温度考试题

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1、第二节 温度与温标一、 填空题1 温度是表征物体冷热程度的物理量，它是国际单位制（SI）中的 7 个基本物理量之一。2 温度是从热平衡的观点，描述了热平衡系统冷热程度的一种物理量，它反映了物体分子运动平均动能的大小。3 热力学温度是基本物理量，它的符号为 T，单位名称为开尔文，单位符号是 K，定义为水三相点热力学温度的 1/273.16。4 温标是温度的数值表示法，是温度度量的标尺，经验温标是根据人们的经验定义的温标。5 热力学温标是以热力学第二定律为基础，它是建立在卡诺循环基础上的理想温标。6 热力学温度是由热力学第二定律来定义的，热力学温标一般是采用气体温度计来实现的。7 摄氏温度是从热力

2、学温度导出的，它也是热力学温度，它们之间相差一个常数，摄氏温度的符号为 t ，单位名称为摄氏度，单位的符号是。8 热力学温度与摄氏温度之间的关系式是 T=t+273.15，式中 T 的单位为 K，t 的单位为。91990 年国际温标（ITS-90） ，同时定义了两种温度，它们是国际开尔文温度和国际摄氏温度，它们的符号分别为 T90和 t 90 。10. 从测温特性来看，热力学温标是一种和任何特定物质的性质无关的绝对，国标温标是一种国际间协议性的经验温标。11我国目前采用的温标是 1990 年国际温标，其代号为 ITS-90。12ITS-90 规定，用于平衡氢三相点（13.8033K）到银凝固点

3、（961.78）温度范围内的标准仪器是铂电阻温度计,它必须是由无应力的纯铂丝制成的。13ITSA-90 规定， （0961.78）温度范围内，铂电阻温度计的电阻值与温度的关系式是由一个特定的参考函数 Wr(T90)和一个与该温度计有关的偏差函数W(T 90)得出的。19水三相点的热力学温度为 273.16K，摄氏温度为 0.01。20水三相点温度是指在一个密闭的压力约为 609.14Pa 的容器中，冰、水和水蒸汽三相共存的平衡温度。21无论是物体的凝固点或是三相点，都有一个共同的特点，即具体有一个连续的液一固交界面，这个交界面应尽可能地靠近并包围被分度的温度计的感温元件。23热量的交换方式有导

4、热、对流和辐射三种基本方式。三问答题7我国目前采用的是什么温标，它的主要内容是什么？答：我国目前采用的温标是 1990 年国际温际，其代号为 ITS-90，它是目前国际上通用的温标。ITS-90 的主要内容为： 规定了 17 个定义固定点的温度值； 规定了 4 种温标内插仪器，它们分别是蒸汽压温度计、气体温度计、铂电阻温度计和光学（光电）高温计； 在定义固定点之间的温度值，由定义的温标内插仪器的示值按温标规定的一系列相应的插补公式计算。101990 年国际温标在 0锌凝固点（419.527）分温区内规定的内插仪器、内插公式及分度点分别是什么？答：0419. 527分温区的内插仪器是铂电阻温度计

5、，它是由无应力的纯铂丝制成，要求其W（29.7646）1.11807。在 0419. 527分温区内，铂电阻温度计的内插公式为： 参考函数为：W r（T 90）=C o+ i 91i 481527. 9079T式中：C O及 Ci为系数，T 90为温度值，单位为 K。 偏差函数为：W（T 90）-W r（T 90）=aW（T 90）-1+bW（T 90）-1 2式中：a、b温度计的特性系数；W（T 90）温度计在温度为 T90时的电阻值与水三相点处电阻值的比值；Wr（T 90）温度为（T 90）时的参考函数值（电阻比） ；T90温度值，单位为 K。在 0419. 527分温区内，铂电阻温度计的

