第五章 溫度測(cè)量-0414

2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量1第五章溫度測(cè)量2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量2第一節(jié)概述第二節(jié)接觸式溫度計(jì)第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)第四節(jié)氣體溫度計(jì)第五節(jié)紅外技術(shù)在溫度測(cè)量中的應(yīng)用主要內(nèi)容2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量3紅外測(cè)溫儀溫度測(cè)量?jī)x通道溫度監(jiān)測(cè)機(jī)箱溫度監(jiān)測(cè)海水溫度監(jiān)測(cè)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量4第一節(jié)概述一、溫度

溫度是表示物體冷熱程度的物理量。從分子運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)看，溫度是物體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能大小的一個(gè)度量標(biāo)志。一、溫度第一節(jié)概述2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量5第一節(jié)概述二、溫標(biāo)

用來度量溫度高低的尺度稱為溫度標(biāo)尺，簡(jiǎn)稱“溫標(biāo)”，它規(guī)定了溫度的零點(diǎn)和基本測(cè)量單位。目前使用較多的溫標(biāo)有熱力學(xué)溫標(biāo)、國際實(shí)用溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo)。其中攝氏溫標(biāo)與華氏溫標(biāo)之間的關(guān)系如下：tC為攝氏溫標(biāo)tF為華氏溫標(biāo)二、溫標(biāo)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量6第一節(jié)概述二、溫標(biāo)

熱力學(xué)溫標(biāo)又稱開爾文溫標(biāo)或絕對(duì)溫標(biāo)，它規(guī)定分子運(yùn)動(dòng)停止時(shí)的溫度為絕對(duì)零度。規(guī)定水的三相點(diǎn)（即液體、固體、氣體狀態(tài)的水同時(shí)存在的溫度）為273.1K。水的凝固點(diǎn)，即相當(dāng)攝氏溫標(biāo)0℃，相當(dāng)華氏溫標(biāo)32℉的開氏溫標(biāo)為273.15K。熱力學(xué)溫標(biāo)（符號(hào)為T）它的單位為開爾文（符號(hào)為K），定義為水三相點(diǎn)的熱力學(xué)溫度的1/273.16。t為攝氏溫標(biāo)T為熱力學(xué)溫標(biāo)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量7第一節(jié)概述三、溫度計(jì)分類三、溫度計(jì)分類測(cè)溫元件直接與被測(cè)對(duì)象相接觸，兩者之間進(jìn)行充分的熱交換，最后達(dá)到熱平衡，這時(shí)感溫元件的某一物理參數(shù)的量值就代表了被測(cè)對(duì)象的溫度值。1、接觸式溫度計(jì)溫度計(jì)分為接觸式和非接觸式兩大類。2、非接觸式溫度計(jì)非接觸測(cè)溫感溫元件不與被測(cè)對(duì)象相接觸，而是利用物體產(chǎn)生輻射能量的大小來測(cè)量溫度。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量8第一節(jié)概述三、溫度計(jì)分類接觸式溫度計(jì)和非接觸式溫度計(jì)各自的特點(diǎn)如下：1）由于接觸式溫度計(jì)必須將感溫元件與被測(cè)物體接觸，因此容易破壞被測(cè)溫度場(chǎng)，非接觸式溫度計(jì)則無此問題；2）接觸式溫度計(jì)感溫元件與被測(cè)物體達(dá)到熱平衡需要一定時(shí)間，所以產(chǎn)生的時(shí)間滯后比較大，非接觸式測(cè)溫計(jì)直接測(cè)量被測(cè)物體的熱輻射，響應(yīng)速度快；3）由于感溫元件難以承受很高的溫度，所以接觸式溫度計(jì)測(cè)量高溫時(shí)受到限制，非接觸式溫度計(jì)無此問題；2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量9第一節(jié)概述三、溫度計(jì)分類4）由于低溫時(shí)物體熱輻射很小，所以非接觸式溫度計(jì)不適合測(cè)量低溫；5）一般來說，接觸式溫度計(jì)的測(cè)量精度比非接觸式溫度計(jì)高。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量10第一節(jié)概述二、溫度計(jì)分類溫度計(jì)分類使用溫度范圍接觸式膨脹式壓力式溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)水銀溫度計(jì)有機(jī)液體溫度計(jì)-80~550℃-100~600℃-38~356℃-100~100℃電阻式鉑電阻溫度計(jì)銅電阻溫度計(jì)銠鐵電阻溫度計(jì)鍺電阻溫度計(jì)鎳電阻溫度計(jì)碳電阻溫度計(jì)熱敏電阻溫度計(jì)13.18~961.78K-50~150℃0.1~73K0.015~100K-60~180℃30K以下至mK-40~150℃熱電偶式銅-康銅鉑銠-鉑鎳鉻-康銅鎳鉻-鎳硅（鎳鋁）-200~400℃0~1800℃0~800℃0~1300℃表5-1溫度計(jì)分類及使用溫度范圍（低溫、中溫、高溫）2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量11第一節(jié)概述二、溫度計(jì)分類溫度計(jì)分類使用溫度范圍非接觸式輻射式全輻射高溫計(jì)單色光學(xué)高溫計(jì)比色光學(xué)高溫計(jì)紅外溫度計(jì)700~2000℃800~2000℃800~2000℃100~700℃續(xù)表5-1溫度計(jì)分類及使用溫度范圍2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量12第二節(jié)接觸式溫度計(jì)一、膨脹式溫度計(jì)利用物質(zhì)的體積隨溫度升高而膨脹的特性制作的溫度計(jì)。分類：玻璃管液體溫度計(jì)壓力式溫度計(jì)

