溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)專家講座

熱工計(jì)量測(cè)試技術(shù)講課：方立德溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第1頁概述電阻溫溫度計(jì)膨脹式溫度計(jì)熱電偶輻射溫度計(jì)慣用測(cè)溫技術(shù)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第2頁.1概述1.1溫度概念1.2溫標(biāo)

1.3測(cè)溫方法及測(cè)溫儀器溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第3頁1.1溫度概念1.1概述溫度宏觀概念：是冷熱程度表示，或者說，互為熱平衡兩物體，其溫度相等。（注：處于熱平衡狀態(tài)全部熱力學(xué)系統(tǒng)都含有共同宏觀性質(zhì)！）溫度微觀概念：是大量分子運(yùn)動(dòng)平均強(qiáng)度表示。（注：分子運(yùn)動(dòng)愈激烈其溫度表現(xiàn)越高?。囟扔?jì)量測(cè)試技術(shù)第4頁主要性：

自然界中幾乎全部物理化學(xué)過程都與溫度相關(guān)。在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究各個(gè)領(lǐng)域中，溫度測(cè)量與控制占有主要地位！溫標(biāo):攝氏溫標(biāo)、華式溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)、國(guó)際溫標(biāo)、理想氣體溫標(biāo)1.1溫度概念1.1概述溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第5頁1.1溫度概念1.1概述防止混亂----國(guó)際單位制（SI）：長(zhǎng)度質(zhì)量時(shí)間電流熱力學(xué)溫度物質(zhì)量光量SI基本單位：七個(gè)物理量單位---相互獨(dú)立（m）（kg）（s）（A）（K）（mol）（cd）溫度：不可疊加性（內(nèi)涵量）溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第6頁內(nèi)涵量：可見，溫度是一個(gè)內(nèi)涵量（即強(qiáng)度量），它不含有疊加性。不能像長(zhǎng)度、質(zhì)量等廣延量一樣，能夠經(jīng)過單位疊加和細(xì)分以及與被測(cè)量進(jìn)行比較，從而得到被測(cè)量數(shù)值。兩個(gè)溫度不能相加，只能進(jìn)行相等或不相等描述。對(duì)普通測(cè)量來說，測(cè)量結(jié)果即為該單位倍數(shù)或分?jǐn)?shù)。但對(duì)于溫度而言，長(zhǎng)久以來所做卻不是測(cè)量，而只做標(biāo)志，即只是確定溫標(biāo)上位置而已。這種情況直到1967第十三屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)確定，把熱力學(xué)溫度單位———開爾文定義為：水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度1/273.16。這么溫度描述已不再是確定溫標(biāo)上位置，而是單位Ｋ多少倍了。這在計(jì)溫學(xué)上含有劃時(shí)代歷史意義。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第7頁熱力學(xué)（絕對(duì)）溫度：用熱力學(xué)溫標(biāo)表示溫度。熱力學(xué)（絕對(duì)）溫標(biāo)：“準(zhǔn)確試驗(yàn)證實(shí)壓強(qiáng)等于零時(shí)溫度應(yīng)該是-273.15℃”。

-273.15℃零度溫標(biāo)——熱力學(xué)溫標(biāo)或絕對(duì)溫標(biāo)。1.1.1溫度概念溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第8頁1.2溫標(biāo)

攝氏溫標(biāo)華式溫標(biāo)開氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)國(guó)際溫標(biāo)理想氣體溫標(biāo)經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)等價(jià)！溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第9頁測(cè)溫質(zhì):

要確定選擇什么樣物質(zhì),這些物質(zhì)冷熱狀態(tài)必須能夠顯著地反應(yīng)客觀物體(欲測(cè)物體)溫度改變，而且這種改變含有復(fù)現(xiàn)性。如：水銀、氫氣或是電偶？2.測(cè)溫特征：要知道該測(cè)溫質(zhì)哪些物理量伴隨溫度改變將產(chǎn)生某種預(yù)期改變。如：水銀溫度計(jì)是用水銀做測(cè)溫質(zhì)，水銀體積隨溫度作線性改變。3.參考點(diǎn)：依據(jù)確定數(shù)值作為基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)劃分溫度間隔。經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第10頁華氏溫度測(cè)溫質(zhì)：水銀；測(cè)溫特征：水銀柱熱脹冷縮。參考點(diǎn)：冰、水、氯化銨和氯化鈉混合物熔點(diǎn)定為零度，以0°F表示。把冰熔點(diǎn)定為32°F把水沸點(diǎn)定為212°F；在32→212間隔內(nèi)均分180等分，每份1華氏度。華氏溫標(biāo)——〉華氏溫度使用情況：歐美等英語國(guó)家。(華倫海特(G·D·Fahrenheit))溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第11頁攝氏溫度測(cè)溫質(zhì)：水銀測(cè)溫特征：水銀柱熱脹冷縮；參考點(diǎn)：冰熔點(diǎn)為零度(標(biāo)以0℃)，水沸點(diǎn)為100度(標(biāo)以100℃)。在0度和100度之間均分成100等份，每一份也就是1攝氏度。這種要求方法就叫攝氏溫標(biāo)。使用國(guó)家：亞洲國(guó)家、非英語國(guó)家(A·Celsiuas

瑞典)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第12頁攝氏溫度與華氏溫度關(guān)系同種測(cè)溫質(zhì)(水銀)，利用了一樣測(cè)溫特征(水銀柱熱脹冷縮)。但因?yàn)橐髤⒖键c(diǎn)和分度單位不一樣，就造成了兩種不一樣溫標(biāo)，從而產(chǎn)生了兩種不一樣溫度數(shù)值?！鍲-20-6032206840104溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第13頁注：參考點(diǎn)——相同測(cè)溫質(zhì)——不一樣

溫標(biāo)也不完全一致?。?！原因：不一樣測(cè)溫物理性質(zhì)隨溫度改變?cè)谙嗤秶鷥?nèi)可能不會(huì)相同。

經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第14頁舉例：五種溫度計(jì)，測(cè)溫質(zhì)分別是氫氣、空氣、鉑絲、電偶和水銀，其測(cè)溫物理性質(zhì)分別為氣體壓強(qiáng)、電阻、電動(dòng)勢(shì)和水銀長(zhǎng)度；基準(zhǔn)點(diǎn)都是以冰熔點(diǎn)和水沸點(diǎn)為0度和100度。結(jié)論:對(duì)應(yīng)同一個(gè)客觀溫度(假定以定容氫氣溫度計(jì)指示數(shù)為標(biāo)準(zhǔn))，各種溫度計(jì)讀數(shù)是不一樣。80.1470水銀溫度計(jì)氫氣溫度計(jì)020406080100溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第15頁經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)特點(diǎn)：因?yàn)闇y(cè)溫物質(zhì)和測(cè)溫特征選取不一樣，參考點(diǎn)和分度方法選擇不一樣，故能夠有各式各樣溫標(biāo)。開氏溫標(biāo)（熱力學(xué)溫標(biāo)）：開爾文，1848年創(chuàng)建了一個(gè)不依賴任何測(cè)溫質(zhì)(當(dāng)然也就不依賴任何測(cè)溫質(zhì)任何物理性質(zhì))絕對(duì)真實(shí)絕對(duì)溫標(biāo)。經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)開爾文：英國(guó)物理學(xué)家，熱力學(xué)第二定律創(chuàng)始人。(熱學(xué)、電磁學(xué)、流體力學(xué)、光學(xué)、地球物理、數(shù)學(xué)、工程,600論文,70創(chuàng)造專利)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第16頁熱力學(xué)溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)是以卡諾循環(huán)為基礎(chǔ)：卡諾定律指出，一個(gè)工作于恒溫?zé)嵩磁c恒溫冷源之間可逆熱機(jī)，其效率只與熱源和冷源溫度相關(guān)。假設(shè)熱機(jī)從溫度為T1熱源取得熱量為Q1，放給溫度為T2冷源熱量為Q2，則有溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第17頁第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)(1960年)要求以純水三相點(diǎn)溫度定為開氏溫標(biāo)參考點(diǎn)，要求其溫度為273.16K(而不叫“度”)，1K等于水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度1/273.16;熱力學(xué)溫標(biāo)被定為基本溫標(biāo)；熱力學(xué)溫度被作為基本溫度;符號(hào)是T，單位是開爾文，簡(jiǎn)寫為開，以K表示之；熱力學(xué)溫標(biāo)零點(diǎn)叫絕對(duì)零度(0K)；熱力學(xué)溫標(biāo)t=T-273.15溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第18頁參考點(diǎn)：水三相點(diǎn)是指純水以冰、水、蒸汽平衡混合物狀態(tài)，只要在沒有空氣密閉容器內(nèi)，這個(gè)狀態(tài)溫度就是確定不變，它不依賴于壓強(qiáng)，最客觀參考點(diǎn)!

