温度测量文献综述和参考文献

2024年2月23日发(作者：席间)

温度测量文献综述和参考文献

但是呢，要把温度统一起来还是容易实现的，而要把统一的温标建立起来就并不是那么的容易了。历史上曾建立的几个不同温标的过程和状况大致如下.出生于德国,生活在荷兰的物理学家华伦海特在1709年用酒精,在1714年用水银作为测温物质制造了比较精确的温度计.他把水、冰和海盐混合物(即结冰的盐水混合物)的温度定为零点,把健康人的血液的温度(人的正常体温)定为另一个固定点,其间分为4义24一96等份,每一等份为一度,按照他的这种分法,水的冰点就定为32度,标准大气压的水的沸点就是212度,期间正好相差180度,这就是现在所说的华氏温标.在这一温标上,人的正常体温为96度。用华氏温标表示的温度叫华氏温度,用tF表示,单位叫华氏度,符号为下.华氏温标在当时立即被英国和荷兰采用.直到现在,这种温标仍在英国、美国、加拿大、南非、澳大利亚和新西兰等国使用.华伦海特生于德国商人家庭,是家中的长子,年纪轻轻就不得不继承父业,学习经商.但自然科学对他的吸引力远远大于商业,所以在1706年完成学业后,他就完全献身于物理学的研究工作.1714年他成功地设计了两种酒精温度计.1724年,他发表了关于制造温度计的方法等文章,并作了一次关于水银温度计的报告,于当年被选为皇家学会会员.他还成功设计了新型的液体比

重计和带气压表的温度计.1730年法国人列缪尔认为水银的膨胀系数太小,不宜做测温物质,他专心研究用酒精作为测温物质的优点.他通过实验发现,若取含15/水的酒精的体积在水的冰点这一温度时为100。份,则当温度达到水的沸点时其体积就变为108。份.因此,他把水的冰点定为零度,水的沸点则定为第二个固定点,期间分成80等份,每一等份为一度,这样,水的沸点就是80度.这样 :

开尔文这位热力学第二定律的创始人，最受尊敬的物理学家，创立了一种不依赖任何测温质(当然也就不依赖任何测温质的任何物理性质)的绝对真实的绝对温标，也叫开氏温标或热力学温标。

开氏温标是根据卡诺循环定出来的，以卡诺循环的热量作为测定温度的工具，即热量起着测温质的作用。正因为如此，我们又把开氏温标叫做热力学温标。卡诺循环描绘了理想热机的基本图案，具有巨大的理论意义。卡诺循环象迷雾中的灯塔，给出了热机效率的上限。

卡诺证明，等温线上的各温度之比等于卡诺循环在这些等温线上所吸收的和所放出的热量之比。根据卡诺定理，可逆的卡诺循环不受循环物质(工作物质)的影响，因此，这个比式对任何工作物质都成立。正是这个比式，使开尔文发现了一种测量温度的新思路：用热量作为温度的量度(热量Q起着测温质的作用)，而不需要任何实际的测温质，从而不

必考虑测温质的物理属性了。这样，在温度测定中，由于测温质及其物理性质的不同而带来的许许多多不可避免的影响就完全消除了。这就使开氏温标具有所有其他温标所不具有的优点，使温度的测定具有真实的绝对的值。这是一个平常的发现(因为它来自卡诺循环)，但它又是一个伟大的发现。以卡诺循环为基础建立起来的绝对温标，在理论上是完整而准确的；在效果上，它结束了测温技术中长期存在的混乱局面，的)，开尔文用的办法是测定晶体的熔解质量，熔解质量的大小是和熔点为τ 1时吸收的熔解热成正比的。可以改变施于晶体上的压强而能使晶体在一系列不同的温度下熔解，这样相应一系列不同的熔解质量，就有一系列不同时熔解热。这些熔解热的比与各相应的熔点温度之比是相等的。但是尽管如此，还不能单一地去确定温度，因为比式中的热量之比只能确定温度的比值。这一问题，只要人为地选定一个参考点就可以解决。第十一届国际计量大会(1960年)规定以纯水的三相点的温度定为开氏温标的参考点，规定其温度为273.15K(而不叫“度”)，1K等于水的三相点的热力学温度的1/273.15，热力学温标被定为基本温标，热力学温度被作为基本温度，符号是T，单位是开尔文，简写为开，以K表示之，热力学温标的零点叫绝对零度(0K)，于是热力学温标就完全确定了。