第二節(jié)接觸式溫度計(jì)

一、膨脹式溫度計(jì)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量13第二節(jié)接觸式溫度計(jì)一、膨脹式溫度計(jì)1、玻璃管液體溫度計(jì)

玻璃管液體溫度計(jì)可以充填不同的工作液體，常用水銀。水銀不粘玻璃，不易氧化，在相當(dāng)大溫度范圍內(nèi)（-38~356℃）保持液態(tài)，200℃以下，膨脹系數(shù)和溫度成線性關(guān)系，可作為精密標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量14第二節(jié)接觸式溫度計(jì)一、膨脹式溫度計(jì)應(yīng)注意的問題：玻璃液體溫度計(jì)的溫度刻度是在溫度計(jì)液柱全部浸入介質(zhì)中標(biāo)定的。測(cè)量時(shí)外露部分處于環(huán)境溫度下，若環(huán)境溫度與標(biāo)定分度時(shí)的溫度不同，可按下式修正：玻璃的熱脹冷縮會(huì)引起零點(diǎn)位置的移動(dòng)，因此使用玻璃管液體溫度計(jì)應(yīng)定期校驗(yàn)零點(diǎn)位置。零點(diǎn)漂移露出液柱的校正2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量15第二節(jié)接觸式溫度計(jì)一、膨脹式溫度計(jì)tB為標(biāo)定分度條件下外露部分空氣溫度n為露出部分液柱所占的度數(shù)γ為液體在玻璃管中的膨脹系數(shù)tA為使用條件下外露部分空氣溫度2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量16第二節(jié)接觸式溫度計(jì)一、膨脹式溫度計(jì)玻璃管液體溫度計(jì)的特點(diǎn)：精確度高，讀數(shù)直觀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，使用方便。不能遠(yuǎn)程運(yùn)輸，不能用于自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量172、壓力溫度計(jì)

第二節(jié)接觸式溫度計(jì)一、膨脹式溫度計(jì)壓力式溫度計(jì)1-指針；2-刻度盤；3-彈簧管；4-連桿5-傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；6-毛細(xì)管；7-溫包；8-感溫工質(zhì)

壓力式溫度計(jì)是基于密閉系統(tǒng)內(nèi)的氣體或液體受熱后壓力變化的原理而制成的，它由溫包、毛細(xì)管和彈簧管所構(gòu)成的密閉系統(tǒng)和傳動(dòng)指示機(jī)構(gòu)組成，如右圖2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量18第二節(jié)接觸式溫度計(jì)一、膨脹式溫度計(jì)使用壓力式溫度計(jì)時(shí)，必須將溫包全部浸入被測(cè)物質(zhì)中。當(dāng)毛細(xì)管所處的環(huán)境溫度有較大波動(dòng)時(shí)會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來誤差，所以毛細(xì)管不能太長(zhǎng)。這種溫度計(jì)精度較低，但使用簡(jiǎn)單，具有抗振動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)和其他動(dòng)力機(jī)械的油溫或水溫常用這種溫度計(jì)。2023/2/4熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量19分類第二節(jié)接觸式溫度計(jì)一、膨脹式溫度計(jì)

1）工質(zhì)為氣體，常用氮?dú)猓瑴y(cè)溫范圍-80-550℃。壓力與溫度關(guān)系近線性。2）工質(zhì)為低沸點(diǎn)液體，如氯甲烷、氯乙烷、丙酮。測(cè)溫范圍-20-200℃。由于飽和蒸汽壓和飽和溫度呈非線性關(guān)系，刻度不均勻。3）工質(zhì)為液體，如水銀、二甲苯、甲醇等，測(cè)溫范圍為-40-200℃。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量203、雙金屬溫度計(jì)

第二節(jié)接觸式溫度計(jì)一、膨脹式溫度計(jì)工作原理：利用兩種金屬線脹系數(shù)不同的原理制成。當(dāng)溫度變化時(shí)，兩種金屬的膨脹不同，雙金屬片產(chǎn)生與被測(cè)溫度成正例的變形。特點(diǎn)：體積小、成本低、堅(jiān)固、抗振性好，測(cè)溫范圍為-60℃~500℃，精度較低，主要用于工業(yè)中。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量21第二節(jié)接觸式溫度計(jì)二、熱電阻溫度計(jì)二、熱電阻溫度計(jì)

原理：利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性制作的溫度計(jì)。熱電阻溫度計(jì)由熱電阻、變送器、連接導(dǎo)線和顯示儀表等幾部分組成。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量22第二節(jié)接觸式溫度計(jì)二、熱電阻溫度計(jì)特點(diǎn)：測(cè)量精度較高。響應(yīng)速度快。整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)呈線性關(guān)系?？蓪?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量顯示和自動(dòng)記錄。鉑熱電阻遠(yuǎn)傳溫度計(jì)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量23第二節(jié)接觸式溫度計(jì)二、熱電阻溫度計(jì)常用的兩種熱電阻（探頭材料不同）鉑熱電阻：長(zhǎng)期使用的溫度范圍是-200~500℃。銅熱電阻：長(zhǎng)期使用的溫度范圍是-30~100℃。鉑熱電阻溫度計(jì)銅熱電阻溫度計(jì)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量24第二節(jié)接觸式溫度計(jì)三、熱電偶溫度計(jì)三、熱電偶溫度計(jì)

