煤质化验室常用的温度测量方法

随着科学技术的发展，温度测量技术也发展得很快，从经典测量方法，如应用物体热胀冷缩的物理特性测温，到应用异体或半导体电阻随温度变化的特性测温，应用不同异体的热电效应测温，光学、声学测温，PN结测温和石英品体测温等，其中有些方法测量精度可达到很高。现介绍煤质化脸室最常用的几种测温方法。

一、应用固体热胀冷缩测量

固体的长度随温度的变化而变化，一般为热胀冷缩，因此应用固体随温度变化的长度可测量温度。报据物理学原理，固体长度随温度的变化遵循以下公式，即

煤质化验室应用这一原理测温的仪表有杆式温度计和双金属片温度计。

1.杆式温度计

杆式温度计的结构如图2-1所示，测量管由膨胀系数大的金属，如青钢、黄筒和铝制成。当测量管随温度变化而膨胀或收缩时，会带动传递杆上下移动，传递杆上的指针便随之偏转到相应的温度。杆式温度计多用于恒温水浴等以控制温度。

2.双金属片温度计

双金属片温度计的结构如图2-2所示。它是利用膨胀系数不同的两个金属片叠焊在一起。当温度升高时。由于两金属片膨胀的程度不同，从而产生弯曲，温度越高，弯曲得越厉害，金属片的温度指针偏转角就越大，然后报据指针偏转角的大小，就可以测得相应温度的高低。

以上温度计因具有结构简单、成本低、耐用等特点，因此虽然精度不高，但仍广泛用于小量程的温度测量，如干煤箱中作为温度控制元件等。

二、应用液体热膨胀冷缩测温

液体的体积随温度而变化，一般也是热胀冷缩，因此应用液体随温度变化的体积可测量温度。报据物理学原理。液体体积随温度的变化遵循以下关系式，即

为便于读取温度值，要求所有液体具有比容器大的体积膨胀系数，通常用酒精或水银，这便是酒精温度汁或水银温度计。水银温度计比酒精温度计测量精度高。热量计测温用的贝克曼温度计就是水银温度计的一种。

三、应用热电阻测温

金属或金属氧化物等半导体的电限都随温度变化而变化，将这个电阻值的变化通过电桥等电阻测量仪表显示出来就可达到测温的目的。

对热电阻材料有以下几点要求：
(1)物理化学性质稳定，并容易提纯和复制。
(2)电阻温度系数TCR要大，其计算见式(2-3)，即

比较理想的热电阻材料有铂和铜。

铂热电阻的测量范围较广，常用于-200～+600℃的范119内，也可用于13K(-2600)～1000℃的范围内，但价格昂贵。热量计测量桥路中就采用了铂热电阻感温元件。

接触电势是在两种不同导体的接触面之间产生的。由于不同的金属材料，其内部自由电子的密度不同，当这两种异体(设为A, B)接触时，自由电子就会从密度大的材料(设为A)跑向密度小的材料(设为B)，此现象称为电子扩散。这样A导体失去电子而带正电，B异体得到电子而带负电，A、B之间就会产生电位差，形成加电场。该静电场方向与扩散方向相反，能够把自由电子从B吸向A，阻碍扩散作用继续进行，直到山A扩散到B的自由电子数等于静电场作用下由B跑向A的电子数目时，A、B间就形成了稳定的电位差，称为接触电势。根据物理学理论推导，其大小可用下列公式表示，即

五、其他测温方法

在需要进行高精度、高灵敏度测量的情况下，目前煤质分析仪器、煤质化验设备还应用了PN结测温原理，如鹤壁华诺公司的ZDHW-8000型微机全自动量热仪、ZDHW-6000E微机量热仪、单片机量热仪、双控制冷量热仪等。

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