第三章第二節(jié)熱電阻溫度測(cè)量

1、第第3 3章章 溫度檢測(cè)溫度檢測(cè)p溫度溫度（temperature）是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的主要工是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的主要工藝參數(shù)之一。藝參數(shù)之一。主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：測(cè)溫方法及溫標(biāo)測(cè)溫方法及溫標(biāo)接觸式測(cè)溫接觸式測(cè)溫-熱電偶熱電偶* *、熱電阻、熱電阻* *、集成溫度傳、集成溫度傳感器感器非接觸式測(cè)溫非接觸式測(cè)溫-輻射測(cè)溫原理、輻射測(cè)溫儀表輻射測(cè)溫原理、輻射測(cè)溫儀表光纖溫度傳感器光纖溫度傳感器-液晶、熒光、半導(dǎo)體光纖溫液晶、熒光、半導(dǎo)體光纖溫度傳感器及光纖輻射溫度計(jì)度傳感器及光纖輻射溫度計(jì)測(cè)溫實(shí)例測(cè)溫實(shí)例溫度計(jì)的分類(lèi)：溫度計(jì)的分類(lèi)：按物理性質(zhì)分：按物理性質(zhì)分：v物質(zhì)的熱膨脹與溫度的關(guān)系物質(zhì)的熱膨脹與溫

2、度的關(guān)系固體膨脹溫度固體膨脹溫度計(jì)計(jì)（雙金屬雙金屬）、）、液體膨脹溫度計(jì)液體膨脹溫度計(jì)（玻璃水銀玻璃水銀）、）、氣體膨氣體膨脹溫度計(jì)脹溫度計(jì)（壓力表式壓力表式）v利用金屬或半導(dǎo)體阻值與溫度的關(guān)系利用金屬或半導(dǎo)體阻值與溫度的關(guān)系熱電熱電阻阻（鉑、銅等鉑、銅等）v利用熱電效應(yīng)利用熱電效應(yīng)熱電偶熱電偶（兩種不同金屬導(dǎo)體在兩兩種不同金屬導(dǎo)體在兩個(gè)端點(diǎn)上互相接觸，當(dāng)其兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，回路中個(gè)端點(diǎn)上互相接觸，當(dāng)其兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)）v利用物體的輻射能與溫度的關(guān)系利用物體的輻射能與溫度的關(guān)系輻射溫度輻射溫度計(jì)計(jì)（輻射能與溫度存在一定的關(guān)系，如光電高溫計(jì)輻射能與溫度存在一定

3、的關(guān)系，如光電高溫計(jì)）需要電源激勵(lì)、有自熱現(xiàn)象，影響測(cè)量精度。需要電源激勵(lì)、有自熱現(xiàn)象，影響測(cè)量精度。測(cè)溫原理測(cè)溫原理利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性。利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性。特點(diǎn)特點(diǎn)：金屬熱電阻穩(wěn)定性高、互換性好、準(zhǔn)確高；信號(hào)可金屬熱電阻穩(wěn)定性高、互換性好、準(zhǔn)確高；信號(hào)可遠(yuǎn)傳、靈敏度高、無(wú)需參比溫度。遠(yuǎn)傳、靈敏度高、無(wú)需參比溫度。分類(lèi)分類(lèi)按制造按制造材料材料分成分成金屬熱電阻金屬熱電阻和和半導(dǎo)體熱電阻半導(dǎo)體熱電阻按是否有國(guó)家統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表分為按是否有國(guó)家統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表分為標(biāo)準(zhǔn)化和非標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化和非標(biāo)準(zhǔn)化按按用途用途分為分為工業(yè)用的、精密的和標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)用的、精密的和標(biāo)