热力学温标取水的三相点为固定参考点，这比其它温标

选取冰点、熔点、沸点要优越得多。因为水的三相点是指纯水以冰、水、蒸汽的平衡混合物而存在时的那个状态只要在没有空气的密闭容器内，这个状态的温度就是确定不变的，它不依赖于压强，所以它是最客观的参考点。如果我们要测某一个物体的温度，可用任何一种工质的卡诺热机当作温度计，使卡诺热机运转于欲测物体(欲测其温度T)和273.15K的热库之间，测出吸收和放出的热量Q和Q0之比，则温度为：

从以上的讨论可知，一支“热力学温度计”就是可逆的卡诺热机，这在理论上是说得通的，但在技术上却很困难。因此，摆在人们面前的另一个任务是，寻找一种代用办法去测定热力学温度，这种代用办法要保证测量简便而易行，要保证测得的数值足够精确，要保证非常接近热力学温标的数值。人们发现“理想气体温标”（是实际采用的另一种标准温标，简称气体温标，它以理想气体作测温质，以其定容条件下的压强或定压条件下的体积为测温特性，以水的三相点的温度为参考点并严格规定三相点的温度为273.15K“开尔文”每一开的间隔与热力学温标相同)，在它所确定的温度范围内和热力学温标完全一致，热力学温标可以借助理想气体温标付诸实施，这就使热力学温标取得了现实意义。在实际计量中：在很大的温度范围内是用理想气体温度计去测量物体的热力学温度的，正是这个缘故，在温度计量中也用T

表示理想气体温度，也用“开”作为它的单位。

第十一届国际计量大会(1960年)废除了原先的摄氏温标，规定了新的摄氏温标。新规定的摄氏温标是由热力学温标导出的，定义t=T-273.15，即规定热力学温度的273.15K为摄氏温标的零点写成0℃，摄氏1温度的单位仍叫摄氏度，写成x℃；摄氏温差1度与热力学温差1开相等。1968年国际计量委员会根据1967年第十三届国际计量大会决议，公布了《1968年国际实用温标》（缩写为IPTS—1968），并规定它从1969年起在国际上生效。我国是由1973年1月1日起采用IPTS—1968的。

开尔文用热力学温标——与任何测温物质无关的温标得到了绝对零度，因此，绝对零度这一重要概念对所有物质都成立，它和选用什么物质及什么物理性质都没有关系。以绝对零度作为温标的起点，这在温度测量中的影响是深远的，这种温标没有上限。自然可以设想，不论何时，测量一个很高的温度时，一个更高的温度将存在，并且也有可能达到。这与绝对零度不同，因为再也没有比绝对零度更低的温度了。虽然在我们能获得的每个低温下面，还能达到比它更低的温度，经过每一步接近绝对零度的努力，我们与零点的距离减小了，最终必然到达一个有趣的小的分数度，就是说可以和绝对零度无限接近。但是，终究不能达到绝对零度，这是热力学第三定律的结论。“绝对温标”和“绝对零度”

这两个“绝对”的含义可以这样理解：前者是指开氏温标与任何测温质都没有关联，因而这种温标是“绝对”的；后者是指绝对零度是一个不可超越的界限，而且对所有物质都成立，因而这个度数是“绝对”的

参考文献

[1] Corduan N, Himbart T, Poulachon G, et al. Wear

mechanisms of new tool materials for Ti-6AI-4V

[2] high performance machining[J]. CIRP

Annals-Manufacturing Technology, XX, 52(1): 73-76.

[3] Kahlef J.F, Field M, Harvey S.M. High Speed

Machining Possibilities and Needs. Annals of CIRP. 1978,

27(2):551-558

[4] 机械测试工程技术 第二版 陈花玲主编 机械工业出版社XX.7

[5]彭立，张建洲，王少华. 自适应温度控制系统的研制[J]东北师大学报(自然科学版), 1994,(01) .

[6] 俞胜扬. 环境湿热实验箱加湿系统的改进[J]电测与仪表, XX,(02) . [7] Jack Shandle. 即将来临的32位浪潮——ARM构架在32位微控制器领域的应用[J]单片机与嵌入式系统应用, XX,(03) .

[8] 刘侃 ,张永泰 ,刘洛琨. ARM程序设计优化策略与技术[J]单片机与嵌入式系统应用, XX,(04) .

[9] 王小飞,袁涛,张铁冰. 铂电阻测温仪的设计与实现[J]电子技术应用, XX,(09) .

[10] 刘镇,姜学智,李东海. PID控制参数整定方法[J]电子技术应用, 1997,(05) .

[11] 魏铭炎. 日本及其TABAI ESPEC公司环境试验设备研制和生产概况[J]电子产品可靠性与环境试验,

1995,(01) .

[12] 刘建明. “四综合”系统试验应力控制方法研究[J]电子产品可靠性与环境试验, XX,(S1) .

[13] 江孝国,王婉丽,祁双喜. 高精度PID温度控制器[J]电子与自动化, XX,(05) .