傳感器與檢測(cè)技術(shù)優(yōu)秀

傳感器與檢測(cè)技術(shù)第一頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

第二篇過(guò)程參數(shù)檢測(cè)技術(shù)第二頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4溫度檢測(cè)4.1測(cè)溫方法及溫標(biāo)4.2接觸式測(cè)溫4.3非接觸式測(cè)溫4.4光纖溫度傳感器4.5測(cè)溫實(shí)例第三頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.1.1測(cè)溫原理及方法一、溫度的基本概念和測(cè)量方法溫度是一個(gè)基本物理量。是國(guó)際單位制7個(gè)基本物理量之一。溫度的宏觀概念是冷熱程度的表示。溫度的微觀概念是大量分子運(yùn)動(dòng)平均強(qiáng)度的表示。第四頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五測(cè)溫原理

利用合適物體某一物理性質(zhì)隨溫度變化的已知特性，通過(guò)與被測(cè)對(duì)象的熱交換，測(cè)量相關(guān)物理量從而確定被測(cè)對(duì)象的溫度。測(cè)溫方式接觸式：傳熱和對(duì)流，熱接觸;破壞被測(cè)對(duì)象熱平衡，存在置入誤差，對(duì)測(cè)溫元件要求高。非接觸式：熱輻射;響應(yīng)快，對(duì)被測(cè)對(duì)象干擾小，可測(cè)高溫、運(yùn)動(dòng)對(duì)象，強(qiáng)電磁干擾、強(qiáng)腐蝕。第五頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五測(cè)溫方式類別原理典型儀表測(cè)溫范圍/℃接觸式測(cè)溫膨脹類利用液體、氣體的熱膨脹及物質(zhì)的蒸氣壓變化玻璃液體溫度計(jì)-100～600壓力式溫度計(jì)-100～500利用兩種金屬的熱膨脹差雙金屬溫度計(jì)-80～600熱電類利用熱電效應(yīng)熱電偶-200～1800電阻類固體材料的電阻隨溫度變化鉑熱電阻-260～850銅熱電阻-50～150熱敏電阻-50～300其他電學(xué)類半導(dǎo)體器件的溫度效應(yīng)集成溫度傳感器-50～150晶體的固有頻率隨溫度而變化石英晶體溫度計(jì)-50～120光纖類利用光纖的溫度特性或作為傳光介質(zhì)光纖溫度傳感器-50～400非接觸式測(cè)溫光纖輻射溫度計(jì)200～4000輻射類利用普朗克定律光電高溫計(jì)800～3200輻射傳感器400～2000比色溫度計(jì)500～3200溫度檢測(cè)方法的分類第六頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.1.2溫標(biāo)溫標(biāo)：衡量溫度的標(biāo)尺，規(guī)定溫度讀數(shù)起點(diǎn)及溫度的基本單位。經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)：利用物質(zhì)體膨脹與溫度的關(guān)系制定的。

華氏溫標(biāo)tF：冰點(diǎn)32°F，水沸點(diǎn)212°F。中間等分180份。攝氏溫標(biāo)tC：冰點(diǎn)0℃，水沸點(diǎn)100℃。中間等分100份。換算關(guān)系：第七頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.1.2.1國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)

熱力學(xué)溫標(biāo)符號(hào)T90,單位K。是英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文

(Kelvin)于1848年以熱力學(xué)第二定律為基礎(chǔ)所引出的與測(cè)溫物質(zhì)無(wú)關(guān)的溫標(biāo)。

第八頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五1954年確定以水的三相點(diǎn)作為熱力學(xué)溫標(biāo)的基本固定點(diǎn)。

1990國(guó)際溫標(biāo)（ITS-90)單位K的大小定義為水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16。同時(shí)使用國(guó)際攝氏度符號(hào)t90，單位攝氏度℃第九頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.1.2.2溫標(biāo)的傳遞

將國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)傳遞到普通測(cè)溫儀表上。比較法：將標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)與被校溫度計(jì)同時(shí)放入檢定裝置，由標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)測(cè)量溫值來(lái)確定被校溫度計(jì)精度。第十頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