熱力學(xué)溫標(biāo)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第19頁假如我們要測(cè)某一個(gè)物體溫度，可用任何一個(gè)工質(zhì)卡諾熱機(jī)看成溫度計(jì)，使卡諾熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)于欲測(cè)物體(欲測(cè)其溫度T)和273.16K熱庫之間，測(cè)出吸收和放出熱量Q1和Q2之比，則溫度為：熱力學(xué)溫標(biāo)一支“熱力學(xué)溫度計(jì)”就是可逆卡諾熱機(jī)，理論上通，技術(shù)上無法實(shí)現(xiàn)?。囟扔?jì)量測(cè)試技術(shù)第20頁熱力學(xué)溫標(biāo)理想氣體溫標(biāo)熱力學(xué)理論證實(shí)：

注：熱力學(xué)溫標(biāo)能夠借助理想氣體溫標(biāo)付諸實(shí)施，熱力學(xué)溫標(biāo)取得了現(xiàn)實(shí)意義!溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第21頁鉑電阻~普朗克輻射定律溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第22頁氣體原子運(yùn)動(dòng)伴隨溫度升高而加速，伴隨溫度降低而減速。當(dāng)溫度到達(dá)0K（-273.15℃）時(shí)，原子運(yùn)動(dòng)就停頓了。而且從理論上講，氣體體積應(yīng)該是零，所以不可能有低于0K溫度。（如圖,在壓力不變情況下（圖以砝碼表示）.假如溫度下降,氣體體積就減小，與其0℃時(shí)體積相比，每下降1℃其體積就減小1／273。)絕對(duì)零度探索常溫：氣體原子速度1600km/h；3K：1m/h;20nK（2×10-8K）:原子運(yùn)動(dòng)速度慢得難以測(cè)量(物質(zhì)展現(xiàn)為液體狀態(tài)，而非固體狀態(tài)，更不是氣體狀態(tài)，而是聚集成唯一“超原子”，它表現(xiàn)為一個(gè)單一實(shí)體。)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第23頁1絕對(duì)零度意義:開爾文用熱力學(xué)溫標(biāo)，即與任何測(cè)溫物質(zhì)無關(guān)溫標(biāo)得到了絕對(duì)零度，所以，絕對(duì)零度這一主要概念對(duì)全部物質(zhì)都成立，它和選取什么物質(zhì)及什么物理性質(zhì)無關(guān)。2無測(cè)溫上限：不論何時(shí)，測(cè)量一個(gè)很高溫度時(shí)，一個(gè)更高溫度將存在，而且也有可能到達(dá)；3有測(cè)溫下限：絕對(duì)零度無限靠近，但終究不能到達(dá)。（這是熱力學(xué)第三定律結(jié)論。）4“絕對(duì)溫標(biāo)”和“絕對(duì)零度”中“絕對(duì)”含義：前者是指開氏溫標(biāo)與任何測(cè)溫質(zhì)都沒相關(guān)聯(lián)，因而這種溫標(biāo)是“絕對(duì)”；后者是指絕對(duì)零度是一個(gè)不可超越界限，而且對(duì)全部物質(zhì)都成立，因而這個(gè)度數(shù)是“絕對(duì)”。開氏溫度意義

溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第24頁1.4測(cè)溫方法及測(cè)溫儀器（1）接觸式測(cè)溫（2）非接觸式測(cè)溫測(cè)溫方法接觸式測(cè)溫儀器非接觸式測(cè)溫儀器溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第25頁(1)接觸式測(cè)溫含義：測(cè)溫元件直接與被測(cè)對(duì)象相接觸，二者之間進(jìn)行充分熱交換，最終到達(dá)熱平衡，感溫元件某一物理參數(shù)量值（熱電動(dòng)勢(shì)、電阻、熱膨脹等等）代表了被測(cè)對(duì)象溫度值。優(yōu)點(diǎn)：直觀可靠。缺點(diǎn)：

感溫元件影響被測(cè)溫度場(chǎng)分布，接觸不良會(huì)帶來測(cè)量誤差，另外溫度太高和腐蝕性介質(zhì)對(duì)感溫元件性能和壽命會(huì)產(chǎn)生不利影響。1.4測(cè)溫方法及測(cè)溫儀器溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第26頁（2）非接觸式測(cè)溫

含義：感溫元件不與被測(cè)對(duì)象相接觸，而是經(jīng)過輻射方式進(jìn)行熱交換。特點(diǎn)：可防止接觸測(cè)溫缺點(diǎn)（不影響溫場(chǎng)分布）；含有較高測(cè)溫上限；非接觸測(cè)溫法熱慣性小，可達(dá)千分之一秒，便于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體溫度和快速度改變溫度。.1.4測(cè)溫方法及測(cè)溫儀器溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第27頁1接觸式儀器膨脹式溫度計(jì)(包含液體和固體膨脹式溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì))電阻式溫度計(jì)(包含金屬熱電阻溫度計(jì)和半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì))熱電式溫度計(jì)(包含熱電偶和P-N結(jié)溫度計(jì))2非接觸式溫度儀以光輻射為基礎(chǔ)，也稱為輻射溫度計(jì)。如：輻射溫度計(jì)、亮度溫度計(jì)和比色溫度計(jì)、紅外熱相儀；1.4測(cè)溫方法及測(cè)溫儀器溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第28頁3按照溫度測(cè)量范圍劃分溫度計(jì)超低溫、低溫、中、高溫和超高溫溫度測(cè)量。超低溫——0～10K低溫指——10～800K中溫指——800～1900K高溫指——1900～2800K溫度超高溫——2800K以上1.4測(cè)溫方法及測(cè)溫儀器溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第29頁2電阻溫度計(jì)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第30頁2.1電阻溫度計(jì)測(cè)溫原理2.2熱電阻材料材料2.3熱電阻結(jié)構(gòu)2.4熱敏電阻2.5熱電阻測(cè)量電路2.6工業(yè)熱電阻檢定試驗(yàn)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第31頁原理

利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體電阻值隨溫度改變而改變性質(zhì)來測(cè)量溫度。試驗(yàn)證實(shí)多數(shù)金屬導(dǎo)體在溫度升高1℃時(shí)，阻值改變0.4%~0.6%；多數(shù)含有負(fù)溫度系數(shù)半導(dǎo)體在溫度升高1℃時(shí)，阻值改變3%~6%；2熱電阻測(cè)溫溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第32頁測(cè)溫范圍：-200~500℃特殊范圍：

①測(cè)量低溫端可達(dá)平衡氫三相點(diǎn)——13.8K②銦電阻溫度計(jì)——3.4K；碳電阻溫度計(jì)——1K；特點(diǎn)：①精度高②在低溫段下測(cè)溫靈敏度高③輸出信號(hào)便于遠(yuǎn)傳、測(cè)量或自動(dòng)控制溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第33頁2.1熱電阻材料①電阻溫度系數(shù)要大：?jiǎn)挝?/℃，定義為注：α越大制成溫度計(jì)靈敏度越高測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)確普通非常數(shù)，不一樣溫度數(shù)值不一樣α=f(T)；材料越純,α越大溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第34頁②要求有較大電阻率：因?yàn)殡娮杪试酱蟆娮梵w積越小↓→熱容量和熱慣性越小↓→溫度改變響應(yīng)越快↑。③在測(cè)溫范圍內(nèi)，要求物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。④復(fù)現(xiàn)性好、復(fù)制性強(qiáng)、易得到純凈物質(zhì)。⑤電阻值與溫度關(guān)系近似為線性關(guān)系，便于測(cè)溫分度和讀數(shù)。⑥價(jià)格低。

