第二章溫度測量

1、 將兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A和B組成閉合回路稱之為熱電偶。A、B是熱偶絲，也叫熱電極。放在被測對象中，感受溫度變化的那端稱為工作端或熱端，另一端稱為自由端或冷端。當(dāng)熱端和冷端溫度不同時回路中有電流流過，此電流稱為熱電流，產(chǎn)生熱電流的電動勢稱為熱電勢，這種物理現(xiàn)象稱為熱電現(xiàn)象。此熱電勢由接觸電勢和溫差電勢兩部分組成的 （1）接觸電勢: 接觸電勢的大小可用下式表示：式中 e一單位電荷，等于4.80210-10絕對靜電單位； K一波爾茲曼常數(shù)，等于1.3810-28 J / K； NA(t), NB（t）金屬A、B在溫度t時的自由電子密度； TA、B金屬接觸處的絕對溫度，K。（2）溫差電勢:

2、 溫差電勢是同一金屬體兩端溫度不同而產(chǎn)生的。 式中 NA（t）金屬A的電子密度，它是溫度函數(shù)。 為了分析方便，溫差電勢可由下面函數(shù)差來表示：)()(ln)(tNtNeKTteBAABttAAAtdNNeKtte0)(1), (0)() (), (00tetet teAAA(3) 熱電偶回路熱電勢 溫差電勢的產(chǎn)生 回路電勢 熱電偶回路中，如果tt0，NA（t）NB（t），則在回路內(nèi)便產(chǎn)生兩個接觸電勢eAB(t)和eAB(t0)，兩個溫差電勢eA（t，t0）和eB（t，t0），各電勢的方向如圖所示?；芈返目傠妱軪AB(t,t0)等于回路中各電勢的代數(shù)和。即 上式表明熱電偶的熱電勢是熱電偶兩端溫度的

3、函數(shù)之差，其大小取決于熱電偶兩個熱電極材料的性質(zhì)和兩端接點溫度，而與熱電極幾何尺寸無關(guān)。 如果保持熱電偶冷端溫度to恒定不變，對一定材料的熱電偶其eAB（t0）亦為常數(shù)，設(shè)為C，則熱電偶的熱電勢只與熱電偶熱端溫度t有關(guān)，若測得EAB(t,t0) 值，便可知溫度t值，這就是熱電偶測溫原理。即 EAB ( t, t0 )=eAB ( t ) C ), ()(), () (), (0000t tetet tetet tEAABBABAB )()()() () () (), (0000tetetetetetet tEABABABABAB （2）如果兩種導(dǎo)體A和B對另一種參考導(dǎo)體C熱電勢已知，則這兩種導(dǎo)

4、體組成的熱電偶的熱電勢是它們對參考導(dǎo)體熱電勢的代數(shù)和，即 EAB（t，to）=EAC（t，to）ECB（t, to） 參考導(dǎo)體亦稱標(biāo)準(zhǔn)電極，一般選用鉑制成，若已知各種電極與標(biāo)準(zhǔn)電極配成熱電偶的熱電特性，便可按此結(jié)論計算出任意兩電極A、B配成熱電偶后的熱電特性，這樣大大簡化了熱電偶的選配工作。 3、中間溫度定律 熱電偶A、B在接點溫度為t1、t3時的熱電勢等于熱電偶A、B在接點溫度分別為t1，t2和t2，t3時熱電勢的代數(shù)和，即 EAB（t1，t3）EAB（t1，t2）EAB（t2，t3） 由此定律可得如下結(jié)論： （1）已知熱電偶在某一給定冷端溫度下進行的分度，只要引入適當(dāng)?shù)男拚?，就可在另外的?/p>