原理：利用“熱電效應(yīng)”制作的感溫元件。2023/2/4熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量25第二節(jié)接觸式溫度計(jì)三、熱電偶溫度計(jì)（一）常用熱電偶的材料

熱電偶是利用“熱電效應(yīng)”制成的一種感溫元件，理論上任何兩種不同金屬或合金都可以組成熱電偶，但為保證工作可靠和足夠的測(cè)溫精度，熱電偶材料應(yīng)滿足第四章所述的要求。常用的有：1.鉑銠10-鉑熱電偶貴金屬熱電偶，使用直徑為0.35-0.5mm。精度高，理化性能穩(wěn)定，短期測(cè)溫上限達(dá)1600℃

，適用于氧化或中性氣氛中使用。缺點(diǎn)是在高溫還原介質(zhì)中易被侵蝕和污染，熱電動(dòng)勢(shì)小，因此靈敏度較低。2023/2/4熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量26第二節(jié)接觸式溫度計(jì)三、熱電偶溫度計(jì)2.鉑銠30-鉑銠6熱電偶貴金屬熱電偶，使用直徑為0.3-0.5mm。精度高，短期測(cè)溫上限達(dá)1800

℃，適用于氧化或中性氣氛中使用。缺點(diǎn)是靈敏度較低，價(jià)格昂貴。3.鎳鉻-鎳硅熱電偶賤金屬熱電偶，工業(yè)應(yīng)用時(shí)直徑為0.5-3mm。價(jià)格低，靈敏度高，測(cè)溫重復(fù)性好，高溫下抗氧化能力強(qiáng)，短期使用時(shí)測(cè)溫上限可達(dá)1300

℃，應(yīng)用較廣。缺點(diǎn)是在還原性介質(zhì)或含硫化物氣氛中容易被腐蝕。2023/2/4熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量27第二節(jié)接觸式溫度計(jì)三、熱電偶溫度計(jì)4.銅-康銅熱電偶賤金屬熱電偶，常用直徑為0.2-1.6mm。測(cè)溫范圍-200~400

℃。特點(diǎn)是價(jià)格低廉，測(cè)量精度高，溫度性好，靈敏度較高。5.鎳鉻-康銅熱電偶賤金屬熱電偶，直徑一般為0.5-3mm。短期使用時(shí)測(cè)溫上限為800

℃，靈敏度在這五種熱電偶中最高，價(jià)格也最便宜，應(yīng)用前景非常廣泛。缺點(diǎn)是抗氧化及抗硫化物的能力較差，適用于中性或還原性氣氛中使用。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量28第二節(jié)接觸式溫度計(jì)三、熱電偶溫度計(jì)（二）熱電偶常用結(jié)構(gòu)：1、普通工業(yè)熱電偶

保護(hù)套管在測(cè)量溫度高于1000℃時(shí)用金屬，低于1000℃用工業(yè)陶瓷或鋁。保護(hù)套管有時(shí)不用以減小熱慣性，提高精度。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量29第二節(jié)接觸式溫度計(jì)三、熱電偶溫度計(jì)2、鎧裝熱電偶

鎧裝熱電偶可以做得很長(zhǎng)、很細(xì)，且可以彎曲，可滿足測(cè)量的特殊需要。鎧裝熱電偶結(jié)構(gòu)1-保護(hù)套管；2-絕緣材料；3-熱電極；左為單芯結(jié)構(gòu)，右為雙芯結(jié)構(gòu)鎧裝熱電偶具有慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊、牢固、抗振、可撓等特點(diǎn)。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量30第二節(jié)接觸式溫度計(jì)三、熱電偶溫度計(jì)3、薄膜熱電偶

