传递下去。为了把温度量科学研究院

16、）保存，并通过省市计量机构传递下去。为了把温度的的正确数值传递到实用的测量仪表，需要按某一个传递系统进行，正确数值传递到实用的测量仪表，需要按某一个传递系统进行，其传递关系如下：其传递关系如下：温度基准仪器传递系统框温度基准仪器传递系统框 IPTS定义基准点定义基准点基准基准温度计温度计一等标准一等标准温度计温度计第二类辅第二类辅助平衡助平衡温度计温度计三等标准三等标准温度计温度计二等标准二等标准温度计温度计实验室实验室仪仪 表表工工业业用用仪仪表表4.1.3 温度测量的机理与方法温度测量的机理与方法 温度不能直接加以测量，只能借助于冷热不同的物体之间的热交温度不能直接加以测量，只能借助于冷热

17、不同的物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性来加以换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性来加以间接测量。间接测量。物质的某些物理量，如体积、密度、硬度、粘度、弹性物质的某些物理量，如体积、密度、硬度、粘度、弹性模数、破坏强度、导电率、导热率、热容量、热电势、热电阻和辐模数、破坏强度、导电率、导热率、热容量、热电势、热电阻和辐射强度等均随温度变化而变化。射强度等均随温度变化而变化。而且，而且，在一定条件下，这些物理量在一定条件下，这些物理量的每一个数值都对应着一定的温度。如果事先知道它偏与温度的对的每一个数值都对应着一定的温度。如果事先知道它偏与温度的对

18、应关系，那么，便可通过测量这些物理量来达到测温的目的。应关系，那么，便可通过测量这些物理量来达到测温的目的。同时，同时，并且是至关重要的一点是希望用以判断物体温度变化的那一物理性并且是至关重要的一点是希望用以判断物体温度变化的那一物理性质能连续地单值地随温度变化而变化，与其它因素无关，并且便于质能连续地单值地随温度变化而变化，与其它因素无关，并且便于精确测量。选择这一物理性质的工作是件复杂而困难的工作。精确测量。选择这一物理性质的工作是件复杂而困难的工作。1、较为成熟的测温方法、较为成熟的测温方法（一）利用物体热胀冷缩的物理性质测量温度。（一）利用物体热胀冷缩的物理性质测量温度。利用固体的热胀

19、冷缩现象制成的双金属片温度计和利用液体的热胀利用固体的热胀冷缩现象制成的双金属片温度计和利用液体的热胀冷缩现象制成的玻璃受水银温度计和酒精温度计。这类温度计结构冷缩现象制成的玻璃受水银温度计和酒精温度计。这类温度计结构简单，价格低廉，温度测量范围常用于简单，价格低廉，温度测量范围常用于-200700之间。利用气之间。利用气体的热膨胀冷缩现象制成的压力表式温度计，具有结构简单，具有体的热膨胀冷缩现象制成的压力表式温度计，具有结构简单，具有防爆性，防震性，可运距离传示。但准确度较低，滞后性较大，防爆性，防震性，可运距离传示。但准确度较低，滞后性较大，常用测量范围常用测量范围0300之间。之间。（二

20、）利用物体的热电效应测量物体的温度。（二）利用物体的热电效应测量物体的温度。两种不同的金属导体组成闭合回路时，当两接点温度不同时，回两种不同的金属导体组成闭合回路时，当两接点温度不同时，回路内就产生热电势，利用物体的这种热电性质，将感受到的被测物路内就产生热电势，利用物体的这种热电性质，将感受到的被测物体的温度转换或热电势作为信号输出。如热电偶温度计，它测量准体的温度转换或热电势作为信号输出。如热电偶温度计，它测量准确度高，能远距离传送，常用于测量确度高，能远距离传送，常用于测量-1001800范围内的温范围内的温度，是目前温度测量中应用最广泛的温度计之一。度，是目前温度测量中应用最广泛的温度

21、计之一。（三）利用物体的导电率随温度变化而变化来测量温度。（三）利用物体的导电率随温度变化而变化来测量温度。电阻温度计就是利用这一性质达到测温后的目的。电阻温度计就是利用这一性质达到测温后的目的。（四）利用物质的辐射强度随温度变化而变化来测量温度四）利用物质的辐射强度随温度变化而变化来测量温度。2、正在研究发展的测温方法、正在研究发展的测温方法（一）利用某些物质的（一）利用某些物质的介电常数介电常数在某个范围在某个范围与温度相关与温度相关测量温度。测量温度。（二）利用载流（二）利用载流电子的布朗运动电子的布朗运动产生的产生的随机电压随机电压测量物体的温度。测量物体的温度。（三）利用压电石英的（

22、三）利用压电石英的自然振动频率自然振动频率与与温度温度有关来测量温度。有关来测量温度。石英温度计就是利用这一性质达到测温的目的，实验发现，石英石英温度计就是利用这一性质达到测温的目的，实验发现，石英的共振频率与温度有关。在的共振频率与温度有关。在250的温度范围内，石英的共振频的温度范围内，石英的共振频率以率以1000HZ/K随温度呈成线性变化。所以石英温度计，即可用于随温度呈成线性变化。所以石英温度计，即可用于高精度的温度测量，又可作为标准温度计进行温度基准传递，也高精度的温度测量，又可作为标准温度计进行温度基准传递，也可在现场稳态条件下进行精密测温和控温。可在现场稳态条件下进行精密测温和控