5、端溫度下使用。該定律為制定和使用熱電偶的熱電勢一溫度關(guān)系 即分度表奠定了理論基礎(chǔ)。因為熱電偶分度表是在冷端溫度t0 =0時熱電勢與熱端溫度的關(guān)系，根據(jù)中間溫度定律便可以算出任何冷端溫度時的熱電勢值。 可得出 EAB（t，0）EAB（t，tn）EAB（tn，0）四、熱電偶的構(gòu)造1、普通型熱電偶 常用的普通型熱電偶本體是一端焊接的兩根金屬絲（熱電極）?？紤]到兩根熱電極之間的電氣絕緣和防止有害介質(zhì)侵蝕熱電極，在工業(yè)上使用的熱電偶一般都有絕緣管和保護套管。在個別情況下，如果被測介質(zhì)對熱電偶不會發(fā)生侵蝕作用，也可不用保護套管，以減小接觸測溫誤差與滯后。 熱電偶的結(jié)構(gòu) 1-熱電偶熱端；2-熱電極；3-絕緣

6、管；4-保護套管；5-接線盒 2、鎧裝熱電偶 鎧裝熱電偶是由金屬套管、絕緣材料和熱電極經(jīng)拉伸加工而成的堅實組合體，其結(jié)構(gòu)如圖所示。套管材料有銅、不銹鋼及鎳基高溫合金等。熱電偶與套管之間填滿了絕緣材料的粉末，目前采用的絕緣材料絕大部分為氧化鎂。套管中的熱電極有單絲的、雙絲的和四絲的，彼此之間互相絕緣 3、薄膜熱電偶 薄膜熱電偶是由兩種金屬薄膜連接而成的一種特殊結(jié)構(gòu)的熱電偶。這種薄膜熱電偶的熱端既小又薄，熱容量很小，可以用于微小面積上的溫度測量；動態(tài)響應(yīng)快，可測量瞬變的表面溫度。我國研制成的鐵一鎳薄膜熱電偶如圖所示， 五、熱電偶冷端溫度處理方法 熱電偶的測溫原理表明：熱電偶的熱電勢是兩個接點溫度的

7、函數(shù)差，只有當(dāng)冷端溫度不變時，熱電勢才是熱端溫度的單值函數(shù)。但在實際應(yīng)用中，熱電偶冷端所處環(huán)境溫度總有波動，從而使測量得不到正確結(jié)果，因此必須對熱電偶冷端溫度變化的影響采取補償措施，使熱電偶的熱電勢只反映熱端溫度（被測溫度）的變化，而不受冷端溫度變化的影響。 六、熱電偶的校驗 熱電偶經(jīng)過長期使用后，由于氧化、腐蝕等原因，其材料的性質(zhì)將會逐漸變化，熱特性也會隨之改變，造成測溫誤差。為此，有必要對熱電偶定期進行校驗，以確定其誤差是否超出規(guī)定的允許誤差。如超出允許誤差則應(yīng)報廢或?qū)⑵錈岫思羧ヒ欢魏笾匦潞附?，再?jīng)校驗合格后才能使用。 熱電偶的校驗有兩種方法。一種是定點法，就是在國際溫標(biāo)規(guī)定的定點溫度（如

8、鋅、銀、金、銻等金屬的相平衡點溫度）下進行校驗。這種方法的特點是精確度高，但設(shè)備復(fù)雜、校驗點數(shù)少，而且校驗操作復(fù)雜。該方法只用于對高精確度的鉑銠一鉑熱電偶的校驗。另一種是比較法，它是廣泛采用的方法，可用于實驗室用和工業(yè)用熱電偶的校驗。 比較法校驗是用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被校熱電偶測同一穩(wěn)定對象的溫度來進行的。一般用管式電爐作為被測對象，通過手動操作或溫度控制器控制調(diào)整電爐的溫度，并穩(wěn)定在預(yù)定的溫度值上。標(biāo)準(zhǔn)熱電偶一般采用比被校熱電偶精確度更高的鉑銠10-鉑熱電偶。 第二節(jié)第二節(jié) 熱電阻測溫?zé)犭娮铚y溫 工業(yè)上廣泛應(yīng)用電阻溫度計來測量200 500 之間的溫度。電阻溫度計的特點是準(zhǔn)確度高；在中低溫下（ 5