總而言之：鉑、銅、鐵、鎳、和一些半導(dǎo)體材料比較適合做熱電阻。2.1熱電阻材料溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第35頁特點(diǎn)：精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠、易于提純、復(fù)制性好、含有良好工藝性、能夠制成極細(xì)鉑絲、電阻率較高；在0C以上，其電阻與溫度關(guān)系靠近于直線(其電阻溫度系數(shù)為3.9×10－3/C)。作用：工業(yè)測(cè)量,溫度基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)儀器。ITS-90國(guó)際溫標(biāo)要求，在13.81K~961.78℃標(biāo)準(zhǔn)儀器為鉑電阻溫度計(jì)。缺點(diǎn)：電阻溫度系數(shù)小，在還原氣氛中，尤其是在高溫下，易被污染變脆、價(jià)格昂貴。慣用鉑電阻分度號(hào)：Pt1000，Pt100和Pt102.2熱電阻類型（1）鉑熱電阻溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第36頁優(yōu)點(diǎn)：線性度好，電阻溫度系數(shù)大、價(jià)格低、精度適中；缺點(diǎn)：〉100℃時(shí)，易被氧化；測(cè)溫范圍：-50~+150℃。慣用銅電阻分度號(hào)：Cu100和Cu502.2熱電阻類型（2）銅熱電阻溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第37頁2.2熱電阻類型表示０℃時(shí)電阻值，Ω溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第38頁（1）普通型熱電阻感溫元件保護(hù)套管接線盒與熱電偶類似2.3熱電阻結(jié)構(gòu)類型溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第39頁鉑熱電阻2.3熱電阻結(jié)構(gòu)類型玻璃燒結(jié)式陶瓷架式云母管架式昂貴雙線無感繞制溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第40頁銅電阻2.2熱電阻結(jié)構(gòu)類型雙線無感繞制溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第41頁2.2熱電阻結(jié)構(gòu)類型鎧裝熱電阻力學(xué)性好熱電阻+保護(hù)套管+絕緣材料封裝溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第42頁2.2熱電阻結(jié)構(gòu)類型薄膜熱電阻陶瓷鉑真空鍍膜法熱慣性小！厚膜——7μm薄膜——2μm溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第43頁2.4半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第44頁半導(dǎo)體熱電阻——熱敏電阻。材料：慣用一定百分比錳、鎳、銅、鈦、鎂氧化物混合制成2.4半導(dǎo)體熱敏電阻分類負(fù)溫度系數(shù)NTC正溫度系數(shù)PTC臨界溫度系數(shù)CTR溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第45頁測(cè)溫特點(diǎn)2.4半導(dǎo)體熱敏電阻近似線性關(guān)系改變猛烈改變猛烈溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第46頁2.4半導(dǎo)體熱敏電阻金屬熱電阻T↑原子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)↑自由電子定向運(yùn)動(dòng)↓電子遷移率↓R↑NTC半導(dǎo)體熱敏電阻T↑原子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)↑自由電子數(shù)目↑↑電子遷移率↑R↓測(cè)溫特征相反溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第47頁熱敏電阻計(jì)算公式式中溫度為T0時(shí)熱敏電阻；熱敏電阻材料常數(shù)；2.4半導(dǎo)體熱敏電阻————試驗(yàn)測(cè)量溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第48頁熱敏電阻溫度系數(shù)若室溫:2.4半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第49頁熱敏電阻伏安特征概念：表征了靜態(tài)下，在熱敏電阻和周圍介質(zhì)熱平衡時(shí)，熱敏電阻上端電壓和經(jīng)過電阻電流相互關(guān)系。2.4半導(dǎo)體熱敏電阻溫度不變溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第50頁舉例：NTC熱敏電阻伏安特征2.4半導(dǎo)體熱敏電阻oa段:線性工作區(qū)：當(dāng)電流<Ia元件功耗很小熱敏電阻不發(fā)燒元件溫度=環(huán)境溫度T0固定電阻(歐姆定律)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第51頁ab段:非線性正阻區(qū)：伴隨電流增加熱敏電阻R耗散功率增大工作電流引發(fā)熱敏電阻自熱升溫則其阻值下降（NTC）端電壓增加逐步遲緩舉例：NTC熱敏電阻伏安特征2.4半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第52頁端電壓最大值當(dāng)電流為Im時(shí)端電壓到達(dá)最大值Um。舉例：NTC熱敏電阻伏安特征2.4半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第53頁cd段非線性負(fù)阻區(qū)若電流繼續(xù)增加熱敏電阻本身升溫猛烈阻值快速減小阻值減小速度>電流增加速度端電壓隨電流增加而降低舉例：NTC熱敏電阻伏安特征2.4半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第54頁舉例：NTC熱敏電阻伏安特征2.4半導(dǎo)體熱敏電阻總結(jié)

NTC熱敏電阻應(yīng)用于測(cè)溫時(shí)，應(yīng)工作在伏安特征曲線oa段，即：流過熱敏電阻工作電流應(yīng)很小。

當(dāng)外界環(huán)境溫度改變時(shí)，盡管熱敏電阻耗散系數(shù)也發(fā)生改變，但電阻體無自熱升溫，而與所測(cè)環(huán)境溫度靠近。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第55頁半導(dǎo)體熱敏電阻形狀：片狀、柱狀和珠狀2.4半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第56頁MF74超大功率型NTC熱敏電阻器

應(yīng)用范圍：適合用于大功率轉(zhuǎn)換電源、開關(guān)電源、UPS電源及各類大功率照明燈具、電加熱器浪涌電流抑制。

半導(dǎo)體熱敏電阻實(shí)物照片溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第57頁半導(dǎo)體熱敏電阻實(shí)物照片廣泛應(yīng)用于空調(diào)設(shè)備、暖氣設(shè)備、電子體溫計(jì)、液位傳感、汽車、電子臺(tái)歷、手機(jī)電池。MF52珠狀測(cè)溫型NTC熱敏電阻器

溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第58頁半導(dǎo)體熱敏電阻實(shí)物照片應(yīng)用于：半導(dǎo)體集成電路、液晶顯示、晶體管及移動(dòng)通訊設(shè)備用石英振蕩器溫度賠償、可充電電池溫度探測(cè)、計(jì)算機(jī)微處理器溫度探測(cè)、需溫度賠償各種電路。

CMF貼片式NTC熱敏電阻器溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第59頁半導(dǎo)體熱敏電阻實(shí)物照片MF55系列絕緣薄膜型NTC熱敏電阻器應(yīng)用范圍：電腦、打印機(jī)、家用電器等溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第60頁測(cè)溫范圍：-100~300℃優(yōu)點(diǎn)：①電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高，約為②電阻率大，利于小型化，連接導(dǎo)線影響能夠忽略；③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，能夠用于測(cè)量點(diǎn)溫度；④熱慣性小，適合用于表面溫度及快速改變溫度。不足：熱敏電阻溫度特征分散、交換性差、非線性嚴(yán)重。深入發(fā)展依賴于半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展和制造工藝水平提升。熱敏電阻特點(diǎn)

溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第61頁2.5熱電阻測(cè)溫電橋說明：為了消除金屬熱電阻(幾歐~幾十歐范圍)中引線電阻和連接導(dǎo)線電阻受溫度改變而改變其阻值大小，從而影響熱電阻測(cè)溫。測(cè)溫電橋——兩線制、三線制、四線制接法。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第62頁（1）工業(yè)用慣用線路①兩線制2.5熱電阻測(cè)溫電橋Rac=2(Rr+r+r’)+Rt熱電阻Rt引線r’連接導(dǎo)線r調(diào)整電阻Rr不平衡電橋溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第63頁（1）工業(yè)用慣用線路①兩線制特點(diǎn)：接入一個(gè)橋臂。引線與連接導(dǎo)線隨環(huán)境溫度改變?nèi)考尤氲綗犭娮韪淖冎?；?jiǎn)單，仍有應(yīng)用引出線電阻值特征：銅：<=0.2％(R0)；鉑:<=

0.1％(R0)

。2.5熱電阻測(cè)溫電橋Rac=2(Rr+r+r’)+Rt溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第64頁（1）工業(yè)用慣用線路②三線制方法一：熱電阻有三個(gè)引線其中兩根+連接導(dǎo)線電阻分別加到電橋相臨兩橋臂中第三根接到電源線上≡電源與電橋連接點(diǎn)a從儀表內(nèi)部橋路上移到熱電阻附近效果：引線與連接導(dǎo)線電阻改變影響減小。Rac=Rt+r’+r+RrRad=R1+r’+r+Rr2.5熱電阻測(cè)溫電橋溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第65頁（1）工業(yè)用慣用線路②三線制Rac=Rt+2r’+r+RrRad=R1+r+Rr方法二兩根引線三根連接導(dǎo)線兩根連接導(dǎo)線電阻分別加到電橋相鄰兩橋臂中第三根接到電源對(duì)角線上≡電源接點(diǎn)a移到熱電阻傳感器內(nèi)接線柱上效果：連接導(dǎo)線r影響減小引線電阻r’影響依存在

2.5熱電阻測(cè)溫電橋溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第66頁（2）試驗(yàn)室精密測(cè)溫線路——四線制

2.5熱電阻測(cè)溫電橋4引線溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第67頁（2）試驗(yàn)室精密測(cè)溫線路——四線制

電源E：向標(biāo)準(zhǔn)電阻RH、熱電阻Rt（經(jīng)a,c）、調(diào)整電阻Rr和電流表回路供電；電流I：調(diào)整Rr，使得回路電流I調(diào)整到熱電阻要求值3~4mA；電流測(cè)量線：與a和c相連電位測(cè)量線：與b和d相連轉(zhuǎn)換開關(guān)K：先后測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電阻RH和熱電阻Rt上電壓降UH和Ut；2.5熱電阻測(cè)溫電橋精密！溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第68頁（2）試驗(yàn)室精密測(cè)溫線路——四線制