23、温。（四）利用物质的（四）利用物质的磁化强度与所施加磁场的比值磁化强度与所施加磁场的比值与与温度温度成反比来测成反比来测量温度。量温度。顺磁温度计是基于顺磁盐的磁化率与热力学温度有关的原理研顺磁温度计是基于顺磁盐的磁化率与热力学温度有关的原理研制而成的。使用方法是在互感电桥的线圈之间放置一个合适的材料制而成的。使用方法是在互感电桥的线圈之间放置一个合适的材料样品，样品与所关心的介质有很好的热接触，在达到样品，样品与所关心的介质有很好的热接触，在达到4.2K温度时很温度时很有效，并用于太空中的测量。有效，并用于太空中的测量。（五）利用（五）利用声速与气体静态温度的热力学关系式声速与气体静态温度的

24、热力学关系式来测量温度。来测量温度。声速温度计基于这一原理用于测量流体或固体表面温度，传统上声速温度计基于这一原理用于测量流体或固体表面温度，传统上用于低温用于低温2.530K的温度测量。目前发展至用于高达的温度测量。目前发展至用于高达1000的温度的温度测量，用于探测海洋温度变化，通过接收跨海洋盆地传播的低频声测量，用于探测海洋温度变化，通过接收跨海洋盆地传播的低频声音，于音，于100HZ来测量温度。来测量温度。此外还有其它的测温方法，如此外还有其它的测温方法，如超声波技术、激光技术、射流技术、超声波技术、激光技术、射流技术、微波技术、热成象测量技术，液品技术等等用于测量温度。微波技术、热成

25、象测量技术，液品技术等等用于测量温度。本课程本课程主要着重介绍以热电偶温度计为代表的接触式温度计和用辐射学方主要着重介绍以热电偶温度计为代表的接触式温度计和用辐射学方法测量温度的的温度计，并重点介绍用接触式感温元件测量温度的法测量温度的的温度计，并重点介绍用接触式感温元件测量温度的技术手段与方法。技术手段与方法。3、以测温方法分类的温度计、以测温方法分类的温度计根据温度计测温方法的不同，可把温度计分为两类根据温度计测温方法的不同，可把温度计分为两类：（一）接触式测温：（一）接触式测温：测温要求感温元件浸入被测介质或以被测物体测温要求感温元件浸入被测介质或以被测物体直接接触的测温方法。如水银玻管

26、温度计、热电偶及热电阻温度计直接接触的测温方法。如水银玻管温度计、热电偶及热电阻温度计等。接触式测温时，从根本上说，温度计指示的温度只是感温元件等。接触式测温时，从根本上说，温度计指示的温度只是感温元件本身的温度。例如热电偶所测到的温度只是其热接点的温度。通本身的温度。例如热电偶所测到的温度只是其热接点的温度。通常，常，人们将感温部的温度就当做被测对象的温度。例如，水银温度计指人们将感温部的温度就当做被测对象的温度。例如，水银温度计指示示100100时，只表明温度计感温包的温度为时，只表明温度计感温包的温度为100100，然而我们需要的，然而我们需要的却是被测对象的温度，于是就有这样一个问题，

27、被测温度能否用温却是被测对象的温度，于是就有这样一个问题，被测温度能否用温度计的指示温度来表示呢？根据达到热平衡的诸物体具有相同温度度计的指示温度来表示呢？根据达到热平衡的诸物体具有相同温度的原理，只要温度计与被测介质之间的热交换达到平衡，则温度计的原理，只要温度计与被测介质之间的热交换达到平衡，则温度计的示值便可以用表示被测温度。不过在工程测量中，这不过是一种的示值便可以用表示被测温度。不过在工程测量中，这不过是一种近似。绝大多数情况下，接触式感温元件与被测介质之间一是来不近似。绝大多数情况下，接触式感温元件与被测介质之间一是来不及达到热平衡。因为被介质的温度是随时间变化的，二是被测介质及达

28、到热平衡。因为被介质的温度是随时间变化的，二是被测介质不单与感温元件进行热交换，还与其它部件进行热交换，因而此时不单与感温元件进行热交换，还与其它部件进行热交换，因而此时的的“热平衡热平衡”是近似的。所以必须从方法和手段上解决用接触式感是近似的。所以必须从方法和手段上解决用接触式感温元件测温的误差问题。温元件测温的误差问题。（二）非接触式测温：（二）非接触式测温：非接触式测温感温元件与被测对象还有直接接触。用这种方法测温非接触式测温感温元件与被测对象还有直接接触。用这种方法测温时，不会破坏被测对象的温度场，进而消除了由接触被测介质带来时，不会破坏被测对象的温度场，进而消除了由接触被测介质带来的