9、00以下）測溫, 它的輸出信號比熱電偶的要大得多,故靈敏度高；電阻溫度計的輸出是電信號，因此便于信號的遠(yuǎn)傳和實現(xiàn)多點切換測量。 電阻溫度計由熱電阻、顯示儀表和連接導(dǎo)線組成，熱電阻由電阻體、絕緣管和保護套管等主要部件組成。一、測溫原理 根據(jù)材料不同，測溫?zé)犭娮杩煞譃榻饘俸桶雽?dǎo)體熱電阻兩種。實驗證明，大多數(shù)金屬導(dǎo)體當(dāng)溫度升高1時，其阻值要增加0.40.6，半導(dǎo)體的阻值要減小36。正是由于導(dǎo)體和半導(dǎo)體的電阻值會隨溫度而變化，因此測量它們的電阻值變化便可達(dá)到測溫的目的。 電阻溫度系數(shù)的定義是：溫度變化l時電阻值的相對變化量，用來表示，單位是-1，根據(jù)定義，用下式表示： 一般材料的溫度系數(shù)并非常數(shù)，在不

10、同的溫度下具有不同的數(shù)值。因此常用（R100R0）（R0100）代表0100之間的平均溫度系數(shù)，其中R100表示100時的電阻值，R0表示0時的電阻值。電阻溫度系數(shù)越大，熱電阻的靈敏度越高，測量溫度時就越容易得到準(zhǔn)確的結(jié)果。 dtdRRdtRdR1二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻1、 鉑電阻 特點是穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、性能可靠，在還原性氣氛中，特別是在高溫下很容易被還原性氣體污染，鉑絲將變脆，并改變了電阻與溫度間的關(guān)系； 鉑的純度常以R100/R0來表示。對于工業(yè)用鉑電阻，規(guī)定其R100/R0為1.385； 分度號：Pt10和Pt 100； 鉑電阻的溫度特性可用下列二式表示：在一2000之間 Rt=R0 1

11、+ At + Bt2 + Ct3(t-100) 在 0 850之間 Rt=R0 (1 + At + Bt2) 以上兩式中 Rtt時的電阻值； R00時的電阻值； A， B， C常數(shù)，對于工業(yè)用鉑電阻，A 3.9080210-3 -1， B 5.80210-7 -2 , C= 4.2735010-12 -4 2、銅電阻 特點：銅電阻的電阻值與溫度的關(guān)系幾乎是線性的，它的電阻溫度系數(shù)也比較大，而且材料容易提純，價格比較便宜，所以在一些測量準(zhǔn)確度要求不是很高、而且溫度較低的場合，可使用銅電阻，它的測量范圍是一50 150。銅電阻的缺點是：在250以上容易氧化，因此只能用在低溫及沒有腐蝕性的介質(zhì)中；銅

12、的電阻率比較小，做成一定阻值的熱電阻時體積就不可能很小。純度：我國規(guī)定工業(yè)用銅電阻的R100/R01.428。 分度號：銅電阻的分度號是Cu50和Cul00，表示其R0分別為50及100。 分度關(guān)系：銅電阻在其測量范圍內(nèi)的溫度特性可用下式表示： Rt=R0 (1 + At + Bt2 +Ct3) 式中 Rtt時的電阻值； R00時的電阻值 A， B， C常數(shù)，對于工業(yè)用銅電阻，A 4.2889910-3 -1 , B 2. 13310-7 -2 ， C1.23310-9 -3 。 由于銅電阻的特性在 0100 之間基本上是線性的，所以在 0 100之間的溫度特性可以用下式表示： Rt=R0 (

