在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,溫度是需要測(cè)量和控制的重要參數(shù)之一。在溫度測(cè)量中,熱電偶的應(yīng)用極為廣泛,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、測(cè)量范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號(hào)便于遠(yuǎn)傳等許多優(yōu)點(diǎn)。另外,由于熱電偶是一種無(wú)源傳感器,測(cè)量時(shí)不需外加電源,使用十分方便,所以常被用作測(cè)量爐子、管道內(nèi)的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。
當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路,其兩端相互連接時(shí),只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同,一端溫度為T,稱為工作端或熱端,另一端溫度為T0 ,稱為自由端(也稱參考端)或冷端,回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì),該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”,兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶”,這兩種導(dǎo)體稱為“熱電極”,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)則稱為“熱電動(dòng)勢(shì)” 。
熱電動(dòng)勢(shì)由兩部分電動(dòng)勢(shì)組成,一部分是兩種導(dǎo)體的接觸電動(dòng)勢(shì),另一部分是單一導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)。
熱電偶回路中熱電動(dòng)勢(shì)的大小,只與組成熱電偶的導(dǎo)體材料和兩接點(diǎn)的溫度有關(guān),而與熱電偶的形狀尺寸無(wú)關(guān)。當(dāng)熱電偶兩電極材料固定后,熱電動(dòng)勢(shì)便是兩接點(diǎn)溫度t和t0。的函數(shù)差 。
熱電阻是中低溫區(qū)常用的一種溫度檢測(cè)器。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。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高,性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量度是的,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。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應(yīng)用多的是鉑和銅,此外,現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。金屬熱電阻常用的感溫材料種類較多,常用的是鉑絲。工業(yè)測(cè)量用金屬熱電阻材料除鉑絲外,還有銅、鎳、鐵、鐵—鎳等。
實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常用U形管汞壓力計(jì)測(cè)量從真空到外界大氣壓這一區(qū)間的壓力。雖然這種方法原理簡(jiǎn)單、形象之光,但由于汞的毒害以及不便于遠(yuǎn)距離觀察和自動(dòng)記錄,因此這種壓力計(jì)逐漸被數(shù)字式電子壓力計(jì)所取代。數(shù)字式電子壓力計(jì)具有體積小、度高、操作簡(jiǎn)單,便于遠(yuǎn)距離觀測(cè)和能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)記錄等優(yōu)點(diǎn),目前已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。主要壓力傳感器、測(cè)量電路和電性指示器三部分組成。壓力傳感器主要由波紋管、應(yīng)變梁和半導(dǎo)體應(yīng)變片組成。