采用真空蒸鍍或化學(xué)涂層的方法將熱電偶材料沉積在絕緣基板上制成的熱電偶稱為薄膜熱電偶。薄膜熱電偶適用于壁面溫度的快速測(cè)量。使用溫度范圍在300℃以下。薄膜熱電偶示意圖1-熱電極；2-熱接點(diǎn)；3-絕緣基板；4-引出線2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量31第二節(jié)接觸式溫度計(jì)四、溫度計(jì)的校驗(yàn)兩點(diǎn)法一般工業(yè)熱電阻溫度計(jì)可只校驗(yàn)0℃時(shí)和100℃時(shí)電阻值R0和R100，并檢查R0/R100是否符合規(guī)定。比較法將標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)與被校熱電阻溫度計(jì)一起插入恒溫?zé)嵩粗?，在?guī)定的溫度點(diǎn)下讀數(shù)比較，偏差不得超過規(guī)定的最大誤差。四、溫度計(jì)的校驗(yàn)1、熱電阻溫度計(jì)的校驗(yàn)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量32熱電偶在使用一段時(shí)間后，由于氧化、腐蝕、還原等因素的影響，原分度值會(huì)逐漸產(chǎn)生偏差，使測(cè)量準(zhǔn)確度下降，因此熱電偶需要定期校驗(yàn)。校驗(yàn)裝置如右圖所示。2、熱電偶溫度計(jì)的校驗(yàn)熱電偶比較式校驗(yàn)裝置第二節(jié)接觸式溫度計(jì)四、溫度計(jì)的校驗(yàn)穩(wěn)壓電源和調(diào)壓器管式電爐切換開關(guān)直流電位差計(jì)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量331、熱力學(xué)平衡條件感溫元件與被測(cè)對(duì)象成孤立的熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)歷足夠時(shí)間二者達(dá)到熱平衡。2、傳感器的熱容和熱阻為零被測(cè)對(duì)象溫度變化時(shí)，感溫元件的溫度能實(shí)時(shí)地跟著變化。五、接觸式溫度測(cè)量誤差接觸式溫度計(jì)感溫元件須滿足的條件：第二節(jié)接觸式溫度計(jì)五、接觸式溫度測(cè)量誤差2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量34（一）感溫元件傳熱的基本情況感溫元件接受的熱量基本上來自兩個(gè)方面：一是被測(cè)介質(zhì)傳給感溫元件的熱量，包括介質(zhì)對(duì)感溫元件的導(dǎo)熱、輻射和對(duì)流換熱；二是由于感溫元件阻擋流動(dòng)介質(zhì)而在其附近發(fā)生氣流絕熱壓縮，因而使流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，這種現(xiàn)象在測(cè)量高速氣流的溫度時(shí)應(yīng)當(dāng)予以足夠重視。感溫元件的散熱途經(jīng)基本上有兩種：一是由感溫元件向周圍冷壁的輻射散熱和傳熱，二是沿著感溫元件向外部介質(zhì)的傳導(dǎo)散熱（包括感溫元件露在外部介質(zhì)中的部分輻射散熱）。后者在靜態(tài)或中低速流動(dòng)介質(zhì)中測(cè)量時(shí)會(huì)引起較大誤差。第二節(jié)接觸式溫度計(jì)五、接觸式溫度測(cè)量誤差2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量35安裝誤差輻射引起的誤差熱傳導(dǎo)引起的誤差高速氣流的溫度測(cè)量誤差感溫元件的響應(yīng)時(shí)滯誤差來源：第二節(jié)接觸式溫度計(jì)五、接觸式溫度測(cè)量誤差2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量36（二）安裝誤差：第二節(jié)接觸式溫度計(jì)五、接觸式溫度測(cè)量誤差滿足感溫元件的安裝要求理想安裝形式：管道中心與流體形成逆流2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量37第二節(jié)接觸式溫度計(jì)五、接觸式溫度測(cè)量誤差熱電偶的安裝方式不同引起的誤差安裝方式不同誤差不同2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量38第二節(jié)接觸式溫度計(jì)五、接觸式溫度測(cè)量誤差熱電偶的與被測(cè)表面的接觸方式a-點(diǎn)接觸式；b-面接觸式；c-等溫線接觸式；d-分立接觸式abcd熱電偶與被測(cè)表面的接觸方式2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量39第二節(jié)接觸式溫度計(jì)五、接觸式溫度測(cè)量誤差（三）輻射引起的誤差

Δtf為輻射誤差，是被測(cè)溫度與感溫元件溫度的差C0為輻射傳熱系數(shù)h為氣體向感溫元件表面的傳熱系數(shù)T0為容器內(nèi)壁熱力學(xué)溫度Tk為感溫元件熱力學(xué)溫度2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量40第二節(jié)接觸式溫度計(jì)五、接觸式溫度測(cè)量誤差采用表面光滑的感溫元件保護(hù)套，減小輻射傳熱系數(shù)C0；改善對(duì)流傳熱條件，增大氣體向感溫元件表面的傳熱系數(shù)h。在感溫元件周圍加一熱容量小的薄防輻射隔離罩，以減小輻射溫差。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量41第二節(jié)接觸式溫度計(jì)五、接觸式溫度測(cè)量誤差（四）熱傳導(dǎo)引起的誤差Δtp為熱傳導(dǎo)誤差t為被測(cè)介質(zhì)溫度tk為感溫元件的溫度t0為保護(hù)套處管壁溫度L為感溫元件插入被測(cè)介質(zhì)深度S為感溫元件外圍周長(zhǎng)λ為感溫元件材料導(dǎo)熱率f為感溫元件材料的截面積h為被測(cè)介質(zhì)向感溫元件的傳熱系數(shù)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量42第二節(jié)接觸式溫度計(jì)五、接觸式溫度測(cè)量誤差在管道外壁與保護(hù)套管座處加絕熱材料覆蓋，以提高保護(hù)套管座處的溫度t0；增加感溫部分的插入深度L；采用較薄的保護(hù)套管，提高S/f；注意安裝的基本要求。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量43第二節(jié)接觸式溫度計(jì)五、接觸式溫度測(cè)量誤差（五）高速氣流的測(cè)量誤差Ma為馬赫數(shù)T*總溫，靜溫動(dòng)溫之和Tr為有效溫度k為氣體等熵指數(shù)r為恢復(fù)系數(shù)