13、1 + t）式中 0 100之間的溫度系數(shù)，等于 4.28 10-3 -1 。3、鎳電阻 鎳電阻的溫度系數(shù)較大，因此其靈敏度比鉑和銅的高。當(dāng)溫度超過200時，具有特異點，因此規(guī)定鎳電阻的使用溫度范圍為一 60 180 。鎳電阻的電阻比R100/R01.617。由于鎳電阻的制造工藝較復(fù)雜，很難獲得相同的鎳絲，因此它的測量準(zhǔn)確度比鉑電阻低，制定標(biāo)準(zhǔn)很困難，我國雖已規(guī)定它為標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻，但尚未制訂出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)分度表。它的分度號有Ni 100，Ni 300，Ni 500。對Ni 100而言，它的溫度特性為 Rt=100 + At + Bt2 +Ct4 式中：A，B，C為常數(shù)，對于R100/R0 1.6

14、18的鎳電阻， A 0.5485-1； B 0.66510-3 -1；C 2.80510-9-4 。三、工業(yè)用熱電阻的結(jié)構(gòu) 工業(yè)用熱電阻的外形和熱電偶基本相同，它由熱電阻體、引出線、絕緣骨架、保護套管、接線盒等部分組成。其中保護套管和接線盒的外形及其功能、要求和熱電偶基本相同，就不另作介紹了。 1、絕緣骨架， 絕緣骨架是用以纏繞、支撐和固定熱電阻絲的支架。它的質(zhì)量影響熱電阻的技術(shù)性能。 2熱電阻體 3、引出線 （l）兩線制 （2）三線制 （3）四線制 4、鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是將熱電阻體（感溫元件）焊到由金屬保護套管、絕緣材料和金屬導(dǎo)線三者經(jīng)拉伸而成的細(xì)管導(dǎo)線上形成的，然后在外面再焊一段短管

15、做保護套管，在熱電阻體與保護套管之間填滿絕緣材料，最后焊上封頭，其結(jié)構(gòu)如圖所示。 5、膜式鉑電阻 為了提高鉑電阻的抗震性和響應(yīng)速度，研制出了膜式鉑電阻。它分厚膜的與薄膜的兩種。厚膜鉑電阻是在一陶瓷基片上印制出條狀鉑膜形成的。由于鉑膜很薄，又在陶瓷基片表面上，所以測溫響應(yīng)時間很小，約為0.1s。薄膜鉑電阻則是利用真空鍍膜的方法將鉑鍍在陶瓷基片上形成的，其形狀與厚膜的差不多，只是尺寸更小，響應(yīng)時間更短。 6、帶熱電阻、熱電偶的一體化溫度變送器 近幾年國內(nèi)外還生產(chǎn)一種所謂帶熱電阻、熱電偶的一體化溫度變送器，它和上述標(biāo)準(zhǔn)熱電阻或熱電偶的不同之處，在于采用一個專用集成電路把熱電阻或熱電偶的輸入信號（電阻

16、或電勢）轉(zhuǎn)變成420mA的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號，其中與熱電偶相配用的集成電路還有冷端溫度補償性能。有的專用集成電路還具有線性化功能，即將標(biāo)準(zhǔn)熱電阻的電阻與溫度之間的非線性關(guān)系轉(zhuǎn)變成變送器輸出電流（ 420mA）與被測溫度之間的線性關(guān)系，或使熱電偶所感受的溫度與變送器輸出電流（420mA）之間呈線性關(guān)系。專用集成電路的體積很小，因而可裝在熱電阻或熱電偶的接線盒內(nèi)。這種集成電路的供電電壓一般為直流24 V，多采用二線制，即供電線也就是輸出信號線。一體化熱電阻（熱電偶）可省略過去常采用的溫度變送器。還有一種熱電阻（熱電偶）一體化溫度變送器，其接線盒的體積增大，可裝入一只動圈表頭，直接顯示所測溫度值，也可以裝

