一、什么是温度？

温度是描述系统中不同自由度之间能量分布状况的基本物理量，也是判断一个系统是否与其他系统处于热平衡状态的重要宏观参数，反映了物质的冷热程度。

温度的本质特性：

当两个冷热程度不同的物体接触时，会发生热量传递。经过一段时间换热后，两者将达到热平衡状态，此时它们的温度相等。可见，温度的概念是建立在热平衡的基础之上的。

二、常见温标

1. 摄氏温标（℃）
   以标准大气压下，纯水的冰点为0℃，沸点为100℃，在此之间划分为100等份，每份为一摄氏度。

2. 华氏温标（℉）
   以标准大气压下，纯水的冰点为32℉，沸点为212℉，中间分为180等份。
   换算公式：
     C = (F – 32) × 5/9
     F = C × 9/5 + 32

3. 热力学温标（开尔文，K）
   以分子热运动完全停止的温度为绝对零度，设定为0K。与摄氏温标的换算关系为：
     K = C + 273.16

三、温度检测方式

1. 接触式测温

通过温度敏感元件与被测对象直接接触，换热后达到温度一致。
常见仪器包括：

• 膨胀式温度计

• 热电偶

• 热电阻温度计

• 其他基于不同原理的温度计

2. 非接触式测温

通过感应辐射能量来估算物体温度，适用于高温、运动或不便接触的场合。
常见仪器包括：

• 辐射式温度计

• 光电式温度计

• 比色温度计

• 红外温度计

工业中常用的是接触式温度计，如热电阻、热电偶、双金属温度计等。特殊场合还使用表面热电偶、多点热电偶、埋入式测温探头等。

四、常用温度计介绍

1. 双金属温度计

由两种膨胀系数不同的金属薄片复合焊接而成。当温度升高时，双金属片因膨胀不同而产生弯曲，弯曲程度与温度成正比。适用于测量气体、液体和蒸汽的温度，价格低廉，但精度较低，仅用于现场温度指示。

2. 热电偶

基于热电效应（塞贝克效应）：当两种不同导体连接形成回路，且两端温度不同，回路中将产生热电势。热电势大小与材料及温差有关。

热电偶测温范围宽广（-270℃~1800℃），广泛应用于工业中。使用时需进行冷端补偿，否则会因冷端温度变化引起误差。常规做法是将冷端置于温度恒定区域，再进行补偿计算。

热电偶的优点：

• 响应快，动态误差小

• 可弯曲安装

• 机械强度高，耐压好

• 测量范围广

典型热电偶类型与特点：

五、热电阻

热电阻利用金属电阻随温度变化的原理进行测温。适合测量 -200～450℃ 范围的温度，结构包括电阻体、绝缘层、保护套管和接线盒。

常见热电阻分度号：

Pt100计算公式：
  Rt = R × (1 + ∈ × △t)
其中 ∈ ≈ 0.00385，Rt 为当前温度下的电阻值，R 为0℃时的电阻值。

接线方式：

• 两线制：结构简单，但误差大

• 三线制、四线制：能有效消除引线电阻带来的误差，推荐工业应用中使用

六、安装注意事项

• 测点位置选择合理：避免阀门、弯头或死角，保证测量准确

• 插入深度：保护管应深入管道中心线5~10mm以上

• 插入方向：应迎流或垂直流向安装，确保良好热接触

七、温度变送器

温度变送器可将热电偶、热电阻等传感器信号转换为标准化输出（如4-20mA），便于远传与自动控制。

主要功能设置包括：

• 输入类型设定（热电偶、热电阻、mV等）

• 零点/量程/单位/阻尼/补偿等调节

• 支持单/双传感器输入，用于冗余、平均值或温差测量