29、一系列造成温度场畸变的因素，可实现远距离测量。的一系列造成温度场畸变的因素，可实现远距离测量。4、以输出量性质分类的测温方法、以输出量性质分类的测温方法 在温度测量中，为了达到测量的目的，需要对温度量进行测温在温度测量中，为了达到测量的目的，需要对温度量进行测温变换，所谓测量变换就是将一个物理量的大小去反映另一个与之有变换，所谓测量变换就是将一个物理量的大小去反映另一个与之有函数关系的理量的大小。目前常见的温度测量变换分为以下函数关系的理量的大小。目前常见的温度测量变换分为以下三类：三类：（一）温度的力学测量方法（一）温度的力学测量方法 将温度信号变为水银玻管温度计或酒精温度计的液柱位移；将将

30、温度信号变为水银玻管温度计或酒精温度计的液柱位移；将温度信号变成金属片的膨胀位移的双金属片温度计；将温度信号变温度信号变成金属片的膨胀位移的双金属片温度计；将温度信号变成介质膨胀的压力式温度计等。这种将温度变化的输入量变换成成介质膨胀的压力式温度计等。这种将温度变化的输入量变换成力力学量：学量：位移、线位移、角位移等力学量输出称之谓温度和位移、线位移、角位移等力学量输出称之谓温度和力学测量力学测量方法。方法。（二）温度的电学测量方法（二）温度的电学测量方法 将温度信号变为热电偶温度计的将温度信号变为热电偶温度计的热电势输出热电势输出，将温度信号变换，将温度信号变换成测定成测定热电阻值热电阻值的

31、电阻温度计等。这种将温度变化的输入量变换成的电阻温度计等。这种将温度变化的输入量变换成电学量：热电势、热电阻等电学量输出称之谓温度的电学量：热电势、热电阻等电学量输出称之谓温度的电学测量方法电学测量方法。（三）温度的光学测量方法（三）温度的光学测量方法 工业测量中将温度信号变为光学量输出。测量气体发射或吸收工业测量中将温度信号变为光学量输出。测量气体发射或吸收辐射能的辐射能的光谱法光谱法；利用黑体辐射定律来测量不透明表面温度的光测；利用黑体辐射定律来测量不透明表面温度的光测高温法。如高温法。如红外热象仪红外热象仪在测量物体的表面温度时，就是利用在测量物体的表面温度时，就是利用“自然自然界中的一

32、切物体，只要其温度高于绝对零度时，就总会用外发射辐界中的一切物体，只要其温度高于绝对零度时，就总会用外发射辐射能射能”的原理。收集并探测这些辐射能，将输入的温度信号变成输的原理。收集并探测这些辐射能，将输入的温度信号变成输出的光学量，最后获得被测物体的温度示值。利用光线在通过不均出的光学量，最后获得被测物体的温度示值。利用光线在通过不均匀折射率场会发生弯曲的原理，将温度场的信号变为光线在空间变匀折射率场会发生弯曲的原理，将温度场的信号变为光线在空间变化的位置来测量及化的位置来测量及推算推算温度场变化的折射率法等等。这种将温度变温度场变化的折射率法等等。这种将温度变化的输入量变换成光学量做为输出

33、量的方法称之谓化的输入量变换成光学量做为输出量的方法称之谓温度的光学测量温度的光学测量方法。方法。4.2.1 4.2.1 玻璃管液体温度计玻璃管液体温度计 测量特点测量特点是测量准确、读数直观、结构简单、价格低廉、使用是测量准确、读数直观、结构简单、价格低廉、使用方便，因此应用十分广泛。其不足之处在于易碎、输出信号不能远方便，因此应用十分广泛。其不足之处在于易碎、输出信号不能远传和自动记录。传和自动记录。液体介质采用水银是因为水银不易氧化变液体介质采用水银是因为水银不易氧化变质，容易获得很高的测量精度，在相当大的温质，容易获得很高的测量精度，在相当大的温度范围内度范围内-38356保持液态，特

34、别是在保持液态，特别是在200以下，以下，-38356 其膨胀系数几乎和温度成其膨胀系数几乎和温度成线性关系，所以水银玻管温度计可作为精线性关系，所以水银玻管温度计可作为精密的标准温度计用于精密测量之用。密的标准温度计用于精密测量之用。玻璃管液体温度计在使用时应注意因玻璃玻璃管液体温度计在使用时应注意因玻璃的热胀冷缩引起的零点漂移。定期校验零的热胀冷缩引起的零点漂移。定期校验零点位置，避免由此带来的测量误差。点位置，避免由此带来的测量误差。4.2.2 4.2.2 双金属温度计双金属温度计 双金属温度计抗震性能好、双金属温度计抗震性能好、坚固耐用，但精度较低，一坚固耐用，但精度较低，一般等级为般