特點(diǎn)：利用電位差計(jì)平衡讀數(shù)時(shí)，電位差計(jì)不取電流，熱電阻電位測(cè)量線沒有電流經(jīng)過,所以，熱電阻引線電阻r’、連接導(dǎo)線電阻r不論怎樣改變也不會(huì)影響熱電阻Rt測(cè)量，可完全消除Rt以外電阻影響。2.5熱電阻測(cè)溫電橋溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第69頁3膨脹式溫度計(jì)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第70頁3膨脹式溫度計(jì)3.1.液體膨脹式溫度計(jì)它由液體儲(chǔ)存器、毛細(xì)管和標(biāo)尺組成。測(cè)溫上限取決于所用液體汽化點(diǎn)溫度，下限受液體凝點(diǎn)溫度限制。為預(yù)防毛細(xì)管中液柱出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象，并提升測(cè)溫液體沸點(diǎn)，常在毛細(xì)管中液體上部充以一定壓力氣體。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第71頁溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第72頁溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第73頁液體玻璃溫度計(jì)分全浸式和部分浸入式兩種。全浸：測(cè)溫時(shí)把液柱部分全部浸入被測(cè)介質(zhì)中。部分浸入：把溫度計(jì)部分插入被測(cè)介質(zhì)中。全浸式測(cè)量精度較高，故多用于試驗(yàn)室和標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)，部分浸入式用于普通工業(yè)測(cè)溫。

修正值計(jì)算：溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第74頁3.2固體膨脹式溫度計(jì)

利用兩種不一樣膨脹系數(shù)材料制成，分為桿式和雙金屬式兩大類。范圍：-30~600oC；精度：0.5-1.0級(jí)

溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第75頁溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第76頁4熱電偶溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第77頁特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、含有較高準(zhǔn)確度、溫度測(cè)量范圍寬；慣用測(cè)溫范圍：-50~+1600℃；特殊材料，測(cè)溫范圍可擴(kuò)為:-180~2800℃應(yīng)用極為廣泛4熱電偶測(cè)溫溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第78頁4熱電偶測(cè)溫4.1熱電效應(yīng)4.2熱電偶基本定律4.3慣用熱電偶材料、特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)4.4熱電偶參比端（冷端）溫度賠償4.5熱電偶測(cè)溫回路溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第79頁4.1熱電效應(yīng)兩種導(dǎo)體接觸電勢(shì)單一導(dǎo)體溫差電勢(shì)熱電偶回路熱電勢(shì)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第80頁熱電效應(yīng)——將熱能轉(zhuǎn)換成電能現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。方法：兩種不一樣材料導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料A和B兩端牢靠地接觸在一起，組成如圖所表示閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接觸點(diǎn)(稱為結(jié)點(diǎn))溫度t和t0不相同時(shí)，回路中既可產(chǎn)生電勢(shì)，并有電流流通。A和B稱為偶極或熱電極結(jié)點(diǎn)之一——工作端、熱端；結(jié)點(diǎn)之二——自由端、冷端溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第81頁兩種導(dǎo)體接觸電勢(shì)eAB(T)為A、B兩種不一樣材料在溫度為T時(shí)接觸電動(dòng)勢(shì),V；K為玻耳茲曼常數(shù),K=1.38*10-23J/K；e為電子電荷,e=1.6*10-19C；nA(T)、nB(T)為A、B兩種材料在溫度T時(shí)自由電子密度。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第82頁兩種導(dǎo)體接觸電勢(shì)兩種材料在T0時(shí)接觸電勢(shì)：回路中A和B接觸電勢(shì)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第83頁單一導(dǎo)體溫差電勢(shì)eA(T，T0)——導(dǎo)體A兩端溫度差為T和T0時(shí)形成溫差電勢(shì)，Vσ——湯姆遜系數(shù)，表示單一導(dǎo)體兩端溫度差為1℃時(shí)所產(chǎn)生溫差電勢(shì)，與材料性質(zhì)及兩端溫度相關(guān)。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第84頁回路中溫差電勢(shì)為單一導(dǎo)體溫差電勢(shì)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第85頁回路中總熱電勢(shì)

對(duì)于由A和B組成熱電偶閉合回路，當(dāng)溫度T>T0，nA>nB時(shí)，回路總熱電勢(shì)為EAB(T,T0)：溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第86頁回路中總熱電勢(shì)

分析上式：產(chǎn)生熱電勢(shì)必須滿足兩個(gè)條件：nA≠nB，即熱電偶必須使用兩種不一樣材料；T≠T0,即兩種接觸點(diǎn)必須處于不一樣溫度。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第87頁回路中總熱電勢(shì)忽略溫差電勢(shì)回路總熱電勢(shì)——溫度T單值函數(shù)！方便。金屬導(dǎo)體溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第88頁4.2熱電偶基本定律（1）均質(zhì)導(dǎo)體定律（2）中間導(dǎo)體定律（3）標(biāo)準(zhǔn)電極定律（4）連接導(dǎo)體定律與中間溫度定律溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第89頁（1）均質(zhì)導(dǎo)體定律一個(gè)均質(zhì)材料組成熱電偶不論導(dǎo)體或半導(dǎo)體不論截面和長(zhǎng)度、各處溫度怎樣。結(jié)論：都不能產(chǎn)生熱電勢(shì)熱電偶材料:兩種！溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第90頁注意①兩種材料：任何熱電偶都必須由兩種性質(zhì)不一樣導(dǎo)體組成。②均質(zhì)導(dǎo)體特點(diǎn)：假如熱電偶由兩種均質(zhì)導(dǎo)體組成，則熱電偶熱電勢(shì)僅與兩接點(diǎn)溫度相關(guān)，而與沿?zé)犭姌O溫度分布無關(guān)。③非均質(zhì)導(dǎo)體特點(diǎn)：當(dāng)熱電極是非均質(zhì)導(dǎo)體，則相當(dāng)于不一樣性質(zhì)熱電極組成了熱電偶。在不均勻溫場(chǎng)中測(cè)溫時(shí)將造成測(cè)量誤差。均勻性是衡量熱電偶質(zhì)量主要指標(biāo)之一。（1）均質(zhì)導(dǎo)體定律溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第91頁（2）中間導(dǎo)體定律如圖所表示，將A、B組成熱電偶T0端斷開，接入第三種導(dǎo)體C：條件：只要保持C兩端溫度相同（T0）結(jié)論：接入導(dǎo)體C后對(duì)回路總電動(dòng)勢(shì)無影響。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第92頁圖中熱電偶回路總電勢(shì)為證實(shí)：其中：故：即：（2）中間導(dǎo)體定律溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第93頁（3）標(biāo)準(zhǔn)電極定律內(nèi)容：當(dāng)結(jié)點(diǎn)溫度為T和T0時(shí)，用A、B組成熱電偶產(chǎn)生熱電勢(shì)等于A、C熱電偶和C、B熱電偶熱電勢(shì)代數(shù)和，即導(dǎo)體C稱標(biāo)準(zhǔn)電極（鉑）溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第94頁證實(shí)：標(biāo)準(zhǔn)電極定律證畢溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第95頁（4）連接導(dǎo)體定律與中間溫度定律連接導(dǎo)體定律：在熱電偶回路中，若導(dǎo)體A和B分別與導(dǎo)線A’和B’相接，接點(diǎn)溫度分別為T、Tn、T0，如圖所表示，則回路總電勢(shì)等于熱電偶電勢(shì)EAB(T,Tn)與連接導(dǎo)線電勢(shì)EA’B’(Tn,T0)之和。意義：工業(yè)上利用賠償導(dǎo)線進(jìn)行溫度測(cè)量理論基礎(chǔ)。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第96頁證實(shí)其中（4）連接導(dǎo)體定律與中間溫度定律假設(shè)，nA>nB;nB>nB’;nA>nA’;nB>nB;T>Tn>T0溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第97頁中間溫度定律：當(dāng)A與A’、B與B’材料分別相同時(shí)，則有