由上式，傳感器的恢復(fù)系數(shù)越低，馬赫數(shù)越高，測(cè)量誤差越大。實(shí)驗(yàn)表明測(cè)量誤差與被測(cè)氣體的性質(zhì)、馬赫數(shù)、傳感器結(jié)構(gòu)、安裝位置有關(guān)，對(duì)于高速氣流溫度測(cè)量用的傳感器要專門進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量44第二節(jié)接觸式溫度計(jì)五、接觸式溫度測(cè)量誤差（六）感溫元件的響應(yīng)

由于感溫元件的熱慣性和指示儀表的機(jī)械慣性，動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差近似為：T為被測(cè)物體實(shí)際溫度Tk為溫度計(jì)的指示溫度τ為時(shí)間常數(shù)影響時(shí)間常數(shù)大小的因素包括感溫元件的質(zhì)量、比熱容、插入的表面積和表面積傳熱系數(shù)等。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量45第二節(jié)接觸式溫度計(jì)五、接觸式溫度測(cè)量誤差感溫元件的質(zhì)量和比熱容越小，時(shí)間常數(shù)越小，響應(yīng)越快；反之，時(shí)間常數(shù)越大，感溫元件的溫度越接近平均溫度。因此測(cè)量瞬時(shí)溫度時(shí)須采用時(shí)間常數(shù)小的感溫元件，測(cè)量平均溫度時(shí)可用時(shí)間常數(shù)大的感溫元件。（六）感溫元件的響應(yīng)

2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量46第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)

非接觸式溫度計(jì)利用測(cè)定物體輻射能的方法測(cè)定溫度。由于它不與被測(cè)介質(zhì)接觸，不會(huì)破壞被測(cè)介質(zhì)的溫度場(chǎng)，且動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，因此可用于測(cè)量非穩(wěn)態(tài)熱力過程的溫度值。此外。它的測(cè)量上限不受材料性質(zhì)的影響，測(cè)量范圍大，特別適用于高溫測(cè)量。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量47第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)一、熱輻射理論基礎(chǔ)一、熱輻射理論基礎(chǔ)任何物體的溫度高于熱力學(xué)溫度零度時(shí)就有能量釋出，其中以熱能方式向外發(fā)射的那一部分稱為熱輻射。

根據(jù)普朗克定律，絕對(duì)黑體的單色輻射出射度M0λ[W/(m2·m)]為式中，c1=3.74x10-16W·m2為普朗克第一輻射常量；c2=1.438x10-2m·K為普朗克第二輻射常量；λ為波長(zhǎng)（m）；T為黑體的熱力學(xué)溫標(biāo)（K）2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量48第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)一、熱輻射理論基礎(chǔ)當(dāng)溫度在3000K以下時(shí)，普朗克定律可用維恩公式代替由上兩式知，當(dāng)確定波長(zhǎng)λ之后，只要能測(cè)定相應(yīng)波長(zhǎng)的輻射出射度M0λ值，便可得到溫度T。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量49第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)一、熱輻射理論基礎(chǔ)輻射出射度與波長(zhǎng)和溫度的關(guān)系曲線右圖為普朗克定律確定的單色輻射出射度與波長(zhǎng)和溫度的關(guān)系曲線。當(dāng)溫度升高時(shí)，單色輻射出射度隨之增加，曲線的峰值隨著溫度增高向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。單色輻射出射度峰值處的波長(zhǎng)λm和熱力學(xué)溫度T之間的關(guān)系由維恩位移定律表示：λmT=2897μm.K2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量50第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)一、熱輻射理論基礎(chǔ)普朗克定律只給出了絕對(duì)黑體單色輻射出射度，若想得到所有波長(zhǎng)全部輻射出射度M0（W/m2）的總和，需對(duì)普朗克定律公式兩邊進(jìn)行積分：式中，σ0=5.7x10-8W/(m2·K4),為斯忒潘-玻爾茲曼常數(shù)。上式稱為絕對(duì)黑體的全輻射定律，也稱為斯忒潘-玻爾茲曼定律。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量51第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)主要有：燈絲隱滅式光學(xué)高溫計(jì)。光電高溫計(jì)。