35、等级为1 12.52.5级。常用于级。常用于工业生产中。测温范围为工业生产中。测温范围为-60-60500500左右。左右。4.2.3 4.2.3 压力式温度计压力式温度计充以充以氮气氮气压力式压力式温度计其测温上温度计其测温上限可达限可达500，压力与温度的关压力与温度的关系系近似线性近似线性；若；若封闭系统中充进封闭系统中充进液体，称之为充液体，称之为充液式压力式温度液式压力式温度计。充液采用的计。充液采用的液体常用液体常用二甲苯、二甲苯、甲醇或丙酮甲醇或丙酮等。等。测温范围一般为测温范围一般为-40550，压力与温度的关系呈压力与温度的关系呈非线性非线性关系。压力式温度计精度关系。压力式

36、温度计精度较低，但使用简便，而且抗震动。常用在对温度波动范围不大的场较低，但使用简便，而且抗震动。常用在对温度波动范围不大的场合做监测使用。合做监测使用。将输入的温度信号变换电学量信号输出称之谓温度的电学测量方将输入的温度信号变换电学量信号输出称之谓温度的电学测量方法。常用的法。常用的电阻温度计电阻温度计与与热电偶温度计热电偶温度计温度测量的电学方法的典型温度测量的电学方法的典型代表。代表。4.3.1 4.3.1 热电偶温度计热电偶温度计 目前最广泛使用的接触式测量温度的方法之一是用热电偶温度计目前最广泛使用的接触式测量温度的方法之一是用热电偶温度计测量温度。与其它温度计相比它有足够的测量精度

37、，较好的动态响测量温度。与其它温度计相比它有足够的测量精度，较好的动态响应，工作可靠，便于远距离多点测量和自动记录，它结构简单、维应，工作可靠，便于远距离多点测量和自动记录，它结构简单、维护方便、价格便宜，在工业测量中，已有不同型号的定型热电偶产护方便、价格便宜，在工业测量中，已有不同型号的定型热电偶产品可供选用；在实验室和一些研究中，可根据不同的需要，自行制品可供选用；在实验室和一些研究中，可根据不同的需要，自行制作一些特殊尺寸和结构的热电偶，因此，热电偶温度计是一种应用作一些特殊尺寸和结构的热电偶，因此，热电偶温度计是一种应用面宽、比较理想和方便的测温仪器。面宽、比较理想和方便的测温仪器。

38、1、热电偶测温原理、热电偶测温原理两种不同的导体两种不同的导体A和和B，把它们组成一个，把它们组成一个闭合回路闭合回路时，就构成了一时，就构成了一个个热电偶热电偶。如图。如图4-5（a）所示。导体）所示。导体A和和B称为称为热电极热电极。当两个接点。当两个接点的温度不同时，即的温度不同时，即TT0，回路中将，回路中将产生热电势产生热电势。如图如图4-5（b），就），就是最基本的热电偶测温线路。研究表明，是最基本的热电偶测温线路。研究表明，热电势热电势是由是由接触电势接触电势和和温温差电势差电势组成。组成。图图4-5 4-5 热电效应示意图热电效应示意图（一）接触电势（一）接触电势 （二）温差电

39、势（二）温差电势 TNTNeKTTEBAABln)(TTAAtNdNeKTTE01),(0A +-B A +-B接触电势接触电势 一些物质，其外围电子从外部能源吸收了足够的能量以后，可以脱离一些物质，其外围电子从外部能源吸收了足够的能量以后，可以脱离原子核的影响而变成自由电子，这些自由电子可以继续从外界吸收能量。它原子核的影响而变成自由电子，这些自由电子可以继续从外界吸收能量。它们的作用，通常可以假定为类似于理想气体的分子的作用。们的作用，通常可以假定为类似于理想气体的分子的作用。不相同的金属材料，即使它们处于相同的温度下，其中自由电子的能量不相同的金属材料，即使它们处于相同的温度下，其中自由

40、电子的能量和密度也不相同。因此，当两种金属材料和密度也不相同。因此，当两种金属材料A A和和B B相互接触时，自由电子会穿过相互接触时，自由电子会穿过中间分界面而扩散。假定金属中间分界面而扩散。假定金属A A中的自由电子的能量与密度比金属中的自由电子的能量与密度比金属B B中的高，中的高，那么，金属那么，金属A A中的自由电子就通过界面向金属中的自由电子就通过界面向金属B B扩散。扩散的结果使得在界面扩散。扩散的结果使得在界面处金属处金属A A的电位变正，金属的电位变正，金属B B的电位变负，从而在界面处建立起一个电场。这的电位变负，从而在界面处建立起一个电场。这个电场的方向正好对抗这一扩散过

41、程的进行。所以，当接点处的温度一定时个电场的方向正好对抗这一扩散过程的进行。所以，当接点处的温度一定时，也就是说，当自由电子的能量一定时，这一扩散过程会达到平衡。此时，也就是说，当自由电子的能量一定时，这一扩散过程会达到平衡。此时，在接点处所建立起来的电势称为在接点处所建立起来的电势称为接触电势。接触电势。温差电势温差电势若导体若导体A A和和B B都是都是均质导体均质导体，今取导体，今取导体A A为例，将其径向尺寸加以为例，将其径向尺寸加以放大。由于导体放大。由于导体 A A 两端的温度不同，因此在导体两端的温度不同，因此在导体 A A 内存在有温内存在有温度梯度。其两端的温差为度梯度。其两