（4）連接導(dǎo)體定律與中間溫度定律意義：中間溫度定律為制訂熱電勢(shì)分度奠定了理論基礎(chǔ)，只要求得參考端溫度0℃時(shí)熱電勢(shì)與溫度關(guān)系，就能夠求出參考端溫度不等于0℃時(shí)熱電勢(shì)。=0溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第98頁4.3慣用熱電偶材料、特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第99頁兩種材料組成熱電偶應(yīng)輸出較大熱電勢(shì)，以取得較高靈敏度，且要求電勢(shì)和溫度之間盡可能成線性關(guān)系能應(yīng)用于較寬溫度范圍，物理和化學(xué)特征比較穩(wěn)定（很好耐熱性、抗氧化、抗還原和抗腐蝕性）含有較高導(dǎo)電率和較低電阻溫度系數(shù)工藝性好，利于批量生產(chǎn)（1）熱電偶材料溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第100頁（2）慣用熱電偶①鉑銠10-鉑熱電偶（分度號(hào)：S）②鎳鉻-鎳硅熱電偶（分度號(hào):K）鎳鉻——康銅熱電偶（分度號(hào)：E）鉑銠30-鉑銠6熱電偶（分度號(hào)：B）銅-康銅熱電偶（分度號(hào)：T）溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第101頁優(yōu)點(diǎn)：金屬絲直徑范圍0.35~0.5mm;精度高、物理化學(xué)特征穩(wěn)定;測(cè)溫上限高，短期使用溫度可高達(dá)1600℃。能夠作為各等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。缺點(diǎn)：熱電勢(shì)小、靈敏度低、價(jià)格昂貴。（2）慣用熱電偶①鉑銠10-鉑熱電偶（分度號(hào)：S）正極（硬）負(fù)極（軟）溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第102頁4.732溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第103頁（2）慣用熱電偶②鎳鉻-鎳硅熱電偶（分度號(hào):K）特點(diǎn)：金屬絲直徑范圍：0.5~3mm;價(jià)格低廉、靈敏度高、復(fù)現(xiàn)性好、高溫下抗氧化能力強(qiáng)。工業(yè)與試驗(yàn)室廣泛采取;在還原性或硫化物氣氛中易被侵蝕。正極不親磁負(fù)極稍親磁溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第104頁22.776溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第105頁（2）慣用熱電偶③鎳鉻——康銅熱電偶（分度號(hào)：E）特點(diǎn)：金屬絲直徑范圍：0.5~3mm，價(jià)格最廉價(jià)、靈敏度高，適合用于中性或還原性氣氛中。④鉑銠30-鉑銠6熱電偶（分度號(hào)：B）特點(diǎn)：價(jià)格昂貴、測(cè)量溫度上限可達(dá)1800℃、測(cè)量精度高、適應(yīng)于氧化或中性氣氛中使用、靈敏度低。⑤銅-康銅熱電偶（分度號(hào)：T）特點(diǎn)：直徑：0.1~1.6mm,適合用于-200~+400℃；測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好、低溫時(shí)靈敏度高、價(jià)格低廉。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第106頁（3）經(jīng)典結(jié)構(gòu)（工業(yè)用）氧化鋁或工業(yè)陶瓷<1000度:金屬材料；>1000度:熱電極保護(hù)套管絕緣套管引線盒減小熱慣性！溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第107頁溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第108頁鎧裝式熱電偶：熱電極、耐高溫金屬粉末（如氧化鋁）、不銹鋼套管三者一起拉細(xì)而組成一體，外徑0.25~12mm不等。如圖。（3）經(jīng)典結(jié)構(gòu)（科研用）特點(diǎn)：慣性小、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、力學(xué)性能良好、抗振、可撓等特點(diǎn)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第109頁（3）經(jīng)典結(jié)構(gòu)（科研用）真空蒸鍍或化學(xué)涂層鎳鉻-鎳硅銅康-銅極?。?.01~0.1μm云母或浸漬酚醛塑料60mm*6mm*0.2mm工藝特點(diǎn)：響應(yīng)速度快！（ms）測(cè)溫范圍<300度溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第110頁4.4熱電偶參比端（冷端）溫度賠償（1）冰點(diǎn)法（3）冷端賠償器法（4）賠償導(dǎo)線法（2）熱電勢(shì)修正法熱電偶測(cè)溫原理：只有參比端溫度恒定時(shí)，回路總熱電勢(shì)EAB(T,T0)才是溫度T單值函數(shù)！熱電偶分度表(p171)中，熱電勢(shì)-溫度對(duì)應(yīng)值以

Ｔ0＝０℃為基礎(chǔ)不穩(wěn)定補(bǔ)償方法溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第111頁T0=0C！精度最高！（1）冰點(diǎn)法4.4熱電偶參比端（冷端）溫度賠償溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第112頁（2）熱電勢(shì)修正法4.4熱電偶參比端（冷端）溫度賠償查表EAB實(shí)際測(cè)量查表TT0=0CT0=恒溫中間溫度定律T溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第113頁舉例：s偶參比端溫度溫為30℃,測(cè)量熱電勢(shì)為6.526mV,試問此時(shí)真實(shí)溫度應(yīng)為多少？查表EAB實(shí)際測(cè)量查表T解：查表溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第114頁0.173740℃溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第115頁4.4熱電偶參比端（冷端）溫度賠償（3）冷端賠償器法0C恒溫T0=f(時(shí)間,環(huán)境)不平衡電橋R1=R2=R３=1Ω(錳銅絲)R4（銅絲）Rg（限流）當(dāng)T0=0C時(shí)四壁電阻相等電橋平衡橋路輸出電壓Uba=0指示儀表總熱電勢(shì)為：R4=1溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第116頁4.4熱電偶參比端（冷端）溫度賠償（3）冷端賠償器法說明：當(dāng)T0改變時(shí)，因?yàn)槔涠速r償器接入，儀表所指示總電勢(shì)E仍保持為E(T,0),相當(dāng)于熱電偶冷端自動(dòng)處于0C。當(dāng)→R4↑→a點(diǎn)電位↓→Uba↑同時(shí)T0↑因?yàn)門0↑→

EAB(T,T0)↓調(diào)整Rg電阻→

Uba=[E(T,0)-E(T,T0)],

→總電勢(shì)不隨T0而變溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第117頁4.4熱電偶參比端（冷端）溫度賠償（4）賠償導(dǎo)線法恒溫易干擾賠償導(dǎo)線0~100C溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第118頁E=EAB(T,T0’)熱電勢(shì)修正法材料：熱電性質(zhì)與熱電偶相近（0~100C）EAB(T0,T0’)=EA’B’(T0,T0’)依據(jù)連接導(dǎo)體定律，回路電勢(shì)：E=EAB(T,T0)+EA’B’(T0,T0’)（4）賠償導(dǎo)線法4.4熱電偶參比端（冷端）溫度賠償（中間溫度定律）恒溫溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第119頁熱電偶標(biāo)準(zhǔn)化形成賠償導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)系列。慣用熱電偶賠償導(dǎo)線技術(shù)數(shù)據(jù)見表5.4熱電偶賠償導(dǎo)線溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第120頁舉例：利用賠償導(dǎo)線法進(jìn)行測(cè)溫，熱電偶為K偶，賠償導(dǎo)線為銅-康銅，熱電偶輸出熱電勢(shì)為41.092mV;賠償導(dǎo)線輸出熱電勢(shì)為2.478mV；恒溫端溫度為20℃；試問此時(shí)真實(shí)溫度應(yīng)為多少？解：依據(jù)賠償導(dǎo)線法E=EAB(T,T0)+EA’B’(T0,T0’)

EAB(T0,T0’)=EA’B’(T0,T0’)=2.478mVEAB(T,T0)=41.092mVEA’B’(T0’,0)=EA’B’(20,0)=EAB(20,0)=0.789

mVE=E(T,0)=41.092+2.478+0.789=44.359T=f(44.359)=1180℃溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第121頁44.359溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第122頁4.4小結(jié)（1）冰點(diǎn)法（3）冷端賠償器法（4）賠償導(dǎo)線法（2）熱電勢(shì)修正法補(bǔ)償方法溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第123頁4.5熱電偶測(cè)溫回路溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第124頁方法：測(cè)量?jī)商帨夭睿═1-T2）一個(gè)方法。兩個(gè)熱電偶同型號(hào)配用相同賠償導(dǎo)線冷端溫度相同二者反接而成，則熱電勢(shì)為（1）熱電偶反接（差動(dòng)熱電勢(shì)）4.5熱電偶測(cè)溫回路溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第125頁（2）熱電偶并聯(lián)——測(cè)量平均溫度方法：熱電偶型號(hào)相同；冷端溫度相同；串聯(lián)均衡電阻R1，R2，R3；回路總熱電勢(shì)為：缺點(diǎn)：一支壞，不易覺察4.5熱電偶測(cè)溫回路溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第126頁低溫或小溫變時(shí)：熱電勢(shì)↑

串聯(lián)！特點(diǎn)：

一支燒壞，馬上覺察。（3）熱電偶串聯(lián)（熱電堆）：4.5熱電偶測(cè)溫回路溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第127頁4.6熱電偶校驗(yàn)與分度校驗(yàn):對(duì)熱電偶熱電勢(shì)和溫度已知關(guān)系進(jìn)行校核，檢驗(yàn)其誤差大?。环侄?確定熱電勢(shì)和溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系校驗(yàn)原因：熱電偶經(jīng)過一段時(shí)間使用之后，因?yàn)檠趸⒏g、還原、高溫下再結(jié)晶等原因影響，使它與原分度值或標(biāo)準(zhǔn)分度表偏離越來越大，以至產(chǎn)生較大誤差，測(cè)量精度下降。ITS-1990溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第128頁4.6熱電偶校驗(yàn)與分度0.03級(jí)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第129頁4.7熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)誤差分析