利用亮度比較取代輻射強(qiáng)度比較。當(dāng)物體的溫度高于700℃時(shí)就會(huì)明顯發(fā)出可見光，并具有一定的亮度，其單色亮度與單色輻射出射度M0λ成正比。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量52第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)是利用亮度比較取代輻射強(qiáng)度比較進(jìn)行測(cè)溫的。由于物體的溫度高于700℃時(shí)就會(huì)明顯發(fā)出可見光，并具有一定的亮度，其單色亮度B0λ與單色輻射出射度M0λ成正比。即式中,C為比例系數(shù)。將維恩位移公式帶入上式得式中,Ts為絕對(duì)黑體的溫度。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量53第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)實(shí)際黑體也有類似上式的關(guān)系式，即式中,Bλ為實(shí)際物體的亮度；Mλ為實(shí)際黑體的單色輻射出射度；ελ為實(shí)際物體的單色發(fā)射率；T為實(shí)際物體的溫度。當(dāng)溫度為Ts的黑體的亮度B0λ與溫度為T的實(shí)際物體的亮度Bλ相等時(shí)，由上兩式聯(lián)立得2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量54第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)因?yàn)?<ελ<1，因此Ts<T。用光學(xué)溫度計(jì)直接測(cè)到的溫度Ts稱為被測(cè)物體的“亮度溫度”，它可定義為：在波長(zhǎng)為λm的單色輻射中，若物體在溫度T時(shí)的亮度Bλ和絕對(duì)黑體在溫度為Ts時(shí)的亮度B0λ相等，則把Ts稱為被測(cè)物體的亮度溫度，亮度溫度要比物體的實(shí)際溫度低。所以必須根據(jù)物體表面的單色黑度系數(shù)ελ用上式加以修正，或據(jù)下圖所示的光學(xué)高溫計(jì)修正曲線進(jìn)行修正。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量55第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)修正曲線2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量56第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)1、燈絲隱滅式光學(xué)高溫計(jì)燈絲隱滅式光學(xué)高溫計(jì)簡(jiǎn)稱隱絲式高溫計(jì)，是一種典型的單色輻射光學(xué)高溫計(jì)，在所有的輻射式溫度計(jì)中，它的精度最高，因此常被用來作為基準(zhǔn)儀器，以復(fù)現(xiàn)黃金凝固點(diǎn)溫度以上的國際實(shí)用溫標(biāo)。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量57第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)隱絲式高溫計(jì)原理圖1-物鏡；2-吸收玻璃；3-標(biāo)準(zhǔn)燈；4-目鏡；5-紅色濾光片；6-測(cè)量電表；7-可調(diào)電阻7

由可調(diào)電阻7可以調(diào)整燈絲電流改變亮度，標(biāo)準(zhǔn)燈燈絲的亮度溫度由測(cè)量電表6測(cè)出。調(diào)整目鏡的位置可以使觀察者能清晰的看到燈絲，調(diào)整物鏡的位置使被測(cè)物體成像在燈絲平面上，在物像形成的發(fā)光背景上可以看到燈絲。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量58隱絲式高溫計(jì)亮度調(diào)整觀察比較燈絲和背景的亮度。當(dāng)燈絲亮度與被測(cè)物體亮度相等時(shí)，燈絲隱滅在物像的背景里。測(cè)量電表指示的電流值就是被測(cè)物體亮度溫度對(duì)應(yīng)的度數(shù)。第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量59實(shí)物圖優(yōu)點(diǎn)：使用方便，靈敏度高，測(cè)量范圍廣缺點(diǎn)：主觀誤差大，測(cè)量不連續(xù)，也不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量。第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量602、光電高溫計(jì)第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)光電高溫計(jì)采用光電器件被作為敏感元件感受輻射的亮度變化，并將其轉(zhuǎn)換成與亮度成正比的電信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)放大后被自動(dòng)記錄下來表示物體的溫度值。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量61光調(diào)制器光電高溫計(jì)原理圖第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量62光電高溫計(jì)優(yōu)勢(shì)靈敏度高測(cè)溫范圍廣響應(yīng)時(shí)間短可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量與控制實(shí)物圖第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量63第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)三、全輻射高溫計(jì)三、全輻射高溫計(jì)根據(jù)黑體的全輻射定律設(shè)計(jì)的高溫計(jì)稱為全輻射高溫計(jì)。全輻射高溫計(jì)是基于被測(cè)物體的輻射熱效應(yīng)進(jìn)行工作的。在整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，依據(jù)輻射能量與溫度的關(guān)系，并用輻射系數(shù)修正后，來確定物體的實(shí)際溫度。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量64全輻射高溫計(jì)原理圖熱電堆（由4-8只微型熱電偶組成）第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)三、全輻射高溫計(jì)被測(cè)物體發(fā)出的輻射能量通過物鏡和補(bǔ)償光柵聚焦投射到熱電堆上，把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，輸入到測(cè)溫儀表轉(zhuǎn)化為溫度顯示出來。熱電堆是由多支微型熱電偶串聯(lián)而成的，以得到較大的熱電勢(shì)。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量65第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)三、全輻射高溫計(jì)全輻射高溫計(jì)是按絕對(duì)黑體對(duì)象進(jìn)行分度的。用它測(cè)量發(fā)射率為ε

的實(shí)際物體溫度時(shí)，示值并非真實(shí)溫度，而是被測(cè)物體的“輻射溫度”。溫度為T的物體全輻射出射度M等于溫度為Ts的絕對(duì)黑體全輻射出射度M

0時(shí)，則溫度Ts稱為被測(cè)物體的輻射溫度。因?yàn)棣诺亩x為ε=M/M

0，故當(dāng)所測(cè)物體為發(fā)射率ε的物體時(shí)，其溫度可用下式進(jìn)行修正。

發(fā)射率ε

，是指實(shí)際物體表面輻射出的能量與相同溫度的黑體輻射能量的比率。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量66第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)四、比色高溫計(jì)四、比色高溫計(jì)

由維恩位移定律可知，當(dāng)溫度升高時(shí)，絕對(duì)黑體的最大輻射能量向波長(zhǎng)減小的方向移動(dòng)，因而兩個(gè)固定波長(zhǎng)λ1和λ2的亮度比值隨溫度而變化。因此，測(cè)量亮度比就可確定黑體的溫度，比色高溫計(jì)就是根據(jù)此原理設(shè)計(jì)的。用這種方法測(cè)得的溫度稱為比色溫度。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量67比色溫度C2=1.438×10-2m·K為普朗克第二發(fā)射常量B0λ1為溫度為Ts波長(zhǎng)λ1的亮度B0λ2為溫度為Ts波長(zhǎng)λ2的亮度第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)四、比色高溫計(jì)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量68第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)四、比色高溫計(jì)