42、端的温差为dT dT 且且 T TT T0 0。温度较高处比温度较低处温度较高处比温度较低处的自由电子扩散的速率大的自由电子扩散的速率大，因此，因此温度较高温度较高的一边因的一边因失去电子而带失去电子而带正电正电，温度较低温度较低的一边因的一边因得到电子而带负电得到电子而带负电，从而在高、低温端，从而在高、低温端之间形成一个从高温端指向低温端的之间形成一个从高温端指向低温端的静电场静电场。电子的迁移力电子的迁移力和和静静电场力电场力达到平衡时所形成的电位差叫达到平衡时所形成的电位差叫温差电势温差电势。温差电势的方向。温差电势的方向是由低温端指向高温端，其大小与导体两端温度和性质有关。是由低温端

43、指向高温端，其大小与导体两端温度和性质有关。（三）热电偶回路的总热电势（三）热电偶回路的总热电势 图图4-8热电偶回路热电势分布图热电偶回路热电势分布图在整个闭合回路中，两端接在整个闭合回路中，两端接点温度为点温度为T T和和T T0 0。且。且T TT T0 0，。热电偶回路的总热电势为热电偶回路的总热电势为ANBN),()(),()(),(0000TTETETTETETTEAABBABAB TTBAABdtNNeKTTE0ln),(0 00),(TfTfTTEAB 00),(tftfttEAB 热电偶回路热电偶回路热电势热电势的大小，只与组成的大小，只与组成热电偶的材料性质热电偶的材料性质

44、和材料和材料两端接点处的温度两端接点处的温度有关，而与热电偶的有关，而与热电偶的几何尺寸几何尺寸和中间和中间各点的温度各点的温度分布分布无关。当热电偶两接点处的温度相同时，回路中总的热电势等无关。当热电偶两接点处的温度相同时，回路中总的热电势等于零。于零。只有用只有用两种两种均匀的不同性质的导体均匀的不同性质的导体才能构成热电偶。单一的相才能构成热电偶。单一的相同材料组成的闭合回路中不会产生热电势。同材料组成的闭合回路中不会产生热电势。对于已确定的两种材料所构成的热电偶，如果保持其对于已确定的两种材料所构成的热电偶，如果保持其一端的温一端的温度固定不变度固定不变，即保持，即保持T T0 0=常

45、数（实用中，一般常取常数（实用中，一般常取T T0 0=0=0），则），则E EABAB（T T，T T0 0）的数值将是）的数值将是T T的单值函数的单值函数。因此，可以用测量因此，可以用测量E EABAB（T T，T T0 0）的方法来测量温度）的方法来测量温度T T的数值，这就的数值，这就是利用热电偶测温的基本原理。这时，应该预先知道不同的是利用热电偶测温的基本原理。这时，应该预先知道不同的T T所对所对应的应的E EABAB（T T，T T0 0）的数值。在实际工作中，）的数值。在实际工作中，E EABAB（T T，T T0 0）数值并不是）数值并不是用式（用式（4-104-10）来计

46、算的，而是通过所谓标定（或称校准）的方法实）来计算的，而是通过所谓标定（或称校准）的方法实际测出的。将这些数值制成热电偶的分度表，以供查用。热电偶测际测出的。将这些数值制成热电偶的分度表，以供查用。热电偶测量温度时，放置在被测温度为量温度时，放置在被测温度为T T 的物体上的接点称之为热电偶的热的物体上的接点称之为热电偶的热端或测量端。而热电偶的处于恒定温度端或测量端。而热电偶的处于恒定温度T T0 0下的另一端，称之为热电下的另一端，称之为热电偶的冷端或参考端。偶的冷端或参考端。两点重要结论：两点重要结论：第一，第一，至少要有两种均匀的金属材料，才能构成热电偶。至少要有两种均匀的金属材料，才

47、能构成热电偶。第二，第二，当热电偶两接点处的温度相同时，回路中总的热电势等当热电偶两接点处的温度相同时，回路中总的热电势等于零于零。2、热电偶基本定律及其应用、热电偶基本定律及其应用（一）均值导体定律（一）均值导体定律任何一种均值导体组成的闭合回路，不论其各处的截面如何，任何一种均值导体组成的闭合回路，不论其各处的截面如何，不论其是否存在温度梯度，都不可能产生热电势。不论其是否存在温度梯度，都不可能产生热电势。利用该定律可检验热电极材料的均匀性。利用该定律可检验热电极材料的均匀性。（二）中间导体定律（二）中间导体定律 为了测量热电势，必须在热电偶回路中接入测量仪表及其引为了测量热电势，必须在热