（1）熱電偶分度誤差Δ1：因?yàn)闊犭娕疾馁|(zhì)不均，勻使得其熱電特征與統(tǒng)一分度表之間存在差值。該項(xiàng)誤差不能超出熱電偶允許誤差范圍，不然應(yīng)重新校驗(yàn)。如：鉑銠-鉑：在600℃以上，允許誤差為±0.25%t；鎳鉻-鎳硅：在400℃以上，允許誤差為±0.75%t；（2）賠償導(dǎo)線誤差Δ2：賠償導(dǎo)線與熱電偶熱電特征不一樣而帶來誤差。如：鉑銠-鉑：100℃賠償范圍內(nèi)，其賠償導(dǎo)線允差為±0.023mV;如：鎳鉻-鎳硅：100℃賠償范圍內(nèi)，其賠償導(dǎo)線允差為±0.105mV;（3）冷端賠償器誤差Δ3：只能在平衡點(diǎn)和計(jì)算點(diǎn)溫度值得到完全賠償，在其它溫度時(shí)因不能完全得到賠償所造成誤差。如：鉑銠-鉑：±0.04mV;如：鎳鉻-鎳硅：±0.16mV;（4）測(cè)量?jī)x表誤差Δ4:該誤差由儀表精度等級(jí)所決定。如XCZ-101動(dòng)圈測(cè)溫儀表為?溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第130頁舉例：如若采取鎳鉻-鎳硅熱電偶按圖所表示組成測(cè)溫系統(tǒng)。測(cè)量?jī)x表XCZ101量程為1000℃，若儀表上顯示被測(cè)溫度為800℃。且該測(cè)溫系統(tǒng)誤差。解：誤差起源分別為4.7熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)誤差分析

熱電偶分度誤差Δ1；賠償導(dǎo)線誤差Δ2冷端賠償器誤差Δ3；測(cè)量?jī)x表誤差Δ4測(cè)溫系統(tǒng)最大誤差為：溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第131頁“熱電偶測(cè)溫”小結(jié)：熱電效應(yīng)（基本概念）熱電偶基本定律（結(jié)論）慣用熱電偶材料、特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)（分度號(hào)）熱電偶參比端（冷端）溫度賠償

（方法、理論基礎(chǔ)

）熱電偶測(cè)溫回路（經(jīng)典設(shè)計(jì)）熱電偶校驗(yàn)與分度熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)誤差分析溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第132頁5輻射式溫度計(jì)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第133頁5輻射式溫度計(jì)5.1熱輻射基本定理5.2光學(xué)高溫計(jì)5.3光電高溫計(jì)5.4輻射溫度計(jì)5.5比色溫度計(jì)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第134頁5非接觸式測(cè)溫 高溫測(cè)量中應(yīng)用最廣泛，主要應(yīng)用行業(yè)為冶金、鑄造、熱處理以及玻璃、陶瓷和耐火材料等工業(yè)生產(chǎn)過程中。 任何物體處于絕對(duì)零度以上時(shí)，都會(huì)以一定波長(zhǎng)電磁波形式向外輻射能量。輻射式測(cè)溫儀表就是利用物體輻射能量隨其溫度而改變?cè)碇瞥伞?測(cè)量時(shí)，只需把溫度計(jì)光學(xué)接收系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體，而無須與物體接觸，所以能夠測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體溫度并不會(huì)破壞物體溫度場(chǎng)。另外，因?yàn)楦袦卦唤邮蛰椛淠埽瑹o須到達(dá)被測(cè)物體實(shí)際溫度，從理論上講，它沒有上限，能夠測(cè)量高溫。 非接觸測(cè)溫儀表分類：光學(xué)高溫計(jì)、輻射式溫度計(jì)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第135頁

輻射換熱是三種基本熱交換形式之一

波長(zhǎng)范圍：10-3m～10-8m在低溫時(shí)，物體輻射能量很小，主要發(fā)射是紅外線。伴隨溫度升高，輻射能量急劇增加，輻射光譜也向短方向移動(dòng)，在5000C左右時(shí)。輻射光譜包含了部分可見光；到8000C時(shí)可見光大大增加，即展現(xiàn)“紅熱”；假如到30000C時(shí)，輻射光譜包含更多短波成份，使得物體展現(xiàn)“白熱”。輻射測(cè)溫基本原理：觀察灼熱物體表面“顏色”來大致判斷物體溫度，這就是溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第136頁

熱輻射基本概念1.熱輻射特點(diǎn)(1)定義：由熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，以電磁波形式傳遞能量；(2)特點(diǎn)：a任何物體，只要溫度高于0K，就會(huì)不停地向周圍空間發(fā)出熱輻射；b能夠在真空中傳輸；c伴隨能量形式轉(zhuǎn)變；d含有強(qiáng)烈方向性；e輻射能與溫度和波長(zhǎng)均相關(guān)；f發(fā)射輻射取決于溫度4次方。2.電磁波譜電磁輻射包含了各種形式，如圖6.5-1所表示，而我們所感興趣，即工業(yè)上有實(shí)際意義熱輻射區(qū)域普通為0.1~100μm。電磁波傳輸速度：

c=fλ

式中：f—頻率，s-1;λ—波長(zhǎng)，μm溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第137頁電磁輻射波譜圖6-1溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第138頁(1)熱輻射主要參數(shù)①輻射能Q

以輻射形式發(fā)射、傳輸或接收能量稱為輻射能，單位為焦耳(J)。②輻射能通量是輻射能隨時(shí)間改變率，又稱輻射率：

(6.4.1)

其單位是瓦特(W)。③輻射強(qiáng)度I

在給定方向上立體角單元內(nèi)，離開點(diǎn)輻射源(或輻射源面單元)輻射功率除以該立體角單元，稱為該方向上輻射強(qiáng)度，其單位為瓦/球面度(W/sr)。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第139頁(1)熱輻射主要參數(shù)④輻射出射度M

離開輻射源表面一點(diǎn)處面單元上輻射能量除以該單元面積，稱為該點(diǎn)輻射出射度，即

(6.4.2)

輻射出射度單位為瓦/米2(W/m2)。⑤輻射亮度L和光譜輻射亮度表面一點(diǎn)處面元在給定方向上輻射強(qiáng)度，除以該面元在垂直于給定方向平面上正投影面積，稱為該方向輻射亮度L。輻射亮度實(shí)際上包含全部波長(zhǎng)輻射能量。假如是輻射光譜中某一波長(zhǎng)輻射能量則稱為在此波長(zhǎng)下光譜輻射亮度。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第140頁(2)輻射能分配當(dāng)物體接收到輻射能量以后，依據(jù)物體本身性質(zhì)，會(huì)發(fā)生部分能量吸收、透射和反射α―吸收率；τ―透射率；ρ―反射率。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第141頁當(dāng)熱輻射投射到物體表面上時(shí)，普通會(huì)發(fā)生三種現(xiàn)象，即吸收、反射和穿透，如圖6.5-2所表示。3.

物體對(duì)熱輻射吸收、反射和穿透

圖6.2物體對(duì)熱輻射吸收反射和穿透溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第142頁對(duì)于大多數(shù)固體和液體：對(duì)于不含顆粒氣體：對(duì)于黑體：鏡體或白體：透明體：反射又分鏡反射和漫反射兩種圖6-3鏡反射圖6-4漫反射溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第143頁物體分類： 黑體（絕對(duì)黑體）： 照射到物體上輻射能全部被吸收，既無反射也無透射。 透明體： 照射到物體上輻射能全部透射過去，既無吸收又無反射。 鏡體、白體： 照射到物體上輻射能全部反射出去。若物體表現(xiàn)平整光滑，反射含有一定規(guī)律，則該物體稱之為“鏡體”；若反射無一定規(guī)律，則該物體稱為“絕對(duì)白體”或者簡(jiǎn)稱為“白體”。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第144頁在自然界中黑體、白體和透明體都是不存在。普通固體和液體τ值很小或等于零，而氣體τ值較大。對(duì)于普通工程材料來講，τ＝0而α+ρ=1，稱為灰體

從傳熱學(xué)角度看，能夠人為制造黑體溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第145頁(3)基爾霍夫定律各物體輻射出射度和吸收率比值都相同，和物體性質(zhì)無關(guān)，是物體溫度和發(fā)射波長(zhǎng)函數(shù)式中：M0(λ,T),M1(λ,T),M2(λ,T)―物體單色(λ)輻射出射度；

α0(λ,T),α2(λ,T),α2(λ,T)―物體單色(λ)吸收率。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第146頁若物體A0絕對(duì)黑體，那么α0(λ,T)

，依據(jù)基氏定律物體輻射出射度和吸收率之比等于絕對(duì)黑體在一樣溫度下，相同波長(zhǎng)時(shí)輻射出射度。這是基氏定律另一個(gè)說法。設(shè)M(λ,T)為物體A在波長(zhǎng)為λ