比色溫度可定義為：當(dāng)溫度T的物體在兩波長(zhǎng)下的亮度等于溫度為Ts的黑體在同樣波長(zhǎng)下的亮度比值時(shí)，

Ts就為這個(gè)物體的比色溫度。

再應(yīng)用維恩公式，就可推導(dǎo)物體實(shí)際溫度和比色溫度的關(guān)系為2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量69第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)四、比色高溫計(jì)由上式知，對(duì)于絕對(duì)黑體和灰體，因?yàn)棣纽?=ελ2，所以T=Ts；對(duì)于一般物體，因?yàn)棣纽?≠ελ2，所以T≠Ts。當(dāng)一般物體的ελ1和ελ2的比值變化要比ελ和ε的單值變化小得多，因此，比色法測(cè)出的比色溫度要比亮度溫度和輻射溫度更接近物體的實(shí)際溫度值。當(dāng)被測(cè)物體難以得到其發(fā)射率時(shí)，用比色溫度代替真實(shí)溫度比其他方法更準(zhǔn)確。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量70單通道光電比色高溫計(jì)原理圖1-物鏡組（接收被測(cè)物體輻射能）；2-通孔成像鏡；3-調(diào)制盤（兩種不同顏色濾光鏡）；4-同步電動(dòng)機(jī)；5-硅光電池（接收器）；6-目鏡（被測(cè)對(duì)象瞄準(zhǔn)）；7-倒像鏡；8-反射鏡第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)四、比色高溫計(jì)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量71雙通道光電比色高溫計(jì)原理圖1-物鏡；2-反光鏡；3-倒像鏡；4-目鏡；5-人眼；6、10-硅光電池（輸出信號(hào)差值）；7-分光鏡（紅外光6和可見光10）；8-物鏡；9-視場(chǎng)光闌第三節(jié)非接觸式溫度計(jì)四、比色高溫計(jì)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量72第四節(jié)氣體溫度計(jì)一、氣體溫度計(jì)的基本原理第四節(jié)氣體溫度計(jì)一、氣體溫度計(jì)的基本原理根據(jù)熱力學(xué)原理，理想氣體的狀態(tài)方程為pV=nRT，用理想氣體溫度計(jì)測(cè)出的就是熱力學(xué)溫度，是低溫測(cè)量技術(shù)中常用的，也可用作標(biāo)定其他溫度計(jì)的基準(zhǔn)溫度計(jì)。氣體溫度計(jì)有三種：定容氣體溫度計(jì)、定壓氣體溫度計(jì)和測(cè)溫泡定溫氣體溫度計(jì)。低溫時(shí)，氣體分子吸附作用的影響不大，且定容氣體溫度計(jì)技術(shù)上要求簡(jiǎn)單，靈敏度高，所以低溫氣體溫度計(jì)多用定容法。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量73第四節(jié)氣體溫度計(jì)一、氣體溫度計(jì)的基本原理定容氣體溫度計(jì)由測(cè)溫泡、一根熱導(dǎo)率小的德銀毛細(xì)管和壓力表組成。其原理圖如下定容氣體溫度計(jì)原理圖2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量74第四節(jié)氣體溫度計(jì)一、氣體溫度計(jì)的基本原理定容氣體溫度計(jì)原理圖a)狀態(tài)1：溫度為T0時(shí)相應(yīng)壓力為p0b)狀態(tài)2：溫度改變?yōu)門時(shí)相應(yīng)壓力改變?yōu)閜2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量75第四節(jié)氣體溫度計(jì)一、氣體溫度計(jì)的基本原理通常，測(cè)溫泡用銅制作，其體積VB約為幾十立方厘米。壓力表（可以用水銀壓力計(jì)，也可用彈簧壓力表）的容積為VM，測(cè)溫泡和壓力表之間通常用一根外徑為0.5mm、內(nèi)徑為0.3mm的德銀（或不銹鋼）毛細(xì)管連接，毛細(xì)管體積為Vb，稱為有害體積或死體積。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量76第四節(jié)氣體溫度計(jì)一、氣體溫度計(jì)的基本原理當(dāng)Vb<<VB，則有當(dāng)VB、VM處于室溫T0下，上式可寫成2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量77第四節(jié)氣體溫度計(jì)一、氣體溫度計(jì)的基本原理由上式可得所測(cè)的某一壓力p下的溫泡溫度T，a、b均為常數(shù)，由實(shí)驗(yàn)確定2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量78試驗(yàn)室用氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖B-低溫測(cè)溫泡；C-德銀毛細(xì)管；G-玻璃毛細(xì)管W、V-鉑銠管；N-針尖閥；S-微調(diào)閥；F-容器二、氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)第四節(jié)氣體溫度計(jì)二、氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量79第四節(jié)氣體溫度計(jì)二、氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)從低溫測(cè)溫泡B內(nèi)引出德銀毛細(xì)管C用環(huán)氧樹脂封接到玻璃毛細(xì)管G上，W和V為直徑10mm的玻璃管。W處的水銀面要盡量高，以減小VM，但不能進(jìn)入玻璃直徑變化處，而且每次測(cè)量水銀面要在基準(zhǔn)O上，從而保證測(cè)溫泡氣體體積恒定。加一段玻璃毛細(xì)管的目的是為了觀察是否有水銀偶然進(jìn)入毛細(xì)管中。水銀面的升降是靠向容器F充氣或抽空來實(shí)現(xiàn)的。N是一個(gè)針尖閥，它的前面有一個(gè)可控制水銀面高度的微調(diào)閥S。測(cè)溫泡受熱后，氣體存在泡D中，使水銀面降到J以下?？赏ㄟ^管V對(duì)溫度計(jì)進(jìn)行抽空或充氣，隨測(cè)溫泡溫度T而變化的氣體壓力p由管V中水銀面相對(duì)于標(biāo)記O的高度讀出。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量80三、氣體溫度計(jì)的修正第四節(jié)氣體溫度計(jì)三、氣體溫度計(jì)的修正1、工作氣體的非理想性修正對(duì)于非理想氣體，不能用理想氣體狀態(tài)方程，結(jié)合實(shí)際氣體狀態(tài)方程，可算出由于氣體非理想性引起的溫度誤差為T1,T分別為充氣（標(biāo)定）溫度和待測(cè)溫度Bs,B(T)分別為充氣溫度和待測(cè)溫度下的第二維里系數(shù)2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量81第四節(jié)氣體溫度計(jì)三、氣體溫度計(jì)的修正2、毛細(xì)管體積修正假定這段毛細(xì)管溫度等于測(cè)溫泡的溫度，則由毛細(xì)管引起的溫度誤差為由上式，若要求溫度計(jì)的準(zhǔn)確度高于1%，則當(dāng)毛細(xì)管內(nèi)徑為0.5cm3，長(zhǎng)度為50cm（VC=0.1cm3）時(shí)，測(cè)溫泡的體積應(yīng)大于10cm32023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量82第四節(jié)氣體溫度計(jì)三、氣體溫度計(jì)的修正3、測(cè)溫泡體積冷縮的修正嚴(yán)格地說，等容氣體溫度計(jì)并不是“等容”的，由于測(cè)溫泡體積受冷收縮ΔVB引起的測(cè)量誤差為由于ΔVB<0，故ΔT3<02023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量83第四節(jié)氣體溫度計(jì)三、氣體溫度計(jì)的修正4、熱分子壓差的修正當(dāng)氣體的平均自由行程比毛細(xì)管直徑大時(shí)，處在室溫T0下的壓力讀數(shù)和低溫泡中的實(shí)際壓力有所差別，這就是熱分子壓差效應(yīng)。