6、分度是在水三相点（0.01） ，锡凝固点（231. 928）和锌凝固点（419. 527）三个定义固定点上进行的，根据三固定点测量值可以求出温度计的特性系数 a 和 b，经分度后的温度计可以用来测定 T90值。19用温度计进行温度测量的理论依据是什么？答：用温度计进行温度测量的理论依据是热力学第零定律。热力学第零定律是关于物体相互热接触状态与特性的表述，它的主要内容是：如果两个系统中每一个系统都与第三个系统处于热平衡，则这两个系统彼此也必定处于热平衡，也就是一切互为热平衡的物体都具有相同的温度。根据热力学第零定律，我们可以设想某一系统为温度计，依次与另外的系统进行热接触，根据它们间热平衡的程度

7、，来确定被测系统的温度值。22什么是温度计的稳定性和录敏度？答：温度计的稳定性是指温度计具有保持其计量特性恒定的能力。温度计的灵敏度是指温度计的响应变化除以相应的激励变化。第三节 电阻温度计及二次仪表一填空题1标准铂电阻温度计的结构包括感温元件(电阻体)、内外引线、保护管和接线排叉等四部分。2工业用热电阻的结构一般由感温元件(电阻体)、内引线、保护管和接线盒组成。5工业铂热电阻的 R（0）= 100 或 10 。6工业铜热电阻的 R（0）= 100 或 50。7检定工业用热电阻时，一般检定 0的电阻值 R()和 100的电阻值 R(100)，然后求出电阻比R(100)/R(0)，确定其是否符合

8、技术要求。8铂电阻温度计的特点是准确度高、稳定性好和性能可靠。13工业铂热电阻的 R（100）/R（0）=1.38500.0006A 级、R（100）/R（0）=1.38500.0012B 级。三问答和计算题3对制造电阻温度计感温元件的金属材料有哪些要求？答：对制造电阻温度计感温元件的材料的主要要求有：（1）电阻温度系数要大；（2）电阻值与温度的变化关系应尽可能呈线性关系。这样可减小内插方程的计算误差；（3）电阻率要大，电阻率大则绕在骨架上的电阻丝就短，电阻体也就小，热惯性和热容量就小，测温速度快，测温准确度就高；（4）金属的物理、化学性能要稳定；（5）金属要有较高的复现性，以达到互换的目的。

9、4铂热电阻的引出线除二线制外，还采用三线制和四线制，其目的是什么？答：铂热电阻采用三线制的目的是为了减少热电阻与测量仪表（测量桥路）之间连接导线电阻的影响，以及导线电阻随环境温度变化而变化所带来的测量误差。采用四线制测量可以消除连接导线电阻的影响。15检定和使用标准铂电阻温度计时，为什么要规定通过铂电阻温度计的电流为 1mA？测量过程中为什么要电流换向？为什么要交换引线？答：测量电阻温度计的电阻值时，不论采用什么方法都会有电流通过电阻温度计，该电流将在电阻感温元件和引线上产生焦耳热，此热效应将使感温元件自身的温度升高，引起一定的测量误差。为使这种现象对测量的影响不超过一定的限度和规范电阻温度计

10、的设计、制造、使用及性能评定，规定标准铂电阻温度计的工作电流为 1mA。测量过程中采用电流换向的方法是为了消除杂散电势引入的误差。测量过程中采用交换引线的方法是为了消除引线电阻引入的误差；30一支二等标准铂电阻温度计的检定证书值为:Rtp=25.1345；W（100）=1.39275；W zn=2.56880；W Ga=1.11813；a 8=-5.010-5；b 8=-1.610-5今用它检定一支 B 级，分度号为 Pt100 的工业铂电阻，检定数据见表（35） ，其中被检的 R（100）值已计算完成，试完成其余计算并填好此表格，判断其是否合格？表（35）工业热电阻检定记录温 度 计 标准电

11、阻温度计 被检电阻温度计测 定 点 冰点槽温度下的电阻值 Rt0*()水沸点槽温度下的电阻值 Rtb*()冰点槽温度下的电阻值Rt0()水沸点槽温度下的电阻值Rtb()1 25.1314 34.9263 100.012 138.3262 25.1313 34.9268 100.012 138.3303 25.1314 34.9272 100.013 138.335读 数4 25.1314 34.9276 100.014 138.338平 均 数 25.1314 34.9270 100.013 138.332冰点槽 t0 -0.021实际温度() 水沸点槽 tb 99.187冰点槽 t 0 0.