17、上用液晶顯示的表頭，用數(shù)字顯示所測溫度值。裝有顯示儀表的一體化溫度變送器可以就地顯示溫度值。這種一體化溫度變送器可應(yīng)用于具大量溫度測點的集控系統(tǒng)。 第三節(jié)第三節(jié) 非接觸式測溫儀表非接觸式測溫儀表 非接觸式測溫儀表的任何部分都不與被測對象接觸，它通過測量物體的輻射能或與輻射能有關(guān)的信號來實現(xiàn)溫度測量，因此又稱為輻射式測溫儀表。特點：不存在因接觸傳熱而產(chǎn)生的測溫傳熱誤差；理論上講，測溫上限不受測溫傳感器材料的限制，可高達(dá)2000以上；動態(tài)性能好，反應(yīng)快等。因低溫下物體的輻射能力很弱，因此輻射式儀表多用來測700以上的高溫。但用紅外測量儀表，也可測低達(dá)100左右的溫度。一、輻射測溫的基本原理 熱輻射

18、理論是輻射式測溫儀表的理論依據(jù)。在溫度測量中，主要涉及的波長范圍是可見光與0.7620m的紅外光區(qū)。 輻射出射度是指物體單位表面積在單位時間內(nèi)所發(fā)射的全部波長范圍的輻射能量的總和，并以符號M表示。如物體單位表面積單位時間內(nèi)在波長處的d波段內(nèi)所輻射的能量為dM，則把稱為物體在波長處的光譜輻射出射度（又稱單色輻射出射度）。顯然輻射出射度M與光譜輻射出射度M之間存在如下關(guān)系：0dMM1、全輻射體（絕對黑體，簡稱黑體）的熱輻射 全輻射體的光譜輻射出射度與溫度的關(guān)系符合普朗克公式式中 h普朗克常數(shù)，h=6.62610-34 Js； c真空中的光速，c=2.998108 ms； k玻爾茲曼常數(shù)，k=1.3

19、8 10-23 JK； c1普朗克第一輻射常數(shù)，c1 =3.741310-16 Wm2 c2普朗克第二輻射常數(shù)，c2 =1.438810-2 mK。 在溫度T3000K和可見光波長（波長較小）范圍，該公式可以簡化成維恩公式全輻射體的輻射出射度可由斯忒藩一玻爾茲曼定律確定： 式中 M全輻射體的輻射出射度，Wm2； 斯忒藩一玻爾茲曼常數(shù)，= 可見，輻射出射度M0 是溫度的單值函數(shù)，二者一一對應(yīng)，這是輻射高溫計的理論依據(jù)。 12502kThcehcM151012TcecMTcecM25100400TdMM2、實際物體的熱輻射 由物體輻射有關(guān)的原理，實際物體（即非全輻射體、非黑體）的光譜輻射出射度與溫

20、度、波長的關(guān)系為 MM0 式中 M波長下實際物體的光譜輻射出射度； 實際物體在波長下的光譜發(fā)射率（光譜黑度）。把M0公式代入上式，得同樣，可得實際物體的全輻射出射度為 MM0T4 式中 M實際物體的全輻射出射度； 實際物體的全輻射發(fā)射率（發(fā)射率）。 實際物體的光譜發(fā)射率和發(fā)射率均小于1，它們的大小與物體的材料、表面情況以及物體的溫度有關(guān)，還隨波長而改變。各種物體的和值一般只能通過實測求得。 輻射式測溫儀表可分為兩大類。一類以某一波長下的光譜輻射（又稱單色輻射）理論為基礎(chǔ)，有光學(xué)高溫計、光電高溫計及比色高溫計、紅外測溫儀等；另一類以全輻射理論為基礎(chǔ)，全輻射高溫計及部分輻射高溫計屬于此類。 Tce

21、cM251 二、光學(xué)高溫計 這是一種以光譜輻射原理為依據(jù)的測溫儀表，已經(jīng)過長期使用，現(xiàn)仍在廣泛應(yīng)用。 在可見光的波長范圍（0.350.75m）內(nèi)，高溫物體的熱輻射以光的形式表現(xiàn)出來，輻射的強度與光的亮度之間有一定的關(guān)系。在某一波長下的光譜輻射亮度（又稱單色亮度）與同一波長下的光譜輻射出射度成正比。對全輻射體其關(guān)系為對實際物體有 在可見光波長范圍內(nèi)的某一波長下，對一個確定的物體（可近似認(rèn)為已固定不變），其光譜輻射亮度（即單色亮度）與溫度之間存在單值對應(yīng)關(guān)系。利用這個性質(zhì)即可測溫，但直接測光譜輻射亮度較難實現(xiàn)，光學(xué)高溫計采用了下面所述的亮度比較的方法。 0001McMLML1TcecML21511