，溫度為T下輻射出射度。式中，ε稱為物體A單色輻射率，或稱為單色黑度系數(shù)。它表明了在一定溫度和波長(zhǎng)下，物體A輻射出射度與相同溫度和波長(zhǎng)下黑體輻射出射度之比?；鶢柣舴蚨烧f明，物體輻射能力與它吸收能力是相同溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第147頁在全波長(zhǎng)內(nèi)，任何物體全輻射出射度等于單波長(zhǎng)輻射出射度在全波長(zhǎng)內(nèi)積分式中，A(T)－物體A在溫度T下全吸收率，

M0(T)－黑體在溫度T下全輻射出射度?；隙煞e分形式為它表明了在一定溫度T下，物體A輻射出射度與相同溫度下黑體輻射出射度之比。普通物體εT<1，εT越靠近1,表明它與黑體輻射能力越靠近。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第148頁①普朗克定律(單色輻射強(qiáng)度定律)②維恩公式③斯蒂芬－波爾茲曼定律（全輻射強(qiáng)度定律，也稱為四次方定律）溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第149頁①普朗克定律(單色輻射強(qiáng)度定律)溫度為T單位面積元絕對(duì)黑體，在半球面方向所輻射波長(zhǎng)為輻射出射度為式中，c―光速；

h―普朗克常數(shù)，6.626176×10-34J·s；

k―波爾茲曼常數(shù)，1.38066244×10-23J/K；

C1―第一輻射常數(shù)，＝3.7418×10-16W·m2；

C2―第二輻射常數(shù)，＝1.4388×10-12m·K；

T―絕對(duì)溫度。公式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不過它對(duì)于低溫與高溫都是適用溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第150頁②維恩公式理論上說明了黑體在各種溫度下能量波長(zhǎng)分布規(guī)律公式簡(jiǎn)單，不過僅適合用于不超出3000K溫度范圍黑體輻射本事是波長(zhǎng)和溫度函數(shù)，當(dāng)波長(zhǎng)一定時(shí)，黑體輻射本事就僅僅是溫度函數(shù)，即上式就是光學(xué)高溫計(jì)和比色高溫計(jì)測(cè)溫理論依據(jù)

溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第151頁③斯蒂芬－波爾茲曼定律

（全輻射強(qiáng)度定律，四次方定律）溫度為T絕對(duì)黑體，單位面積元在半球方向上所發(fā)射全部波長(zhǎng)輻射出射度與溫度T四次方成正比。式中，σ―斯蒂芬－波爾茲曼常數(shù)，5.66961×10-3W/(m2·K4)。上式就是輻射式溫度計(jì)測(cè)溫理論依據(jù)。全輻射強(qiáng)度定律是單色輻射強(qiáng)度定律在全波長(zhǎng)內(nèi)積分結(jié)果。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第152頁5.2光學(xué)高溫計(jì)

精密光學(xué)高溫計(jì)用于科學(xué)試驗(yàn)中精密測(cè)試；

標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)高溫計(jì)用于量值傳遞，比如，在物質(zhì)熔點(diǎn)、熱容量和相變點(diǎn)測(cè)定中使用。 光學(xué)高溫計(jì)可用來測(cè)量800～32000C高溫。 因?yàn)椴扇∮萌庋圻M(jìn)行色度比較，所以測(cè)量誤差與人經(jīng)驗(yàn)相關(guān)。 光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量溫度稱為亮度溫度(TL)，被測(cè)對(duì)象為非黑體時(shí)，要經(jīng)過修正才能得到非黑體真實(shí)溫度。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第153頁工業(yè)用光學(xué)高溫計(jì)分類隱絲式 利用調(diào)整電阻來改變高溫?zé)襞莨ぷ麟娏?，?dāng)燈絲亮度與被測(cè)物體亮度一致時(shí)，燈泡亮度就代表了被測(cè)物體亮度溫度。恒定亮度式 利用減光楔來改變被測(cè)物體亮度，使它與恒定亮度溫度高溫?zé)襞菹啾容^，當(dāng)二者亮度相等時(shí)，依據(jù)減光楔旋轉(zhuǎn)角度來確定被測(cè)物體亮度溫度。因?yàn)殡[絲式光學(xué)高溫計(jì)結(jié)構(gòu)和使用方法都優(yōu)于恒定亮度式，所以應(yīng)用廣泛。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第154頁隱絲式光學(xué)高溫計(jì)光學(xué)系統(tǒng) 紅色濾波片，造成一個(gè)較窄有效波長(zhǎng) 吸收玻璃，目標(biāo)是擴(kuò)展量程 目鏡和物鏡是一套光學(xué)系統(tǒng)電測(cè)系統(tǒng)包含指示儀表、燈泡、電源和調(diào)整電阻四部分。光學(xué)高溫?zé)襞荩簶?biāo)準(zhǔn)輻射源 電源、調(diào)整電阻和指示儀表組成測(cè)量電路原理普通有電壓表式，電流表式以及不平衡電橋和平衡電橋式四種。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第155頁WGG2-201型光學(xué)高溫計(jì)1－物鏡；2－吸收玻璃；3－燈泡；4－紅色濾波片；5－目鏡；6－指示儀器；7－滑線電阻；E－電源；K－開關(guān)；R1－刻線調(diào)整電阻溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第156頁燈絲隱滅式光學(xué)溫度計(jì)（示意圖）

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)溫范圍廣（700~3200℃），普通可滿足工業(yè)測(cè)溫準(zhǔn)確度要求。缺點(diǎn)：人眼觀察，并需用手動(dòng)平衡，所以不能實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量和自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，且測(cè)量結(jié)果帶有主觀性。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第157頁亮度溫度 為了校正光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量非黑體溫度比真實(shí)溫度偏低偏差。定義：當(dāng)被測(cè)物體為非黑體，在同一波長(zhǎng)下光譜輻射亮度同絕對(duì)黑體光譜輻射亮度相等時(shí)，則黑體溫度稱為被測(cè)物體在波長(zhǎng)為時(shí)亮度溫度。左邊為非黑體光譜輻射亮度，右邊為黑體光譜輻射亮度溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第158頁依據(jù)維恩公式有對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù)，并加以整理，得式中，ελT―被測(cè)物體在溫度為，波長(zhǎng)為時(shí)單色黑度系數(shù)；

T―被測(cè)物體真實(shí)溫度；

TL―被測(cè)物體亮度溫度。已知物體單色黑度系數(shù)，就能夠經(jīng)過亮度溫度求出物體真實(shí)溫度。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第159頁5.3光電高溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)是由人工操作來完成亮度平衡工作，其測(cè)量結(jié)果帶有操作者主觀誤差。它不能進(jìn)行連續(xù)測(cè)量和統(tǒng)計(jì)，當(dāng)被測(cè)溫度低于8000C時(shí)，光學(xué)高溫計(jì)對(duì)亮度無法進(jìn)行平衡。光電高溫計(jì)是在光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來一個(gè)新型測(cè)溫儀表。它采取新型光電器件，自動(dòng)進(jìn)行平衡，到達(dá)連續(xù)測(cè)量目標(biāo)。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第160頁主要特點(diǎn)：①采取光敏電阻或者光電池作為感受輻射源敏感元件來代替人眼觀察；②采取一參考輻射源與被測(cè)物體進(jìn)行亮度比較，由光敏元件和電子放大器組成判別和調(diào)整步驟，使參考輻射源在選定波長(zhǎng)范圍內(nèi)亮度自動(dòng)跟蹤被測(cè)物體輻射亮度，當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡時(shí)即可得到測(cè)量值；③在平衡式測(cè)量方式中，光敏元件只起指零作用，它特征如有改變，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較小，參考輻射源選取鎢絲燈泡，能保持較高穩(wěn)定性，所以含有較高精度和連續(xù)測(cè)量特征；④設(shè)計(jì)了手動(dòng)值修正步驟，可顯示物體真實(shí)溫度；⑤采取新型光敏元件，測(cè)量范圍寬，約為200～16000C。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第161頁WDL-31型光電高溫計(jì)工作原理1－物鏡；2－同時(shí)信號(hào)發(fā)生器；3－調(diào)制鏡；4－微電機(jī)；5－反光鏡；6－聚光鏡；7－參比燈；8－探測(cè)元件溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第162頁(1)瞄準(zhǔn)光路由物鏡對(duì)0.5m～處被測(cè)物體調(diào)焦成像在分劃板上。經(jīng)過目鏡組可清楚地觀察到被測(cè)物體瞄準(zhǔn)部位1－調(diào)制鏡；2－微電機(jī)；3－反光鏡；4－可變光闌；5－聚光鏡組；6－參比燈；7-目鏡組8、9-保護(hù)窗；10－物鏡；11-入射光瞳；12-衰減玻璃；13－探測(cè)元件；14-濾光片；15-保護(hù)光闌；16-分劃板；17－透鏡玻璃；18-出射光闌；19-保護(hù)玻璃溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第163頁紅外光硅光電池10可見光硅光電池8量程為800~℃，精度為0.5％優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高，反應(yīng)速度快，測(cè)量范圍寬，可測(cè)目標(biāo)小，測(cè)量溫度更靠近真實(shí)溫度。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第164頁