4、準(zhǔn)的熱電阻熱電阻按按結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分為分為普通的、鎧裝的和薄膜普通的、鎧裝的和薄膜熱電阻熱電阻3.2.23.2.2 熱電阻熱電阻(thermo-resistance)測(cè)溫測(cè)溫薄膜型及普通型鉑熱電阻薄膜型及普通型鉑熱電阻 小型鉑熱電阻小型鉑熱電阻 防爆型鉑熱電阻防爆型鉑熱電阻 汽車(chē)用水溫傳感器及水溫表汽車(chē)用水溫傳感器及水溫表 銅熱電阻銅熱電阻 1 1、材料選擇要求、材料選擇要求 電阻與溫度變化成單值連續(xù)關(guān)系，最好是線性；電阻與溫度變化成單值連續(xù)關(guān)系，最好是線性； 有盡可能大的電阻溫度系數(shù)；電阻溫度系數(shù)為：有盡可能大的電阻溫度系數(shù)；電阻溫度系數(shù)為：電阻率大，減小元件尺寸，減小慣性；電阻率大，減小元件尺寸

5、，減小慣性；R R0 0很重要；很重要；在測(cè)溫范圍內(nèi)物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；在測(cè)溫范圍內(nèi)物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；復(fù)現(xiàn)性好，復(fù)制性強(qiáng)，是易得到高純物質(zhì)，價(jià)格廉。復(fù)現(xiàn)性好，復(fù)制性強(qiáng)，是易得到高純物質(zhì)，價(jià)格廉。目前使用較多的熱電阻材料為銅、鉑目前使用較多的熱電阻材料為銅、鉑。一、金屬熱電阻一、金屬熱電阻2 2、工業(yè)熱電阻、工業(yè)熱電阻鉑熱電阻鉑熱電阻n特點(diǎn)：特點(diǎn)：鉑熱電阻的精度高，體積小，測(cè)溫范圍寬，鉑熱電阻的精度高，體積小，測(cè)溫范圍寬，穩(wěn)定性好，再現(xiàn)性好，但是價(jià)格較貴。穩(wěn)定性好，再現(xiàn)性好，但是價(jià)格較貴。n電阻與溫度電阻與溫度的關(guān)系為：的關(guān)系為：n使用范圍：使用范圍：為為-200-200850850，00電阻值電

6、阻值R R0 0選用選用1010和和100100兩種，兩種，分度號(hào)分度號(hào)為為Pt10Pt10和和Pt100Pt100。銅熱電阻銅熱電阻n特點(diǎn)：特點(diǎn)：銅熱電阻線性較好，價(jià)格低，電阻率低，因銅熱電阻線性較好，價(jià)格低，電阻率低，因而體積較大，熱響應(yīng)慢，可作測(cè)量區(qū)域平均溫度的感而體積較大，熱響應(yīng)慢，可作測(cè)量區(qū)域平均溫度的感溫元件。溫元件。n電阻與溫度電阻與溫度的關(guān)系為：的關(guān)系為：n使用范圍：使用范圍：為為-40-40140140，R R0 0選用選用5050和和100100兩種，兩種，分度號(hào)分度號(hào)分別為分別為Cu50Cu50和和Cu100Cu100。3 3、熱電阻結(jié)構(gòu)、熱電阻結(jié)構(gòu)電阻絲采用無(wú)感繞法電阻

7、絲采用無(wú)感繞法（兩線圈電流流向相（兩線圈電流流向相反，電感互相抵消）反，電感互相抵消）繞在絕緣支架上。圖繞在絕緣支架上。圖b b所示。所示。與熱電偶結(jié)構(gòu)形式有何異同與熱電偶結(jié)構(gòu)形式有何異同普通型、鎧裝型和薄膜型普通型、鎧裝型和薄膜型普通型熱電阻普通型熱電阻與熱電偶外型相同，只是內(nèi)部不同：感溫元件不同；接線盒與熱電偶外型相同，只是內(nèi)部不同：感溫元件不同；接線盒內(nèi)部的接線座不同（熱電偶內(nèi)部的接線座不同（熱電偶2 2個(gè)，熱電阻為了消除引線電阻影個(gè)，熱電阻為了消除引線電阻影響有響有3 3個(gè)或個(gè)或4 4個(gè)）。個(gè)）。鎧裝熱電阻鎧裝熱電阻 感溫元件焊接到預(yù)先拉制好的與保護(hù)套管和絕緣材感溫元件焊接到預(yù)先拉制好