48、电偶回路中接入测量仪表及其引线，图中用导体线，图中用导体C来代表。那么，这种接入，对回路的热电势有无来代表。那么，这种接入，对回路的热电势有无影响呢？影响呢？在热电偶测量回路中，在热电偶测量回路中，当接入第三种导体当接入第三种导体时，只要被接入时，只要被接入的的中间导体两端的温度相等中间导体两端的温度相等，则对回路的热电势，则对回路的热电势没有影响没有影响。这一。这一原理称为中间导体定律。原理称为中间导体定律。图图4-9 4-9 加有中间导体的热电偶回路加有中间导体的热电偶回路 中间导体定律是当使用热电偶测温时，可以在回路中接中间导体定律是当使用热电偶测温时，可以在回路中接入测量仪表的理论根据

49、。入测量仪表的理论根据。)ln(ln)()(000BccACBACNNNNeKTTETE )(ln)ln(000TENNeKTNNNNeKTABBABccA （三）连接导体定律（三）连接导体定律在热电偶回路，如果两个热电极在热电偶回路，如果两个热电极A A和和B B分别与另外两个连接导线分别与另外两个连接导线AA和和BB相接，相接处的温度为相接，相接处的温度为TnTn，如图所，如图所示。现在讨论这一回路中总的热电示。现在讨论这一回路中总的热电势的值。该值用符号来表示。在这势的值。该值用符号来表示。在这一个闭合回路中，总的热电势是由一个闭合回路中，总的热电势是由各接点的接触电势和各导线的温差各接

50、点的接触电势和各导线的温差电势所构成的。即：电势所构成的。即：nAAABnBBABnABABTETETETETTTE 00,0,TTETTEnAnA nBnBTTETTE,0 ),(),(),(00TTETTETTTEnBAnABnAABB 加有连接导体的热电偶回路加有连接导体的热电偶回路 （四）中间温度定律（四）中间温度定律如图所示，两种不同的材料组成的热电偶回路，在两接点温度为如图所示，两种不同的材料组成的热电偶回路，在两接点温度为T1和和T2时，其热电势为时，其热电势为 ，在接点为，在接点为T2和和T3时，其热电时，其热电势为势为 ，则在接点，则在接点T1和和T3时，该热电偶的热电势时，

51、该热电偶的热电势为前二者之和，即为前二者之和，即)(,(121ETTEAB)(,(232ETTEAB 322131,),(),(TTETTETTEABABAB 一定律是用热电偶测温时采用补偿导线的理论依据。一定律是用热电偶测温时采用补偿导线的理论依据。3、中间温度定律、中间温度定律 热电偶回路中，如果热电偶回路中，如果A和和A为同一种导体，为同一种导体，B和和B也是同一也是同一种导体，这时构成了连接导体定律的一种特殊情况种导体，这时构成了连接导体定律的一种特殊情况一个热电偶在两接点温度为一个热电偶在两接点温度为T T和和T T0时，热电势时，热电势E EAB（T T，T T0 0）等于该热）等

52、于该热电偶在电偶在T T和和T Tn与与T T0 0之间相应的热电势之间相应的热电势E EAB（T T，T T0 0）和）和E EAB（Tn，T T0 0）和）和的代数和。的代数和。Tn 称为中间温度，这就是中间温度定律。此定律是制称为中间温度，这就是中间温度定律。此定律是制定和使用分度表的理论依据。定和使用分度表的理论依据。三、热电偶的材料及其结构三、热电偶的材料及其结构1 1、热电偶材料、热电偶材料从原理上讲，任意两种不同的导体（或半导体）材料都可以构成势从原理上讲，任意两种不同的导体（或半导体）材料都可以构成势电偶。但在生产实际中，广泛使用的热电偶并不多，这是由于在测电偶。但在生产实际中

53、，广泛使用的热电偶并不多，这是由于在测温时，对测温热电偶有一定要求，从而限制了某些材料的使用。温时，对测温热电偶有一定要求，从而限制了某些材料的使用。一般说来，对于制造热电偶的材料有以下几方面的要求：配制成热一般说来，对于制造热电偶的材料有以下几方面的要求：配制成热电偶应有较高的热电势，而且性能稳定；能在一定的工作条件下长电偶应有较高的热电势，而且性能稳定；能在一定的工作条件下长期工作，有足够的机械强度；便于加工及价格便宜等，常用的热电期工作，有足够的机械强度；便于加工及价格便宜等，常用的热电偶代号，分度号和测温范围见表，常用热电偶允许偏差见表偶代号，分度号和测温范围见表，常用热电偶允许偏差见

54、表表表4-1 常用热电偶代号、分度号和温度测量范围常用热电偶代号、分度号和温度测量范围名称名称热电极材料热电极材料等等分分度度号号100100时的时的热电热电势势/mv/mv使用温度使用温度/温度测温度测量范围量范围（）正极正极识别识别负负极极级级长长期期短短期期铂铑铂铑10-10-铂铂稍硬稍硬柔柔软软S S0.6450.64513001300160016000 0 16001600铂铑铂铑30-30-铂铂铑铑6 6较硬较硬教教软软B B0.0330.03316001600180018000 018001800镍铬镍铬-镍硅镍硅不亲不亲磁磁稍稍亲亲K K4.0954.0951100110013