將兩種不同材料的導(dǎo)體A和B串接成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，形成電流，此現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，又稱塞貝克效應(yīng)。4.2.1熱電偶測(cè)溫4.2.1.1測(cè)溫原理一、熱電效應(yīng)

4.2接觸式測(cè)溫第十一頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五熱電勢(shì)產(chǎn)生的原因

（1）溫差電勢(shì)

兩端溫差→兩端的自由電子具有不同的動(dòng)能→動(dòng)能大的自由電子就會(huì)向溫度低的一段擴(kuò)散。失去了電子的這一端就處于正電位，而低溫端由于得到電子處于負(fù)電位。這樣兩端就形成了電位差，稱為溫差電動(dòng)勢(shì)。M熱端冷端第十二頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五接觸電勢(shì)

兩種導(dǎo)體接觸的時(shí)候，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子密度不同，電子密度大的導(dǎo)體向電子密度小的導(dǎo)體擴(kuò)散，在擴(kuò)散達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)就形成了一個(gè)電位差。這個(gè)電位差稱為接觸電動(dòng)勢(shì)。擴(kuò)散擴(kuò)散電場(chǎng)漂移第十三頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五閉合回路中產(chǎn)生的總熱電勢(shì)：T,T0為接點(diǎn)溫度，T>T0;SAB為塞貝克系數(shù)由熱電極材料和接點(diǎn)溫度決定。T0一定時(shí)：熱電勢(shì)由溫度T決定。通常溫差電勢(shì)遠(yuǎn)小于接觸電勢(shì)，可忽略。第十四頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五總結(jié)：T端：測(cè)量端或熱端T0端：參比端或冷端熱電勢(shì)大小只與熱電極材料及兩端溫度有關(guān)，與熱偶絲的粗細(xì)長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。熱電極材料確定以后，熱電勢(shì)大小只與溫度有關(guān)。熱電效應(yīng)原理第十五頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.2.1.2熱電偶的應(yīng)用定則

1)均質(zhì)導(dǎo)體定律由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的橫截面積、長(zhǎng)度以及溫度分布如何均不產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)。2)中間導(dǎo)體定律在熱電偶回路中接入第三種材料的導(dǎo)體，只要其兩端的溫度相等，該導(dǎo)體的接入就不會(huì)影響熱電偶回路的總熱電動(dòng)勢(shì)。第十六頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

意義：回路中引入連接導(dǎo)線和儀表，接入導(dǎo)線和儀表后不會(huì)影響回路中的熱電勢(shì)。第十七頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五3)中間溫度定則熱電偶AB在接點(diǎn)溫度為T、T0時(shí)的熱電勢(shì)eAB(T,T0)等于熱電偶AB在接點(diǎn)溫度T、Tc和Tc、T0時(shí)的熱電勢(shì)eAB(T,Tc)和eAB(Tc,T0)的代數(shù)和，即

第十八頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五中間溫度定律的應(yīng)用2)根據(jù)這個(gè)定律，可以連接與熱電偶熱電特性相近的導(dǎo)體A′和B’，將熱電偶冷端延伸到溫度恒定的地方，這就為熱電偶回路中應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線提供了理論依據(jù)。

1)為制定分度表奠定了理論基礎(chǔ)。已知溫度T0=0℃時(shí)的熱電勢(shì)-溫度關(guān)系，可求得參考溫度不為0℃時(shí)的熱電勢(shì)。

第十九頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4)參考電極定則

若兩種導(dǎo)體A、B分別與第三種導(dǎo)體C組成熱電偶的熱電勢(shì)已知，則A、B組成的熱電偶也可知。標(biāo)準(zhǔn)電極：鉑第二十頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.2.1.3常用工業(yè)熱電偶