8、的與保護(hù)套管和絕緣材料組成一體的導(dǎo)線上，外面焊保護(hù)套管，感溫元件與料組成一體的導(dǎo)線上，外面焊保護(hù)套管，感溫元件與保護(hù)套管間填絕緣材料，最后封頭。保護(hù)套管間填絕緣材料，最后封頭。n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：克服普通型熱電阻的響應(yīng)慢、耐振性和堅(jiān)固克服普通型熱電阻的響應(yīng)慢、耐振性和堅(jiān)固性差的缺點(diǎn)。性差的缺點(diǎn)。薄膜型熱電阻薄膜型熱電阻 用真空鍍膜法將純金屬直接蒸鍍于絕緣的基片上而用真空鍍膜法將純金屬直接蒸鍍于絕緣的基片上而制成的。外形有棒狀和片狀。制成的。外形有棒狀和片狀。n特點(diǎn)：特點(diǎn)：體積小，靈敏度高，響應(yīng)速度快。體積小，靈敏度高，響應(yīng)速度快。二線制二線制簡(jiǎn)單、費(fèi)用低，帶來(lái)附加誤差簡(jiǎn)單、費(fèi)用低，帶來(lái)附加誤差。三線

9、制三線制一端接兩根導(dǎo)線，另一一端接兩根導(dǎo)線，另一端接一根導(dǎo)線。將引線接入兩個(gè)橋臂，端接一根導(dǎo)線。將引線接入兩個(gè)橋臂，可消除電阻影響，提高測(cè)量精度?？上娮栌绊?，提高測(cè)量精度。四線制四線制兩端各連兩根導(dǎo)線，其中兩端各連兩根導(dǎo)線，其中兩根導(dǎo)線提供恒流源，熱電阻上的壓降兩根導(dǎo)線提供恒流源，熱電阻上的壓降通過(guò)另外兩根導(dǎo)線接測(cè)量?jī)x表。當(dāng)測(cè)量通過(guò)另外兩根導(dǎo)線接測(cè)量?jī)x表。當(dāng)測(cè)量端的電流很小時(shí)，可消除引線電阻對(duì)測(cè)端的電流很小時(shí)，可消除引線電阻對(duì)測(cè)量的影響，用于高精度檢測(cè)。量的影響，用于高精度檢測(cè)。4 4、熱電阻引線方式、熱電阻引線方式引線方式有二線制、三線制和四線制三種。引線方式有二線制、三線制和四線制三種

10、。思考題：熱電阻測(cè)溫與熱電偶測(cè)溫有什么不同？思考題：熱電阻測(cè)溫與熱電偶測(cè)溫有什么不同？*采用三線制或四線制測(cè)量電路，可以克服長(zhǎng)連接導(dǎo)采用三線制或四線制測(cè)量電路，可以克服長(zhǎng)連接導(dǎo)線的電阻在環(huán)境溫度變化時(shí)造成測(cè)量誤差線的電阻在環(huán)境溫度變化時(shí)造成測(cè)量誤差 。 注意注意：為了避免熱電阻中流過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生加熱效應(yīng)，為了避免熱電阻中流過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生加熱效應(yīng)，在設(shè)計(jì)電橋時(shí)要使流過(guò)熱電阻的電流盡量小些在設(shè)計(jì)電橋時(shí)要使流過(guò)熱電阻的電流盡量小些,一般一般要求小于要求小于10mA。 uA 1R2R4RtRrrrE 1142)(RrRrRRRt)()(421rRRrRRt 21RR 若142RRRRt則 金屬熱電阻使用的