55、0013000 013001300镍铬镍铬-康铜康铜色暗色暗银银白白E E6.3176.317600600800800200+900200+900铜铜-康铜康铜红色红色银银白白T T4.2774.277350350400400-200+30200+300 0（二）热电偶的基本结构（二）热电偶的基本结构1、工业上常用的为、工业上常用的为铠装热电偶铠装热电偶，也称为套管热电偶。它由热电极、，也称为套管热电偶。它由热电极、绝缘材料和金属套管三者组合加工而成。图绝缘材料和金属套管三者组合加工而成。图4-12是工业用普通型铠是工业用普通型铠装热电偶结构图。装热电偶结构图。1-热电偶测量器；热电偶测量器；

56、2-热电极；热电极；3-绝缘管；绝缘管；4-保护保护管；管；5-接线盒接线盒2 2、自制的热电偶自制的热电偶-“裸丝裸丝”热电偶。热电偶。用每一极热电偶丝的外面都涂上了薄薄的绝缘漆热电偶丝，将其制用每一极热电偶丝的外面都涂上了薄薄的绝缘漆热电偶丝，将其制作成不同规格或型号的热电偶。作成不同规格或型号的热电偶。热电偶的测量端可用电弧焊、乙炔焊、盐溶氧化焊，水银焊和对接热电偶的测量端可用电弧焊、乙炔焊、盐溶氧化焊，水银焊和对接焊等办法焊接而成。焊等办法焊接而成。（a a）点焊；（）点焊；（b b）对焊；）（）对焊；）（c c）绞状点焊）绞状点焊4 4、热电偶测量线路及静态标定、热电偶测量线路及静态

57、标定（一）热电偶测温线路（一）热电偶测温线路 如图所示，它由如图所示，它由热电偶热电偶、补偿导线补偿导线、连接导线连接导线和和二次仪表二次仪表组组成。成。T T表示被测温度，称为测量端温度，表示被测温度，称为测量端温度，T1T1表示接线端温度，称为表示接线端温度，称为测量端温度，测量端温度，T0T0为参考端温度。为参考端温度。A A、B B为热电偶热电极，为热电偶热电极，AA，BB为为补偿导线，补偿导线，C C为连接导线。为连接导线。T T A C 热热电电偶偶 B B B A A C T T1 1 T T1 1 T T0 0 T T0 0 补补偿偿导导线线 连连接接导导线线 二二 次次 仪仪

58、 表表（二）热电偶测温时参考端温度（二）热电偶测温时参考端温度 热电偶热电偶分度表分度表和根据分度表刻度的和根据分度表刻度的二次仪表二次仪表都是以都是以参考端参考端温度保温度保持在持在0为条件为条件的。的。一般一般实验室实验室作精密测温时，通常将作精密测温时，通常将参考端保持参考端保持在在0。然而，在工程测量时，参考端要保持。然而，在工程测量时，参考端要保持00是困难的。这时，是困难的。这时，必须采取参考端温度修正或补偿等方法。必须采取参考端温度修正或补偿等方法。在一个在一个标准大气压标准大气压下，冰和纯水的下，冰和纯水的平衡温度为平衡温度为0。在实验室中，。在实验室中，通常用碎冰与蒸馏水混合

59、放在保温瓶中，并使它们达到热平衡。为通常用碎冰与蒸馏水混合放在保温瓶中，并使它们达到热平衡。为了减少环境传热的影响，应使水面略低于冰屑面。插入玻璃试管中了减少环境传热的影响，应使水面略低于冰屑面。插入玻璃试管中的参考端，其插入深度一般应大于的参考端，其插入深度一般应大于140140毫米。而且试管宜壁薄且直毫米。而且试管宜壁薄且直径小。这样实现的冰点平衡温度约为径小。这样实现的冰点平衡温度约为-0.06。对于热电偶测温可以。对于热电偶测温可以认为参考端处于认为参考端处于00。热电偶参考端插入试管中的方法有两种：热电偶参考端插入试管中的方法有两种：一种是两个参考端分别插一种是两个参考端分别插入两根

60、试管底部，入两根试管底部，并与少量清洁的水银相接触。然后，分别用铜导并与少量清洁的水银相接触。然后，分别用铜导线引出接往显示仪表。根据中间导体定律，（线引出接往显示仪表。根据中间导体定律，（b b）与（）与（c c）的线路等）的线路等效。效。另一种方法如图另一种方法如图4-164-16所示。所示。两个参考端插入同一根试管底部，并与两个参考端插入同一根试管底部，并与水银相接触。由于铜导线两端均为室温水银相接触。由于铜导线两端均为室温t1，所以图，所以图4-164-16（b b）与（）与（c c）的线路等效的线路等效。（三）补偿导线的作用（三）补偿导线的作用 在工程测量中，冷接点往往要远离测量端。