22、 在光學(xué)高溫計中裝一只比較亮度用的燈泡，流過燈絲的電流可人為調(diào)整，以改變其亮度。該燈泡的光譜輻射亮度與其燈絲的電氣參數(shù)（電流、電壓降或電阻）之間有已知的確定關(guān)系，因此測出其電氣參數(shù)即知其亮度，進而可知溫度值。工作時，在某一波長下用燈絲的光譜輻射亮度與被測物體的光譜輻射亮度進行比較。通過改變燈絲電流人工調(diào)整燈絲的亮度，使二者亮度相等，最終實現(xiàn)溫度測量。 一種國產(chǎn)WGGZ型光學(xué)高溫計，這是一種使用較廣的隱絲式光學(xué)高溫計，其結(jié)構(gòu)原理圖所示。 整個光學(xué)高溫計由光學(xué)系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)兩部分組成。光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡、目鏡、燈泡、紅色濾光片、灰色吸收玻璃等。物鏡和目鏡均可移動、調(diào)整，移動物鏡可把被測物體的成像落在

23、燈絲所在平面上。移動目鏡是為了使人眼同時清晰地看到被測物體與燈絲的成像，以比較二者的亮度。紅色濾光片的作用是與人眼構(gòu)成“單色器”，以保證在一定波長（0.66 m左右）下比較二者的光譜輻射亮度?；疑詹Ａе挥性谛钄U展測溫量程時才插入使用。電氣系統(tǒng)包括燈泡、電源、調(diào)整電阻及測量線路。調(diào)整電阻可改變燈絲電流，以調(diào)整燈絲的亮度。測量線路用來測量與燈絲亮度相應(yīng)的燈絲的電流、電壓降或電阻等電氣參數(shù)，并最終顯示溫度示值。 使用光學(xué)高溫計時，人眼看到的圖像如圖2-26所示。在被測對象的背景上有一根燈絲，如看到的是暗的背景上亮的燈絲，則說明燈絲亮度高于被測物體，應(yīng)調(diào)整燈絲電流使其亮度降低；如背景亮而燈絲發(fā)黑，

24、則燈絲亮度比對象低，應(yīng)調(diào)整增高燈絲亮度。直到燈絲隱滅而看不清（即燈絲頂部與對象分不清），則說明二者亮度相等，即可讀取測量結(jié)果了。 WGGZ型光學(xué)高溫計結(jié)構(gòu)原理圖 l一物鏡；2灰色吸收玻璃；3一燈泡；4一目鏡； 5一紅色濾光片；6一顯示儀表 燈絲與物像亮度比（a）燈絲亮度低（b）燈絲亮度偏高（c）燈絲和物象亮度一致（燈絲隱滅） 光學(xué)高溫計具有結(jié)構(gòu)簡單、測溫上限高、在輻射式溫度計中精確度與靈敏度均最高等優(yōu)點。不足之處是亮度比較的判斷及調(diào)整均要人工進行，不能連續(xù)自動進行測量，同時帶來人員的主觀誤差。另外，由于人眼只能看到可見光，這限制了被測物體的溫度不能低于700。光學(xué)高溫計的幾個有關(guān)問題 : (1

