《温度的测量和控制》课件

温度的测量和控制温度是影响我们日常生活的重要因素从烹饪到医疗，温度控制至关重要

一、温度的定义和重要性自然界的重要因素生活中的重要指标工业生产的关键参数温度是自然界中的重要物理量，影响着温度是人体健康和日常生活的重要指标温度是工业生产中的关键参数，精确的地球上的各种现象，如天气、气候和生，我们通过调节温度来保证舒适和安全温度控制是确保产品质量和生产效率的物活动重要前提温度的概念物质的冷热程度分子运动的剧烈程

1.

2.12度温度是描述物体冷热程度的物理量，通常用摄氏度（℃温度与物质中分子运动的剧）或华氏度（℉）来表示烈程度有关，温度越高，分子运动越剧烈热传递的方向

3.3热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，直到两者温度相同温度的应用领域日常生活工业生产科学研究农业生产温度是生活中不可或缺的一工业生产中，温度控制至关在科学研究中，温度测量是农业生产中，温度控制对作部分例如，我们使用温度重要它影响产品质量、生关键的实验数据科学家使物的生长发育至关重要例计来测量体温、控制室温，产效率，以及安全生产温用各种温度测量仪器进行实如，温室种植需要精准的温以及调节烹饪温度度计和温度控制器广泛应用验，以获得准确的温度信息度控制，以确保作物正常生于制造、化工等领域长温度测量的意义生产过程控制环境监测确保产品质量，提高生产效率例如，食品监测环境温度变化，保护生态环境例如，加工、化工生产气象预报、污染监测医疗保健科学研究控制治疗温度，确保患者安全例如，体温进行实验和分析，推动科学发展例如，材测量、医疗器械消毒料科学、物理学研究

二、温度的计量单位温度计量单位用于表示温度的大小常见的温度计量单位包括摄氏度、华氏度和热力学温标摄氏度定义水的三相点国际单位制摄氏度（℃）是世界上最常用的温度摄氏度以水的冰点为度，沸点为尽管摄氏度不是国际单位制（）的0SI单位之一，以瑞典天文学家安德斯度，将两者之间平均分为个标准温度单位，但它仍然是日常生活·100100摄尔修斯的名字命名刻度和科学研究中广泛使用的单位华氏度华氏度温度计华氏度和摄氏度转换华氏度温度计通常用于美国等国家，其刻度值以为冰点，华氏度和摄氏度之间可以通过公式进行转换，方便不同单位之32°F以为沸点间的换算212°F热力学温标开尔文热力学温标使用开尔文K作为单位，每个开尔文等于摄氏度的温度差

三、温度测量原理温度测量是将温度转换成可读数值的过程利用各种物理现象变化与温度的关系，将温度转化为可测量的物理量，实现温度的定量测量热膨胀原理物质热胀冷缩液体热膨胀物质受热时分子运动加剧，膨胀体积增大，液体热膨胀明显，受热膨胀体积大于固体，温度降低时反之应用于液体温度计金属热膨胀气体热膨胀金属热膨胀系数较大，应用于双金属片，可气体热膨胀系数最大，可用于气体温度计，用于温度控制对温度变化敏感热电偶原理热电效应温差电势热电偶由两种不同金属导体组热电势的大小与温差成正比，成当两种金属的连接点存在与金属材料的性质有关温差时，会产生电动势，称为热电势测量温度通过测量热电偶产生的热电势，可以间接测出连接点的温度电阻温度计原理电阻变化电阻测量12电阻温度计基于金属电阻随通过测量电阻的变化，可以温度变化的原理，温度越高精确地确定被测温度，电阻越大，温度越低，电阻越小敏感元件应用广泛34通常使用铂丝、铜丝或镍丝电阻温度计广泛应用于工业作为敏感元件，它们的电阻、科研和生活领域，例如测随温度变化较为稳定量高温、低温、环境温度等