11、特點(diǎn)n與熱電偶相比，同種溫度下輸出信號(hào)大，易于測(cè)量；n測(cè)量熱電阻的阻值必須借助外加電源，熱電偶能輸出熱電勢(shì)可直接進(jìn)行測(cè)量；n熱電偶需要冷端溫度補(bǔ)償，熱電阻不需要；n熱電偶測(cè)溫上限高，但在低溫區(qū)熱電阻測(cè)溫較好A E1R2R1tR2tRVWR21ttRR 、21RR 、 0V0V熱電阻傳感器熱電阻傳感器n工作原理：工作原理：利用半導(dǎo)體器件的溫度特性：基極利用半導(dǎo)體器件的溫度特性：基極- -發(fā)射極之間的正發(fā)射極之間的正向壓降隨溫度的升高而減少，故將向壓降隨溫度的升高而減少，故將PNPN結(jié)晶體管作感溫結(jié)晶體管作感溫元件，并且與有關(guān)電子線路集成化，構(gòu)成集成溫度傳元件，并且與有關(guān)電子線路集成化，構(gòu)成集成溫

12、度傳感器。感器。集成溫度傳感器集成溫度傳感器n分類(lèi)：晶體管組合集成的方法不同，可制成分類(lèi)：晶體管組合集成的方法不同，可制成電壓輸電壓輸出或電流輸出出或電流輸出的集成溫度傳感器。的集成溫度傳感器。集成溫度傳感器在工作時(shí)，必須與被測(cè)物體有集成溫度傳感器在工作時(shí)，必須與被測(cè)物體有良好的接觸，良好的接觸，其響應(yīng)速度取決于熱接觸的條件。其響應(yīng)速度取決于熱接觸的條件。例：例： 采用晶體管組合集成采用晶體管組合集成方法制成的集成溫度傳感方法制成的集成溫度傳感器的原理圖，利用了兩個(gè)器的原理圖，利用了兩個(gè)發(fā)射極面積不同的晶體管發(fā)射極面積不同的晶體管基極基極- -發(fā)射極電壓差于溫度發(fā)射極電壓差于溫度成線性關(guān)系的特

13、性。成線性關(guān)系的特性。當(dāng)當(dāng)R R、m m一定時(shí)，輸出電流與一定時(shí)，輸出電流與溫度有良好的線性關(guān)系。溫度有良好的線性關(guān)系。集成溫度傳感器工作溫度為集成溫度傳感器工作溫度為-55-55150150，外接電壓，外接電壓5 530V30V。典型非接觸式測(cè)溫典型非接觸式測(cè)溫不會(huì)破壞被測(cè)溫度場(chǎng)，可實(shí)現(xiàn)遙測(cè)和運(yùn)動(dòng)物體溫度的測(cè)量；不會(huì)破壞被測(cè)溫度場(chǎng)，可實(shí)現(xiàn)遙測(cè)和運(yùn)動(dòng)物體溫度的測(cè)量；測(cè)量元件不必與被測(cè)對(duì)象有相同的溫度，測(cè)量上限可不受感測(cè)量元件不必與被測(cè)對(duì)象有相同的溫度，測(cè)量上限可不受感溫元件熔點(diǎn)限制；溫元件熔點(diǎn)限制；400 2000不必和被測(cè)對(duì)象達(dá)到熱平衡，故儀表的反映速度快，適于快不必和被測(cè)對(duì)象達(dá)到熱平衡，故

14、儀表的反映速度快，適于快速測(cè)量；速測(cè)量；靈敏度高、精確度好，用于接觸式測(cè)溫儀表無(wú)能為力的地方。靈敏度高、精確度好，用于接觸式測(cè)溫儀表無(wú)能為力的地方。輻射輻射(radialization)測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫原理測(cè)溫原理 基于物體的熱輻射能量（強(qiáng)度）隨其溫度的變化而基于物體的熱輻射能量（強(qiáng)度）隨其溫度的變化而變化的特性來(lái)檢測(cè)其溫度的。變化的特性來(lái)檢測(cè)其溫度的。輻射測(cè)溫的輻射測(cè)溫的特點(diǎn)特點(diǎn)：思考題：接觸式測(cè)溫與非接觸式測(cè)溫各有什么特點(diǎn)？主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：n輻射測(cè)溫儀表的基本組成和常用方法輻射測(cè)溫儀表的基本組成和常用方法n輻射測(cè)溫儀表輻射測(cè)溫儀表光電高溫計(jì)、輻射溫度計(jì)、比色溫度光電高溫計(jì)、輻射溫度計(jì)、比色