25、）亮度溫度與示值的修正 根據(jù)光譜輻射的原理，在光譜輻射亮度（即單色亮度）相等的條件下，發(fā)射率不同的物體其溫度并不相等。為此引出“亮度溫度”的概念：如全輻射體的單色亮度與溫度為T的實際物體的單色亮度相等，則全輻射體的溫度稱為該實際物體的亮度溫度，并以Ts表示。根據(jù)亮度溫度的定義，可推導(dǎo)物體實際溫度T與其亮度溫度的關(guān)系：由于 L= L0即 sTcTcecec22515111經(jīng)整理可得 因為一般物體1，所以 TTs 。 光學(xué)高溫計的標(biāo)尺是直接按溫度刻度的，即可直接讀出溫度值，而且分度是按全輻射體（即 =1）的條件進行的，因此儀表顯示的溫度值實際上是在對應(yīng)亮度下全輻射體的溫度，也即亮度溫度Ts 。在測

26、實際物體溫度時，光學(xué)高溫計的溫度示值必須修正. （2）單色器 光學(xué)高溫計必須在某一定的波長下進行單色亮度比較。從理論上講，要求在這一波長附近，波長范圍不能過寬（否則不滿足單色條件），從靈敏度考慮，波長范圍又不能過于狹窄。光學(xué)高溫計采用紅色濾光片與人眼構(gòu)成了“單色器”，使人眼只能觀察到波長為0.60.7m范圍的紅色可見光（如圖陰影部分），其平均波長約為0 .66m。 人眼與紅色濾光片配合的視見光譜范圍 1一人眼相對視見函數(shù)曲線； 2一紅色濾光片光譜透過率曲線22lncTTcTss（3）灰色吸收玻璃 光學(xué)高溫計采用的是鎢絲燈泡，當(dāng)溫度高達(dá)1400時，鎢絲會發(fā)生升華使燈泡的性能改變。這就限制了光學(xué)高

27、溫計的測溫上限。光學(xué)高溫計附加了灰色吸收玻璃，單色光透過這種玻璃時其吸收作用會使亮度減弱。在結(jié)構(gòu)上把灰色玻璃置于物鏡與燈絲之間，這樣人眼觀察到的是燈絲的亮度和被灰色玻璃削弱了的被測物體的亮度,在燈絲溫度不超過1400的情況下能測量更高的溫度。 （4）影響光學(xué)高溫計測量精確度的因素 影響光學(xué)高溫計測量精確度的因素比較多，主要有以下幾個： 1）發(fā)射率的影響 2）中間介質(zhì)的影響 三、光電高溫計 光電高溫計是在光學(xué)高溫計基礎(chǔ)上發(fā)展起來的能自動連續(xù)工作的測溫儀表，它依據(jù)的也是光譜輻射亮度的原理。其傳感器是能感受光譜輻射亮度變化的光電檢測器件，它把亮度信號轉(zhuǎn)換成電信號，將電信號放大后測量，最后顯示溫度。

28、光電高溫計由光學(xué)系統(tǒng)與測量、放大顯示兩大部分組成。不同的光電高溫計有不同的測量方式，結(jié)構(gòu)方案也不相同。這里介紹的國產(chǎn)WDL一31型光電高溫計，其原理系統(tǒng)圖如圖所示。 光電高溫計具有以下優(yōu)點。 （l）既可在可見光，又可在紅外光波長下工作，有利于用輻射法測低溫； （2）分辨率高，光學(xué)高溫計最高為0.5，而光電高溫計可達(dá)0.010.05； （3）精確度高，由于采用性能良好的干涉濾光片（或單色器），提高了儀表的單色性，因而不確定度減小。例如，2000時的不確定度可小到土0.25； （4）可連續(xù)自動測量，響應(yīng)快。 四、比色高溫計 它根據(jù)被測物體在兩個不同波長下的光譜輻射出射度的相互比值與被測溫度的關(guān)系，通過測二者的比值進而測知被測溫度。 根據(jù)光譜輻射的維思公式，同一物體在波長分別為1和2下的光譜輻射出射度的比值為 TcTcececMM22125211511212121221122ln5ln)11(MMcT1212211)11(lncTcT以WDS-型比色高溫計為例，具體介紹比色高溫計的工作原理。 WDS型光電比色高溫計的光路系統(tǒng)1一物鏡 2一平行平面玻璃 3一