1、溫度量測p演講者：楊仲準 電子儀器與量測技術中原大學物理系1.溫度的定義溫度的定義a.熱力學第零定律b.溫標2.常用溫度計的原理與類型常用溫度計的原理與類型a.利用體積變化的溫度計b.利用電性變化的溫度計c.利用光譜的溫度計d.其他類型(如比重變化、化學變化、磁化率變化)3.量測溫度常見問題量測溫度常見問題a.熱的流失b.雜訊的串入熱力學第零定律(Zeroth law of thermodynamics):Two bodies in thermal equilibrium with a third are also in thermal equilibrium with each other.
2、溫標(Temperature scale):1. Celsius scale (攝氏溫標):The freezing point (凝固點) temperature was assigned the value zero degree Celsius, 0 , and the boiling point (沸點), the value 100 .2. Fahrenheit scale (華氏溫標):The freezing point is at thirty two degrees Fahrenheit, 32 , and the boiling point is at 212 .3259C
3、Foo)32(95FCoo溫標(Temperature scale):3. Kelvin scale (凱氏溫標):The Kelvin scale is an absolute, thermodynamic temperature scale using as its null point absolute zero, the temperature at which all thermal motion ceases in the classical description of thermodynamics.67.45959KFo15.273 KCoPT0C 100C-273.15CTS
4、(K)PTP(torr)O2N2H2HehcapillaryrigiddiathermalwallPgas利用體積變化的溫度計1. Gas thermometer (氣體溫度計):a. Constant-volume gas thermometer (定容氣體溫度計)b. Constant-pressure gas thermometer (定壓氣體溫度計)2. Liquid thermometer (液體溫度計):a. Mercury thermometer (水銀溫度計)b. Alcohol thermometer (酒精溫度計)3. Solid thermometer (固體溫度計):a
5、. Bimetal thermometer(雙金屬溫度計)b. Single element for special usage (特殊用途之單元素)nRTPV )T1 (LL0)T1 (LL01. 電壓變化:a. Thermocouple thermometer (熱電偶溫度計)利用電性變化的溫度計Seebeck EffectdT)T(S)T(SV21TTABVABBVT2BAVconstVconst=特定溫度(0 C)時，A、B金屬兩端之電壓差VV2=SB(T2)-SA(T2)V1=SB(T1)-SA(T1)1. 電壓變化:a. Thermocouple thermometer (熱電偶溫
6、度計)K型：鎳鉻合金或鎳鋁合金。溫度量程自200到+1200。磁性。敏感度41 V/。E型：鎳鉻合金或銅鎳合金高輸出（68 V/），非磁性。J型：鐵或銅鎳合金（40至+750），敏感度約為52 V/。T型：銅或銅鎳合金（250至+350），敏感度約為43 V/。N型：鎳鉻矽合金或鎳矽合金。可用於高於1200。900時，敏感度39 V/。S型：鉑銠10合金/鉑，在國際適用溫標中在630.741064.43範圍內用它做標準儀器。B型：鉑銠30合金/鉑銠6，最高溫度可達1600。性能穩定，測試準確度較高，適宜於氧化性介質和中性介質中使用，不能在還原性氣氛及含有金屬或非金屬蒸汽的氣氛中使用。利用電性變
7、化的溫度計利用電性變化的溫度計1. 電壓變化:b. Thermometer IC (積體電路溫度計)2.電阻變化:a. Resistance Temperature Detector RTD (電阻式溫度計)b. Thermistor (熱敏電阻)3.電流變化:a. Thermometer IC (積體電路溫度計)Tk2E0BgeTkR利用光譜變化的溫度計維恩位移定律:KmT 10 7721(26) 2.897-3maxInfrared ray thermometer (紅外線溫度計)其他類型溫度計1. 比重變化:Galileo thermometer (伽利略溫度計)2.化學變化:a. 貼片溫度計b. Liquid crystal thermometer (液晶溫度計)其他類型溫度計3.磁溫度計:磁溫度計是利用順磁性物質(硝酸鈰鎂、硫酸錳銨和硫酸鐵銨)的磁化率遵從居里-外斯定律 (Curie-Weiss Law)原理所得。 式中C和TC分別為居里常數和居里溫度。使用時可由測出的值而求出溫度。磁溫度計主要是在1K以下的極低溫溫區中使用。CTTCCTCTTC T0常見溫度計使用範圍熱的流失1. 熱傳導2. 熱對流3. 熱輻射雜訊串入1. 電壓2. 電流3. 電阻4. 光線TALtQk熱導率:熱輻射速率:428KWm1067. 5,4TP