15、溫度計(jì)的原理及特點(diǎn)、組成或分類(lèi)計(jì)的原理及特點(diǎn)、組成或分類(lèi)n輻射測(cè)溫儀表的表觀溫度輻射測(cè)溫儀表的表觀溫度表觀溫度、亮度溫度、輻表觀溫度、亮度溫度、輻射溫度及比色溫度射溫度及比色溫度普朗克定律普朗克定律（黑體輻射的光譜分布定律）（黑體輻射的光譜分布定律）絕對(duì)黑體絕對(duì)黑體（黑體）的單色輻射強(qiáng)度（黑體）的單色輻射強(qiáng)度E E00與波長(zhǎng)與波長(zhǎng)及溫度及溫度T T的關(guān)系：的關(guān)系：維恩位移定律維恩位移定律單色輻射強(qiáng)度的峰值波長(zhǎng)單色輻射強(qiáng)度的峰值波長(zhǎng)m m與溫度與溫度T T之間的關(guān)系：之間的關(guān)系： 說(shuō)明不同溫度下黑體的單色輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布有峰值；說(shuō)明不同溫度下黑體的單色輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布有峰值；溫度升高時(shí)，

16、輻射強(qiáng)度最大值的對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。溫度升高時(shí)，輻射強(qiáng)度最大值的對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。一、輻射測(cè)溫原理一、輻射測(cè)溫原理絕對(duì)黑體的全輻射定律絕對(duì)黑體的全輻射定律在在=0 0的全部波長(zhǎng)范圍內(nèi)的全部波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)對(duì)E E00積分積分。式中式中為史蒂芬為史蒂芬- -玻爾茲曼常數(shù)。玻爾茲曼常數(shù)。實(shí)際物體輻射能力低于黑體，稱為實(shí)際物體輻射能力低于黑體，稱為灰體灰體。通常用。通常用黑度系數(shù)來(lái)表示灰體的相對(duì)輻射能力。黑度系數(shù)來(lái)表示灰體的相對(duì)輻射能力。黑度系數(shù)黑度系數(shù)定定義為同一溫度下灰體和黑體的輻射能力之比，用符義為同一溫度下灰體和黑體的輻射能力之比，用符號(hào)號(hào)表示，其值在表示，其值在0 01 1之間。之間

17、。代表單色輻射黑代表單色輻射黑度系數(shù)，度系數(shù)，代表全輻射黑度系數(shù)。則普朗克定律和代表全輻射黑度系數(shù)。則普朗克定律和全輻射定律可以修正為：全輻射定律可以修正為：基本組成：基本組成：光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)元件、轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)處理光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)元件、轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)處理光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)包括瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、透鏡、濾光片等，把物體的輻射能量包括瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、透鏡、濾光片等，把物體的輻射能量通過(guò)透鏡聚焦到檢測(cè)元件；通過(guò)透鏡聚焦到檢測(cè)元件；檢測(cè)元件檢測(cè)元件為光敏或熱敏元件；為光敏或熱敏元件；轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)處理電路和信號(hào)處理系統(tǒng)將信號(hào)轉(zhuǎn)換、放大、進(jìn)行輻射率修正和標(biāo)系統(tǒng)將信號(hào)轉(zhuǎn)換、放大、進(jìn)行輻射率修正和標(biāo)度變換后，輸出與被測(cè)溫