(2)檢測(cè)光路物鏡將被測(cè)物體輻射能量會(huì)聚，經(jīng)過衰減玻璃及與物鏡光軸成450角調(diào)制鏡反射，進(jìn)入視場(chǎng)光闌孔中，由探測(cè)元件接收。(3)參比光路參比燈輻射能量經(jīng)聚光燈組會(huì)聚后，經(jīng)過可變光闌，由反射鏡反射，再穿過調(diào)制鏡葉片空間，進(jìn)入視場(chǎng)光闌孔中，經(jīng)濾波片也由探測(cè)元件接收。 隨電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)制鏡，對(duì)兩路輻射通量作切換調(diào)制，使其交替被探測(cè)元件接收。 在參比光路中可變光闌用作黑度系數(shù)手動(dòng)修正。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第165頁 儀器工作光譜范圍由光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)元件決定。 量程范圍在400～8000C及以下各量程，采取硫化鉛光敏電阻作探測(cè)元件，并配合鍺濾光片。光譜范圍短限由鍺濾光片確定，長(zhǎng)限由光學(xué)玻璃材質(zhì)物鏡確定，約在1.8～2.7。峰值由探測(cè)元件確定，約為2.5。 量程范圍600～10000C及以上各量程，采取硅光電池作探測(cè)元件，并配合HB850有色玻璃濾光片。光譜范圍短限也由濾光片確定，長(zhǎng)限和峰值由探測(cè)元件確定。光譜范圍約在0.8～1.1，峰值約為0.95，均在紅外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)。 儀器量程范圍用光學(xué)衰減方式改變。 各種量程都保持參比燈工作電流在某一固定范圍內(nèi)改變，即在量程上限時(shí)工作電流不超出250mA。 對(duì)于低溫量程，將參比燈輻射能量衰減； 對(duì)于高溫量程，則將被測(cè)輻射能量進(jìn)行衰減。 探測(cè)元件為硫化鉛光敏電阻時(shí)，衰減玻璃選取GRB1隔熱玻璃。探測(cè)元件為硅光電池時(shí)，采取LB6綠色玻璃。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第166頁5.4輻射溫度計(jì)依據(jù)全輻射強(qiáng)度定理，即物體總輻射強(qiáng)度與物體溫度四次方成正比關(guān)系來進(jìn)行測(cè)量。

組成：輻射感溫器和顯示儀表兩部分 可用于測(cè)量400～0C高溫，多為現(xiàn)場(chǎng)安裝式結(jié)構(gòu)。為適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)高溫環(huán)境要求，可在輻射感溫器外加裝水冷夾套。輻射高溫計(jì)測(cè)量溫度稱為輻射溫度，被測(cè)對(duì)象為非黑體時(shí)，要經(jīng)過修正才能得到非黑體真實(shí)溫度。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第167頁熱電堆結(jié)構(gòu)和賠償光闌(a):1－云母基片；2－受熱靶面；3－熱電耦絲；4－引出線(b):1-賠償片；2-雙金屬片溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第168頁WFT-202型輻射感溫器結(jié)構(gòu)1－物鏡；2－外殼；3－賠償光闌；4－座架；5－熱電堆；6－接線柱；7－穿線套；8－蓋；9－目鏡；10－校正片；11－小齒軸溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第169頁滿足距離系數(shù)：L/D（被測(cè)物與儀表之間距離與被測(cè)對(duì)象有效直徑之比）溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第170頁輻射溫度 對(duì)于輻射式溫度計(jì)，它是以絕對(duì)黑體輻射能為基準(zhǔn)對(duì)儀器進(jìn)行分度，所以儀器測(cè)出值稱為輻射溫度。 輻射溫度定義：黑體總輻射能等于非黑體總輻射能時(shí)，此黑體溫度即為非黑體輻射溫度。依據(jù)全輻射強(qiáng)度定理，總輻射能相等，則有：因?yàn)榉呛隗wεT<1，則TF<T所以用輻射溫度計(jì)測(cè)出溫度要比物體真實(shí)溫度低。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第171頁5.5比色溫度計(jì)

原理：經(jīng)過測(cè)量熱輻射體在兩個(gè)或兩個(gè)以上波長(zhǎng)光譜輻射亮度之比來測(cè)量溫度。

特點(diǎn)：準(zhǔn)確度高，響應(yīng)快，可觀察小目標(biāo)(最小可到2mm)。 因?yàn)閷?shí)際物體單色黑度系數(shù)和全輻射黑度系數(shù)數(shù)值相差很大，不過對(duì)同一物體不一樣波長(zhǎng)單色黑度系數(shù)和來說，其比值改變卻很小。所以用比色溫度計(jì)測(cè)得溫度稱為比色溫度，它與物體真實(shí)溫度很靠近，普通能夠不進(jìn)行校正。溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第172頁比色溫度計(jì)原理結(jié)構(gòu)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第173頁比色溫度定義：黑體輻射兩個(gè)波長(zhǎng)λ1和λ2光譜輻射亮度之比等于非黑體對(duì)應(yīng)光譜輻射亮度之比時(shí)，則黑體溫度即為這個(gè)非黑體比色溫度TS。對(duì)于溫度為黑體，在波長(zhǎng)為λ1和λ2時(shí)光譜輻射亮度之比為取對(duì)數(shù)后有溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第174頁能夠簡(jiǎn)化為依據(jù)式(6.4.17)能夠得到可深入求出物體真實(shí)溫度與比色溫度關(guān)系對(duì)于灰體來說，因?yàn)棣纽?T

＝ελ2T

，所以T＝TS，這就是比色溫度計(jì)最大優(yōu)點(diǎn)式中溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第175頁6實(shí)用測(cè)溫技術(shù)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第176頁

實(shí)用測(cè)溫技術(shù)理想：接觸式測(cè)溫感溫元件輸出能反應(yīng)對(duì)象真實(shí)溫度，必須滿足以下條件：①熱力學(xué)平衡條件動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快實(shí)際：溫度計(jì)被測(cè)對(duì)象周圍環(huán)境熱交換熱交換負(fù)誤差正誤差如熱電偶熱接點(diǎn)溫度——近似！溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第177頁熱傳導(dǎo)基本概念時(shí)間上：非穩(wěn)定溫場(chǎng)、穩(wěn)定溫場(chǎng)：空間上：三維、二維、一維溫場(chǎng)我們要研究是一維穩(wěn)定溫場(chǎng)！溫度場(chǎng)

任一時(shí)間，物體（或空間）各點(diǎn)溫度分布情況。數(shù)學(xué)描述：6.1低速氣流溫度測(cè)量及導(dǎo)熱誤差分析溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第178頁等溫線和等溫面溫場(chǎng)中，同一時(shí)刻，溫度相同點(diǎn)所組成線或面。

特點(diǎn)：空間任一點(diǎn)在某一瞬間不能同時(shí)有兩個(gè)不一樣溫度存在，即等溫線不能相交（類似于磁場(chǎng)中磁力線）。熱傳導(dǎo)基本概念溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第179頁溫度梯度：一個(gè)向量，與傳熱方向恰好相反。特點(diǎn)：沿等溫面無熱量傳遞；沿和等溫面相交任何方向，有熱量傳遞與等溫面垂直方向溫度梯度最大。熱傳導(dǎo)基本概念溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第180頁傅立葉定律單位時(shí)間內(nèi)傳導(dǎo)熱量（導(dǎo)熱速率），與溫度梯度與傳熱面積成正比導(dǎo)熱系數(shù)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第181頁導(dǎo)熱系數(shù)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第182頁導(dǎo)熱系數(shù)溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第183頁對(duì)熱流體：對(duì)冷流體：對(duì)流傳熱速率——牛頓冷卻定律溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第184頁1、流體狀態(tài)：是否有相變。有相變時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)比無相改變時(shí)大多；2、流體物理性質(zhì)：密度р、比熱cp、導(dǎo)熱系數(shù)λ、粘度μ等；3、流體運(yùn)動(dòng)情況：層流、過渡流或湍流；4、流體對(duì)流情況：自然對(duì)流，強(qiáng)制對(duì)流；5、傳熱表面形狀、位置及大小：如管、板、管束、排列方式、垂直或水平放置等。影響對(duì)流傳熱系數(shù)主要原因復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化表示溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)第185頁馬赫數(shù)(流速比)：流體流動(dòng)速度(v)和聲音在該流體內(nèi)傳輸速度(c)之比，稱為馬赫數(shù)(M)，M=v/c在氣流速度比較低（馬赫數(shù)Ｍ＜0.2）時(shí)，氣動(dòng)力原因?qū)佑|式測(cè)溫影響能夠忽略不計(jì)，且氣流管道或容器保溫很好，管壁溫度與氣流溫度相近。此時(shí)，氣流將以對(duì)流傳熱方