基本要求：

1）測(cè)溫范圍內(nèi)熱電性能穩(wěn)定。

2）測(cè)溫范圍內(nèi)物理化學(xué)性能穩(wěn)定。

3）熱電偶隨溫度變化率足夠大。

4）熱電特性接近單值線性或近似線性。

5）電導(dǎo)率高，電阻溫度系數(shù)小。

6）機(jī)械性能好，復(fù)制性好、工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低。第二十一頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五常用熱電偶與熱電勢(shì)關(guān)系曲線0℃時(shí)，熱電偶的熱電勢(shì)均為0什么熱電偶測(cè)溫上限高？什么熱電偶靈敏度高？什么熱電偶線性差？第二十二頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五熱電偶的分度表

不同金屬組成的熱電偶，溫度與熱電動(dòng)勢(shì)之間有不同的函數(shù)關(guān)系，線性較差，一般采用查表法。分度表：通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)確定，并將不同溫度下測(cè)得的結(jié)果列成表格，編制出熱電勢(shì)與溫度的對(duì)照表，即（表4-4）。(T型熱電偶分布表)

前提：冷端溫度為0℃。中間值按內(nèi)插法計(jì)算:第二十三頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五一、鉑銠合金、鉑系列熱電偶

貴金屬熱電偶（B、R、S型)優(yōu)點(diǎn)：溫區(qū)寬，測(cè)溫高，精度高。缺點(diǎn)：熱電勢(shì)小，熱電特性非線性較大，價(jià)格貴。第二十四頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、廉價(jià)金屬熱電偶

由價(jià)廉的合金或純金屬構(gòu)成（K、N、E、T、J型)。優(yōu)點(diǎn)：性能穩(wěn)定，熱電勢(shì)大，熱電特性線性好，復(fù)現(xiàn)性好，高溫抗氧化能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：不適用過(guò)高溫度。第二十五頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、難融合金熱電偶鎢錸合金材料（WRe3-WRe25、WRe5-WRe26)優(yōu)點(diǎn)：測(cè)溫上限高，而且穩(wěn)定性好，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：鎢錸熱電偶極易氧化，含碳?xì)夥罩腥菀咨煞€(wěn)定的碳化物，以致降低其靈敏度并引起脆斷適于在惰性或干燥氫氣中使用。

第二十六頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.2.1.4工業(yè)熱電偶結(jié)構(gòu)型式

（1）普通型熱電偶熱容量大，熱慣性大，溫度變化響應(yīng)慢。第二十七頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

（2）鎧裝熱電偶

將熱電偶絲、絕緣材料和金屬套管組合裝配后，拉伸加工而成。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)溫端熱容量小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；機(jī)械強(qiáng)度高，撓性好，可安裝在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置上。

第二十八頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五為何要處理參比端（冷端溫度）？4.2.1.5熱電偶參比端溫度的處理

1）查分度表，需滿足T0=0℃,但參比端溫度通常不能保持為0℃，且受熱源影響經(jīng)常不恒定，會(huì)引入誤差。2）冷端溫度過(guò)高，熱電勢(shì)偏小。應(yīng)想辦法消除或補(bǔ)償熱電偶冷端損失。第二十九頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五補(bǔ)償導(dǎo)線法的測(cè)量回路1—測(cè)溫接點(diǎn)；2—補(bǔ)償導(dǎo)線；3—冷端；4—銅導(dǎo)線；5—測(cè)溫儀表

補(bǔ)償導(dǎo)線與被補(bǔ)償熱電偶有相同的電勢(shì)-溫度關(guān)系。（1）補(bǔ)償導(dǎo)線法采用補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接，使熱電偶參比端遠(yuǎn)離熱源。第三十頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五常用補(bǔ)償導(dǎo)線

第三十一頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線實(shí)物圖第三十二頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2）參比端溫度測(cè)量計(jì)算法

參比端溫度不是0℃。需要對(duì)熱電偶回路的測(cè)量電勢(shì)值E（T，T0）加以修正。當(dāng)工作端溫度為T時(shí):1)分度表可查E(T0,0)。