61、在工程测量中，冷接点往往要远离测量端。此时，势必要把此时，势必要把构成热电偶的两根热电极加长到所需的长度。从热电偶构成热电偶的两根热电极加长到所需的长度。从热电偶连接导体连接导体定律定律可知，将热电偶的两根热电极延长可采用与热电偶的的热电可知，将热电偶的两根热电极延长可采用与热电偶的的热电性能相似的材料作为连接导线。我们把这种连接导线称为性能相似的材料作为连接导线。我们把这种连接导线称为“补偿补偿导线导线”。用补偿导线连接在热电偶电极和冷端之间不会影响测量。用补偿导线连接在热电偶电极和冷端之间不会影响测量结果。结果。补偿导线从本质上看，也是补偿导线从本质上看，也是热电偶热电偶，但它们由于远离测

62、量，但它们由于远离测量端，在与热电偶相连接处的温度下，其端，在与热电偶相连接处的温度下，其工作温度不会超过工作温度不会超过100100150150。在使用补偿导线时，必须注意，不能超过规定的使在使用补偿导线时，必须注意，不能超过规定的使用温度范围，否则会给测量带来较大误差。此外，在使用时，应用温度范围，否则会给测量带来较大误差。此外，在使用时，应格外注意补偿导线不能将极性接错，二要保证接点牢固可靠。格外注意补偿导线不能将极性接错，二要保证接点牢固可靠。常用的补偿导线规格及性能见表常用的补偿导线规格及性能见表4-5，4-6。表表4-5 4-5 标准型热电偶用补偿导线的型号规定标准型热电偶用补偿导

63、线的型号规定补偿导线的型号SCSCKCKCKXKXEXEXJXJXTXTX所配热电偶分所配热电偶分度号度号S SK KK KE EJ JT T（四）热电偶的静态标定（四）热电偶的静态标定热电偶的标定热电偶的标定就是将制成的就是将制成的热电偶进行分度热电偶进行分度，其方法就是将制，其方法就是将制成的热电偶的成的热电偶的参考端恒定为参考端恒定为00，改变，改变热接点的温度热接点的温度，用适当精，用适当精度的仪表测量出该热电偶所产生的热电势的数值，从而得到热度的仪表测量出该热电偶所产生的热电势的数值，从而得到热电势与温度的关系，编制成表，以备查用。在电势与温度的关系，编制成表，以备查用。在实验室实验

64、室较常用的较常用的标定方法是标定方法是比较法。比较法。比较法标定时比较法标定时，需要精度和等级都比被标定的热电偶高几个等，需要精度和等级都比被标定的热电偶高几个等级的标准温度计，不同的温度范围，有不同的温度均匀，稳定，又级的标准温度计，不同的温度范围，有不同的温度均匀，稳定，又可根据需要调节的精密恒温热源。可根据需要调节的精密恒温热源。如如100100以下以下，采用，采用恒温水浴，恒温水浴，与与标准水银温度计标准水银温度计进行比较；进行比较；300300以下以下，采用，采用恒温油浴恒温油浴，与，与标准水银温度计标准水银温度计进行比较；进行比较；30013003001300，采用，采用管式电炉管

65、式电炉，与，与标准铂铑标准铂铑-铂热电偶铂热电偶进行比较；进行比较；1300200013002000，采用钼丝炉采用钼丝炉，与，与一等或二等光学高温计一等或二等光学高温计进行比较；进行比较；在在高温下进行标定时高温下进行标定时，为了防止，为了防止热电偶氧化热电偶氧化，要将炉内先抽，要将炉内先抽成成真空，真空，然后充入然后充入惰性气体惰性气体。标定时，应把被标定的热电偶与作为标准用的热电偶的热接点标定时，应把被标定的热电偶与作为标准用的热电偶的热接点置于炉内同一点上，以保证二者所处的温度相同。置于炉内同一点上，以保证二者所处的温度相同。1、概述、概述（一）（一）什么是接触式测温？什么是接触式测温

66、？（二）（二）接触式测量所得到的温度是被测对象的真实温度吗？接触式测量所得到的温度是被测对象的真实温度吗？2、影响接触式温度测量的各种因素影响接触式温度测量的各种因素 将一支将一支热电偶热电偶插入气体流的管道中，按一般想法，气体将对插入气体流的管道中，按一般想法，气体将对热电偶测量端加热，使热电偶的测量端温度上升，当气流与热电热电偶测量端加热，使热电偶的测量端温度上升，当气流与热电偶测量端的热量交换达到动平衡时，热电偶所指示的测量端温度偶测量端的热量交换达到动平衡时，热电偶所指示的测量端温度即为气流的温度。然而，实际问题并不那么简单，由于温度计与即为气流的温度。然而，实际问题并不那么简单，由于温度计与被测物体的被测物体的“接触接触”。感温元件感温元件与与被测对象被测对象的的复杂换热现象复杂换热现象使使接接触式温度计触式温度计只能给出只能给出流体流体或或固体固体中某处中某处温度的近似值温度的近似值，使，使示值温示值温度偏离真实温度。度偏离真实温度。由于由于“接触接触”测温带来一系列问题：测温带来一系列问题：（一）（一）温度场发生畸变；温度场发生畸变；（二）（二）速度场被破坏；速度场被破坏