12、021温度修正值() 水沸点槽t b 0.813被检热电阻 R(0)() 100.021被检热电阻 R(100)() 138.640被检热电阻 R(100)/R(0) 1.38608R(100)/R(0) 0.00108检定结论 合格答：对检定记录表中的数据进行处理，并将计算结果填入表中（见上表）标准铂电阻温度计 0时的电阻值为：R*（0）=Rtp/1.00003986=25.13451.00003986 =25.1335()冰点恒温槽的实际温度为：to=R *to-R*（0） /0.003986R *(0) =(25.1314-25.1335)/(0.00398625.1335)=-0.02

13、1()冰点槽的温度修正值 t0 为: t0=0-t0=0-(-0.021)=0.021()被检热电阻 0时的电阻值 R()为: R()=Rt0+t0（ ） t=0 dtR=100.013+0.0210.00391100100.021()被检热电阻在 100时的电阻值 R(100)与 0时的电阻值 R()之比为:R（100）/R（0）=138.640100.0211.38611与规程规定的标准电阻比之差为:R（100）/R（0） =1.38611-1.3850=0.00111 0.0011由于规程规定 B 级铂热电阻的 R（100）/R（0） 的允许偏差值为 0.0012，故被检热电阻符合 B

14、级铂热电阻要求。第四节 热电偶温度计及二次仪表一、 填空题1热电偶能用来测量温度，是基于热能和电能互相转换的原理，即热电现象。2热电偶产生的热电势的大小仅与热电偶材料的性质和两端温度有关，与热电偶长度和直径无关。3在热电偶回路中，接入中间导线，只要中间导线两端温度相同则对热电偶回路的总热电势没有影响。4利用热电偶测温时，根据中间导体定律，只要显示仪表和连接导线接入热电偶回路的接点温度相同，则仪表的接入对热电偶的热电势没有影响。5在热电偶回路中，如果电极 A、B 分别与连接导线 A、B相接，接点温度分别为 T、T n、T 0（见图） ，则回路的热电势 EABB A（T、Tn、T0）等于 EAB（

15、T，T n）+E AB （T n，T 0） 。6铂铑 10铂热电偶的正极为铂铑合金，其名义上含铂 90%，铑 10%。负极是纯铂。8检定工作用热电偶常用比较法。根据标准热电偶与被检热电偶的连接方式不同，检定方法又分双级比较法、同名极比较法和微差比较法。三 问 答 题5.为 什 么 在 检 定 热 电 偶 时 要 对 炉 温 变 化 进 行 规 定 ?检 定 工 作 用 镍 铬 镍 硅 ， 镍 铬 一 考 铜 热 电偶 时 ， 对 炉 温 变 化 是 怎 样 规 定 的 ?答 ： 因 为 标 准 热 电 偶 和 被 检 热 电 偶 不 是 在 同 一 时 间 内 进 行 测 量 的 ， 虽 然 炉 温 稳 定 ， 但 随 着 时 间的 延 长 ， 炉 温 有 微 量 变 化 就 会 给 测 量 结 果 带 来 误 差 。 为 了 保 证 测 量 的 准 确 度 ， 在 检 定 热 电 偶 时 ，必 须 对 炉 温 变 化 进 行 严 格 规 定 。 规 程 中 规 定 ， 采 用 双 极 比 较 法 检 定 工 作 用 镍 铬 镍 硅 和 镍铬 考 铜 热 电 偶 时 ， 在 整 个 测 量 过 程 时 间 内 ， 检 定 炉 内 温 度 变 化 不 得 超 过 0.5 。 采 用 微差 法 检 定 时 ， 检 定 炉 内 温