18、度相應(yīng)的信號(hào)。度變換后，輸出與被測(cè)溫度相應(yīng)的信號(hào)。被測(cè)被測(cè)對(duì)象對(duì)象光學(xué)光學(xué)系統(tǒng)系統(tǒng)檢測(cè)檢測(cè)元件元件轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換電路電路信號(hào)信號(hào)處理處理參考參考光源光源圖圖4-11 4-11 輻射測(cè)溫儀表主要組成框圖輻射測(cè)溫儀表主要組成框圖二、輻射測(cè)溫儀表的基本組成及常用方法二、輻射測(cè)溫儀表的基本組成及常用方法（1 1）亮度法）亮度法 按照物體的光譜或部分連續(xù)波長(zhǎng)輻射按照物體的光譜或部分連續(xù)波長(zhǎng)輻射亮度推算溫度。亮度推算溫度。（2 2）全輻射法）全輻射法 按照物體全波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射亮度按照物體全波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射亮度推算溫度。推算溫度。（3 3）比色法）比色法 按照物體兩個(gè)波長(zhǎng)的光譜輻射亮度之按照物體兩個(gè)波長(zhǎng)的光譜輻

19、射亮度之比推算溫度。比推算溫度。（4 4）多色法）多色法 按照物體多個(gè)波長(zhǎng)的光譜輻射亮度和按照物體多個(gè)波長(zhǎng)的光譜輻射亮度和物體發(fā)射率隨波長(zhǎng)變化的規(guī)律來(lái)推算溫度。物體發(fā)射率隨波長(zhǎng)變化的規(guī)律來(lái)推算溫度。輻射測(cè)溫的常用方法：輻射測(cè)溫的常用方法：* * *光學(xué)系統(tǒng)和檢測(cè)元件對(duì)輻射光譜均有選擇性光學(xué)系統(tǒng)和檢測(cè)元件對(duì)輻射光譜均有選擇性，故各輻射測(cè)溫系，故各輻射測(cè)溫系統(tǒng)一般只接受一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射能。統(tǒng)一般只接受一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射能。（1 1）光電高溫計(jì)）光電高溫計(jì)(photoelectric pyrometer) ) 測(cè)量原理測(cè)量原理：采用：采用亮度平衡法測(cè)溫亮度平衡法測(cè)溫比較被測(cè)物比較被測(cè)物與參考源

20、在同一波長(zhǎng)下的光譜輻射亮度，并使二者與參考源在同一波長(zhǎng)下的光譜輻射亮度，并使二者的亮度相等，從而確定被測(cè)物溫度的一種方法。的亮度相等，從而確定被測(cè)物溫度的一種方法。亮度平衡法亮度平衡法光學(xué)高溫計(jì)、光電高溫計(jì)和部分光學(xué)高溫計(jì)、光電高溫計(jì)和部分輻射溫度計(jì)等。光學(xué)高溫計(jì)是人工操作；輻射溫度計(jì)等。光學(xué)高溫計(jì)是人工操作；工作原理工作原理：圖：圖4-124-12為一種光電高溫計(jì)工作原理為一種光電高溫計(jì)工作原理特點(diǎn)：避免了人工誤差，靈敏度高，精確度高，特點(diǎn)：避免了人工誤差，靈敏度高，精確度高，響應(yīng)快。響應(yīng)快。三、輻射測(cè)溫儀表三、輻射測(cè)溫儀表l不同光電元件對(duì)不同波長(zhǎng)敏感，而不同光電元件對(duì)不同波長(zhǎng)敏感，而mTm

21、T= =常數(shù)，常數(shù)，所以可測(cè)不同的溫度。所以可測(cè)不同的溫度。l 如硅光電池可測(cè)如硅光電池可測(cè)600 600 1000 1000 及以上，及以上，l 硫化鉛元件可測(cè)硫化鉛元件可測(cè)400 400 800 800 及以下。及以下。圖圖4-12 4-12 光電高溫計(jì)的工作原理光電高溫計(jì)的工作原理 1-1-物鏡物鏡 2- 2-孔鏡孔鏡 3 3，5-5-孔孔 4- 4-光電池光電池 6- 6-遮光板遮光板 7- 7-調(diào)制片調(diào)制片 8-8-永久磁鐵永久磁鐵 9- 9-激磁繞組激磁繞組 10- 10-透鏡透鏡 11- 11-反射鏡反射鏡 12- 12-觀察孔觀察孔13-13-前置放大器前置放大器 14- 14