例如，毛細(xì)管內(nèi)徑為0.5mm，壓力p<2.66kPa時(shí)，其熱分子壓差引起的誤差為0.1%。

此項(xiàng)不可修正。2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量84第五節(jié)紅外技術(shù)在溫度測(cè)量中的應(yīng)用一、紅外測(cè)溫儀紅外測(cè)溫儀工作原理圖S-被測(cè)物體；L-光學(xué)系統(tǒng)；D-紅外探測(cè)器；A-放大器；K-相敏整流器；C-控制放大器；R-參考源；M-電動(dòng)機(jī)；T-調(diào)制盤；I-指示器第五節(jié)紅外技術(shù)在溫度測(cè)量中的應(yīng)用一、紅外測(cè)溫儀2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量85第五節(jié)紅外技術(shù)在溫度測(cè)量中的應(yīng)用一、紅外測(cè)溫儀紅外測(cè)溫儀和光電高溫計(jì)的工作原理相似，為光學(xué)反饋式結(jié)構(gòu)。被測(cè)物體S和參考源R的紅外輻射經(jīng)調(diào)制后輸至紅外探測(cè)器D。調(diào)制盤T由同步電動(dòng)機(jī)M帶動(dòng)，探測(cè)器D的輸出電信號(hào)經(jīng)放大器A和相敏整流器K后送至控制放大器C，控制參考源的輻射強(qiáng)度。當(dāng)參考源和被測(cè)物體的輻射強(qiáng)度一致時(shí)，參考源的加熱電流即代表被測(cè)溫度。由指示器I顯示出被測(cè)物體的溫度值。紅外測(cè)溫儀工作原理2023/2/4熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)第五章溫度測(cè)量86第五節(jié)紅外技術(shù)在溫度測(cè)量中的應(yīng)用一、紅外測(cè)溫儀紅外測(cè)溫儀的結(jié)構(gòu)有透射式和反射式兩種。

透射式光學(xué)系統(tǒng)的透光鏡采用能透過被測(cè)溫度下熱輻射波段的材料。如被測(cè)溫度在700℃以上，輻射的波段主要在0.76~3μm的近紅外區(qū)，此時(shí)可采用一般光學(xué)玻璃或石英透鏡；當(dāng)被測(cè)溫度在100~700℃之間時(shí)，輻射的波段主要在3~5μm的中紅外區(qū)，此時(shí)多采用氟化鎂、氧化鎂等熱壓光學(xué)透鏡；測(cè)量低于100℃的溫度時(shí)，輻射的波段主要在