温度

对我们而言，温度是最重要的物理量之一，同时也是日常生活中最熟悉的物理量之一。

人们都清楚地懂得热和冷是什么，而天气预报会告诉我们每天预测的温度。许多机械过程都会产生热量(加热、内燃机和化学反应等)。

这意味着温度测量也是最常见的测量任务之一。不论是在工业过程(过程温度)、食品(生产、运输、储存或服务)、空调技术、汽车行业还是在医疗等领域。

温度是什么？

组成物质和材料的基本粒子会在它们的静止点周围振动。 温度是用来测量这种运动的强度的指标，它是系统中的粒子的动能。高强度的运动会带来较高的温度，而低强度的运动会产生较低温度。在一个温度水平上，这种运动会变为静止。这个温度就是绝对零度。它是-273.15摄氏度。

测量参数温度的物理原理

当物理学家谈到温度时，他们指的是物体内固有的能量。由于物体原子或分子的随机运动，这种能量得以在物体内积蓄。如果粒子移动得更快，那么温度会升高。因此温度是状态变量。 温度与质量、热容量等参数一起描述了物体的能量含量，或者，如在物理学中经常表达的那样，系统的能量含量。

或者，更简单地说：

·传入热能导致粒子运动速度增加：温度升高

·传入热能导致粒子运动速度降低：温度降低

当物体不再含有任何热能时，它的分子就会静止不动。实际上，这种状态是无法实现的。这种状态被称为绝对零点，因为已经没有能量比之更少的状态了。绝对零点被赋值为0 K(开尔文)。 因此，开尔文温度始终是一个正面参数。 温度可以直接以能量单位测量。然而，以度为单位的温度表达具有悠久的传统，并且以物理学为基础。出于实际原因，这就是为什么温度至今仍以度为单位。

请注意： 温度以开尔文(K)表示，日常以摄氏度(℃)或华氏度(℉)(在美国和其他地方)表示。在专业领域中，温度差异始终以开尔文为参考。 转换系数：1Ko1℃= 9/5℉ 根据DIN 1345的转换公式： tC = 5/9(tF-32) = TK-273.15 TK = 273.15 + tC tF = 1.8 tC + 32

如何测量？

如何设置测量设备？ 1. 探头：包含传感器。针对不同的应用有不同的探头设计。 2. 带传感器的探头轴：将物理测量值转换为电信号。 3. 连接电缆：连接测量半岛游戏平台官网入口网址 和探头(传感器)。 4. 测量半岛游戏平台官网入口网址 ：将探头信号转换为显示值(AD转换)。 5. 分辨率：测量参数的最小显示单位。

分辨率 在这个例子中，显示器显示22.3℃，即分辨率为0.1℃。如果显示22.34℃，分辨率将为0.01℃。在数字半岛游戏平台官网入口网址 中，显示屏中的上一个位置可以跃迁+/- 1个单位。这个最小的单位称为数位。 示例：显示22.3℃ 显示-1位22.2℃；显示+1位22.4℃。 测量半岛游戏平台官网入口网址 的分辨率越差，数位跃迁对测量半岛游戏平台官网入口网址 精度的影响就越大。

传感器：它是如何运作的？

选择正确的传感器可确保测量结果的准确性。但是，没有任何传感器能十全十美：

测量范围广通常意味着精度有限。

特别是，快速探头通常不适合日常的艰苦测量工作。

设计决定哪种探头最适合哪种测量任务。

热电偶传感器	铂电阻传感器	NTC / 热敏电阻传感器
·电压测量点/冷端 ·测量值冷端转换为0℃ ·必须考虑足够的环境适应时间	·测量原理：金属的热敏电阻效应 ·温度和电阻之间的相关性 ·由于缠绕铂丝，0℃时阻值为100欧姆	·混合氧化物陶瓷传感器 ·负温度系数：NTC ·无冷端补偿——适用于冷藏和冷冻室

探头：设计

探头是如何运作的？

温度探头接受介质的温度并将其传输到传感器。为此，探头材料必须首先适应外部温度。因此，测量的不是介质的温度，而是探头/传感器的温度。

探头需要一段时间才能沉浸到被测物质中。当探头的温度与外部温度99%相同时，探头已经识别出被测物质的温度。这个时期被称为t99时期。

有哪些测量探头设计？

根据应用目的，有不同的探头设计。例如，正如人们不用同样的刀去切面包和肉一样，对于不同的任务也需使用不同的温度测量探头。

刺入/浸入式探头 ·探头适应液体的温度环境。 ·通过搅动减少环境适应时间。 ·理想情况下的t99约为0.5秒	空气探头 ·减少空气和传感器之间的热传递。 ·传感器无遮挡；有利于气流冲击。 ·理想情况下的t99约为7秒。	表面探头 ·温度变化大，因为空气是绝缘体。 ·通过接触式测温仪克服空气隔热。 ·理想情况下的t99约为3秒。

避免测量误差——正确的测量技巧

刺入和浸入测量

在刺入和浸入测量中，温度探头直接插入测量物体。至达到t99时，测量结束。

常见的测量误差

如果温度探头比测量物体温度更低，那么，当探头接近测量物体时，测量物体的能量就会以热量形式流失。如果温度探头比测量物体温度更高，那么，探头的热量就会传导至测量物体。还应考虑探头和介质的质量比：质量比越大，探头从测量物体吸收的能量就越多。这种测量物体能量流失意味着无法测量其实际温度，所以，探头的质量太大会导致测量误差。

正确浸入测量的技巧 ·刺入深度或浸入深度应为探头直径的10至15倍。 ·对于浸入液体的测量，应始终晃动液体。 ·在理想情况下，大约在0.5秒后达到t99。

表面测量

在表面测量中，探头垂直放置在表面上。在此重要的是确保探头接触表面和测量物体表面平坦，因为表面不平坦可能导致测量失真。

测量表面温度的技巧 ·将探头尖端平置在表面上。 ·测量期间请勿移动探头。 ·施加恒定且足够的压力。 ·使用低质量表面探头。 ·在理想情况下，大约在3秒后达到t99。

测量空气温度

为了测量流动的空气，将测量探头简单地置于待测量的环境中。为了实现短暂的环境适应时间，理想情况下使用带有外露传感器的空气探头。在测量期间以2 m / s的速度在空中移动探头，可以优化测量结果。

测量空气温度的技巧 ·使用带有外露传感器的空气探头(不是浸入式探头或表面探头)。 ·在测量过程中以2 m / s的速度移动探头。 ·将探头远离身体。 ·使用辐射防护探头。 ·在理想情况下，大约在7秒后达到t99。

温度测量的应用案例

通风管道中的温度测量：testo 905T1 testo 905 T1是理想的多用途温度计，可在液体、软质或粉状物质以及空气中进行可靠的温度测量。浸入式温度计具有较大的测量范围和高质量的K型热电偶探头。这使得在流动空气中的适应时间非常短，t99小于1分钟。	物体表面和空气温度的对比测量：testo 810 一方面，testo 810可以作为红外测温仪，在非接触情况下测量测量物体的表面温度。另一方面，它还可以通过集成的NTC温度传感器测量空气温度。在显示屏上显示温差。testo 810是用于测量散热器、出风口或风窗表面温度并将其与空气温度进行比较的理想测量半岛游戏平台官网入口网址 。	测量加热管的温差：testo 922 testo 922双通道温度测量仪非常适用于卫生领域、供暖系统以及制冷和空调系统。testo 922最多可记录三个温度探头的测量值，并且testo 922套件中包含魔术贴温度探头，可以精确地对加热管（直径达120 mm）的温差进行长期测量。