22、-主放大器主放大器 15- 15-反饋燈反饋燈 16- 16-電位差計(jì)電位差計(jì)17-17-被測(cè)物被測(cè)物被測(cè)物被測(cè)物光光光光光學(xué)光學(xué)系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)調(diào)制制器器光光硅光硅光電池電池電電放大器放大器電電反饋燈反饋燈光光電位電位差計(jì)差計(jì)電電uo=RI（2 2）輻射溫度計(jì)）輻射溫度計(jì)(radialization pyrometer) l原理原理：全輻射定律全輻射定律物體的全輻射能量與溫物體的全輻射能量與溫度有關(guān)：度有關(guān)： 用敏感元件接受物體的全輻射能量就可以確定被測(cè)用敏感元件接受物體的全輻射能量就可以確定被測(cè)物溫度物溫度。l組成組成：光學(xué)系統(tǒng)（光學(xué)系統(tǒng)（分為反射式和透射式分為反射式和透射式）、檢測(cè)）、檢測(cè)元件

23、（元件（有熱電堆元件、熱釋電元件、硅光電池、熱有熱電堆元件、熱釋電元件、硅光電池、熱敏電阻等敏電阻等）l特點(diǎn)特點(diǎn)：40040020002000，無(wú)參考源，故響應(yīng)速度快，無(wú)參考源，故響應(yīng)速度快于光電高溫計(jì)，屬于開(kāi)環(huán)測(cè)量，因此中間介質(zhì)的吸于光電高溫計(jì)，屬于開(kāi)環(huán)測(cè)量，因此中間介質(zhì)的吸收和各環(huán)節(jié)影響大使精度低。收和各環(huán)節(jié)影響大使精度低。4TE（3 3）比色溫度計(jì)）比色溫度計(jì)(colorimetry pyrometer) 原理原理：物體的光譜輻射能量不僅與波長(zhǎng)有關(guān)還與：物體的光譜輻射能量不僅與波長(zhǎng)有關(guān)還與溫度有關(guān)，通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)波長(zhǎng)下的光譜輻射亮度溫度有關(guān)，通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)波長(zhǎng)下的光譜輻射亮度之比就可以確定被

24、測(cè)物溫度。之比就可以確定被測(cè)物溫度。分類(lèi)分類(lèi)：?jiǎn)瓮ǖ佬蛦瓮ǖ佬? -通過(guò)調(diào)制盤(pán)由一個(gè)檢測(cè)元件接收信號(hào)；通過(guò)調(diào)制盤(pán)由一個(gè)檢測(cè)元件接收信號(hào)；雙通道型雙通道型- -用分光的方法由兩個(gè)檢測(cè)元件接收信號(hào)；用分光的方法由兩個(gè)檢測(cè)元件接收信號(hào)；色敏型色敏型- -用色敏元件，在同一探測(cè)器中有兩個(gè)響應(yīng)不同用色敏元件，在同一探測(cè)器中有兩個(gè)響應(yīng)不同波長(zhǎng)的單元。波長(zhǎng)的單元。特點(diǎn)特點(diǎn)：也屬于開(kāi)環(huán)儀表，也無(wú)參考源，響應(yīng)速度：也屬于開(kāi)環(huán)儀表，也無(wú)參考源，響應(yīng)速度快，測(cè)溫范圍快，測(cè)溫范圍400400 20002000 均以黑體爐作基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)定和刻度的，實(shí)際測(cè)量時(shí)要修正。均以黑體爐作基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)定和刻度的，實(shí)際測(cè)量時(shí)要修正。亮亮