四、温度测量方法温度测量方法多种多样，可根据被测对象的特性、测量精度要求等因素选择合适的测量方法常用的温度测量方法包括液体温度计、金属温度计、电阻温度计和热电偶温度计液体温度计原理常见类型应用液体温度计利用液体热膨胀的原理进行常见的液体温度计包括酒精温度计、水液体温度计主要应用于实验室、医疗、温度测量，通过观察液柱的高度变化来银温度计等，适用于测量液体或固体的农业等领域，测量精度较高，成本低廉判断温度温度，但测量范围有限，使用方便金属温度计原理利用金属材料的热膨胀性质测量温度当温度升高时，金属会膨胀，而温度降低时，金属会收缩根据金属膨胀或收缩的程度，就可以测量出温度结构通常由两种不同膨胀系数的金属材料制成，通过热膨胀的不同，带动指针或其他指示机构指示温度应用广泛应用于工业生产、科研和日常生活中的温度测量，例如测量高温炉、发动机等设备的温度电阻温度计工作原理应用电阻温度计利用金属材料的电阻随温度变化的特性来测量温度电阻温度计应用广泛，工业生产、科研实验等领域温度升高，金属电阻增大热电偶温度计工作原理测量范围热电偶温度计利用两种不同金属导体形热电偶温度计适用于高温环境下的温度成回路，当回路两端温度不同时，回路测量，测量范围可以从℃到-200中就会产生热电势℃1800优缺点热电偶温度计具有灵敏度高、响应速度快、结构简单、价格低廉等优点，但需要进行校准，且精度受环境影响较大

五、温度测量仪表温度测量仪表是用于测量温度的仪器，分为模拟式和数字式两种类型模拟式温度仪表使用指针指示温度值，数字式温度仪表使用数字显示温度值模拟式温度仪表指针式刻度盘传感器123指针式温度仪表使用指针指示温刻度盘上标有温度刻度，用户可传感器将温度信号转换为电信号度，通过刻度盘读取温度值指以通过指针指向的刻度值读取温，然后传递给仪表内部的电路进针式温度仪表结构简单，价格低度刻度盘上还可以显示其他信行处理传感器的类型决定了仪廉，广泛应用于工业生产、日常息，例如温度单位、仪表型号等表的测量范围和精度生活等领域数字式温度仪表数字式温度仪表类型和特点数字式温度仪表直接显示数值，易于读取，使用方便它们精度高，常见类型包括液晶显示、LED显示，以及多种功能，例如数据记录、报可用于精确测量警功能等温度变送器将温度信号转换为标准信号模拟式和数字式变送器广泛应用于工业自动化温度变送器将温度传感器测量的温度信模拟式温度变送器将温度信号转换为模温度变送器广泛应用于各种工业流程，号转换为标准的电流信号或数拟电流信号，数字式变送器则将温度信例如化工、冶金、电力等，用于监测和4-20mA字信号，以便与控制系统进行通信号转换为数字信号控制温度

六、温度控制系统温度控制系统是根据设定目标值，通过调节加热或冷却设备来维持系统温度在一个特定范围内的技术温度控制系统广泛应用于各种工业过程、家用电器、医疗设备等领域温度检测与控制温度传感器温度控制器温度传感器用于检测被控对象温度控制器根据温度传感器传的温度，并将温度信号转换为来的信号，对执行机构发出控电信号制指令，以维持被控对象的温度执行机构执行机构根据控制指令，改变加热或冷却系统的功率，以达到控制温度的目的连续控制和阶梯控制连续控制阶梯控制

1.

2.12连续控制采用连续调节的方阶梯控制采用预先设置的多式，通过改变控制量来实现个温度控制点，通过控制量温度控制的阶梯变化来实现温度控制温度控制算法算法模糊控制预测控制PID比例、积分、微分控制模拟人类的思维过程，处理不确定性信基于模型预测未来的系统行为，进行提息前控制

七、温度控制应用实例温度控制在生活中无处不在，从日常家用电器到复杂的工业生产过程，都离不开精准的温度控制冰箱温度控制恒温控制冷藏冷冻冰箱内部保持稳定低温，防止食物腐败变质冰箱内部分为冷藏和冷冻区域，满足不同温度要求传感器监测温度控制系统传感器实时监测冰箱内部温度，并将数据反根据传感器数据调节制冷系统，保证冰箱温馈给控制系统度稳定热水器温度控制温度传感器控制单元加热元件

1.

2.

3.123热水器使用温度传感器检测水温控制单元根据设定温度和传感器加热元件根据控制单元指令进行数据，控制加热元件加热，使水温达到设定温度工业窑炉温度控制精确控制实时监控自动化控制工业窑炉需要精确控制温度，以确保产使用温度传感器实时监控窑炉内部温度自动化控制系统可以根据温度变化自动品质量和生产效率，并根据设定值进行调节调节燃料供应和空气流量，保持稳定温度。