25、度度溫溫度度 LLTcTT 1ln112 輻輻射射溫溫度度 PPTTT 14 光譜發(fā)射率光譜發(fā)射率為為 ),(),( )11(),(),(ln112121221TTcTTTTR 四、輻射測(cè)溫儀表的表觀溫度四、輻射測(cè)溫儀表的表觀溫度亮度溫度亮度溫度輻射溫度輻射溫度比色溫度比色溫度表觀溫度表觀溫度 指在儀表工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)，溫度為指在儀表工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)，溫度為T(mén) T的輻射體的輻射情況與的輻射體的輻射情況與溫度為溫度為T(mén) TL L的絕對(duì)黑體的輻射情況相等，則的絕對(duì)黑體的輻射情況相等，則T TL L就是該輻射體的表就是該輻射體的表觀溫度。與測(cè)溫儀表相對(duì)應(yīng)的表觀溫度觀溫度。與測(cè)溫儀表相對(duì)應(yīng)的表觀溫度- -

26、亮度溫度亮度溫度、輻射溫度輻射溫度和和比色溫度比色溫度可利用公式求得被測(cè)物體的實(shí)際溫度?？衫霉角蟮帽粶y(cè)物體的實(shí)際溫度。 測(cè)溫儀表的選用測(cè)溫儀表的選用1 1. .選用原則選用原則1 1）精度符合誤差要求；）精度符合誤差要求；2 2）操作方便、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)合理，統(tǒng)一品種與規(guī)格）操作方便、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)合理，統(tǒng)一品種與規(guī)格3 3）量程略大于實(shí)測(cè)范圍）量程略大于實(shí)測(cè)范圍（9090）； 4 4）高溫：熱電偶；低溫：熱電阻）高溫：熱電偶；低溫：熱電阻5 5）保護(hù)套管的耐壓等級(jí)管線或設(shè)備的耐壓等級(jí)）保護(hù)套管的耐壓等級(jí)管線或設(shè)備的耐壓等級(jí)溫度儀表操作條件指示地點(diǎn)一般現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量范圍性能特點(diǎn)壓力表式溫度計(jì)雙金

27、屬溫度計(jì)液體溫度計(jì)銅電阻鉑電阻熱電阻銅康銅鎳鉻康銅鎳鉻鎳硅鉑銠鉑鉑銠鉑銠熱電偶測(cè)量范圍輻射溫度計(jì)室溫?zé)犭娮韪邏簾犭娮栉⑿蜔犭娮栌凸奁骄鶞囟扔?jì)恒溫室,冷藏庫(kù)等特殊熱電阻鎧裝熱電偶多點(diǎn)(只)熱電偶耐磨熱電偶吹氣熱電偶用于震動(dòng)，腐蝕等場(chǎng)合特殊熱電偶測(cè)量范圍精度高就地集中一 般-50 +150-200 +1500 +3000 +6000 +11000 +14000 +1600+2000特殊遠(yuǎn)傳5%，溫度8700 +1600-200 +650 選用原則示意圖選用原則示意圖測(cè)溫實(shí)例測(cè)溫實(shí)例一、管道內(nèi)流體溫度的測(cè)量一、管道內(nèi)流體溫度的測(cè)量n方法方法采用接觸式測(cè)溫方法，測(cè)溫元件直接插入流體中。為采用接觸式測(cè)溫方法，測(cè)溫元件直接插入流體中。為了正確反映流體溫度和減少測(cè)量誤差，要注意合理地選擇測(cè)點(diǎn)了正確反映流體溫度和減少測(cè)量誤差，要注意合理地選擇測(cè)點(diǎn)位置，并使測(cè)溫元件與流體充分接觸。具體考慮以下幾點(diǎn)：位置，并使測(cè)溫元件與流體充分接觸。具體考慮以下幾點(diǎn)：測(cè)溫元件與流體充分接觸，合理地選擇測(cè)點(diǎn)位置：測(cè)溫元件與流體充分接觸，合理地選擇測(cè)點(diǎn)位置：測(cè)點(diǎn)位置要選在有代表性