2)根據(jù)中間溫度定則得到：

3)根據(jù)E(T,0)并由分度表求得被測(cè)溫度。第三十三頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五例1：用銅-康銅熱電偶測(cè)某一溫度T，參比端在室溫環(huán)境T0中，測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)E(T，T0)=1.999mV，又用室溫計(jì)測(cè)出T0=21℃,試求被測(cè)溫度。(T型熱電偶分布表)第三十四頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五3）參比端恒溫法第三十五頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4）補(bǔ)償電橋法

利用不平衡電橋產(chǎn)生相應(yīng)電勢(shì)，補(bǔ)償熱電偶由于參比端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化。Rcu與熱電偶參比端同溫20℃時(shí)電橋平衡。第三十六頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五⑸零點(diǎn)遷移法

應(yīng)用領(lǐng)域：如果冷端溫度T0不是0℃，但十分穩(wěn)定（如恒溫車間或有空調(diào)的場(chǎng)所）。實(shí)質(zhì)：在測(cè)量結(jié)果中人為地加一個(gè)恒定值，如電動(dòng)勢(shì)EAB(T0,0)，從而調(diào)整指示儀表上零點(diǎn)的。第三十七頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五（a)普通測(cè)溫線路；(b)帶有補(bǔ)償器的測(cè)溫線路；(c)具有溫度變送器的測(cè)溫線路(d)具有一體化溫度變送器的測(cè)溫線路熱電偶測(cè)溫線路（1）測(cè)單點(diǎn)溫度第三十八頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五例2:用鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)量物體溫度，該物體在不同時(shí)刻溫度分別為15℃，0℃，-15℃，測(cè)量?jī)x表所處溫度為15℃，熱電偶直接與儀表相連。問(wèn)在上述時(shí)刻儀表測(cè)得的熱電勢(shì)分別是多少?第三十九頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五(2)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間溫度差（反向串聯(lián)）只能是同一分度號(hào)的熱電偶如正向串聯(lián)熱電偶有何作用?第四十頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五例3:用兩只K型熱電偶測(cè)量?jī)牲c(diǎn)溫差,連線如圖所示,已知T1=420℃,T0=30℃,測(cè)得兩點(diǎn)溫差電勢(shì)為15.24mV,試求兩點(diǎn)溫差為多少?第四十一頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）測(cè)量多點(diǎn)溫度之和(正向串聯(lián))前提:熱電偶參數(shù)相同，且具有良好的線性特征。用途:用于求平均溫度。優(yōu)點(diǎn)：熱電動(dòng)勢(shì)大，儀表的靈敏度大大增加，且可立即可以發(fā)現(xiàn)熱電偶有斷路。缺點(diǎn)：只要有一支熱電偶斷路，整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)將停止工作。第四十二頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五(4)測(cè)量多點(diǎn)溫度平均值(并聯(lián))

特點(diǎn)：當(dāng)有一只熱電偶燒斷時(shí)，難以覺(jué)察出來(lái)。當(dāng)然，它也不會(huì)中斷整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)的工作。第四十三頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五熱電偶的校驗(yàn)

校驗(yàn)的方法是用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被校驗(yàn)熱電偶裝在同一校驗(yàn)爐中進(jìn)行對(duì)比，誤差超過(guò)規(guī)定允許值為不合格。

第四十四頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.2.2熱電阻測(cè)溫原理:基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度而變化的特性。分金屬熱電阻和熱敏電阻兩類。4.2.2.1金屬熱電阻基本特性：一般阻值隨溫度增加而增加，呈現(xiàn)正溫度系數(shù)。第四十五頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四十六頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）熱電阻材料材料選擇的要求：（1）阻值隨溫度變化成單值連續(xù)關(guān)系。（2）有盡可能大的電阻溫度系數(shù)。電阻溫度系數(shù)（3）有較大的電阻率。（R0時(shí)阻值需要為固定值）。（4）測(cè)溫范圍內(nèi)物理化學(xué)性能穩(wěn)定。（5）復(fù)現(xiàn)性好，復(fù)制性強(qiáng)。與金屬純度有關(guān)第四十七頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五材料的選擇第四十八頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五①鉑熱電阻使用范圍-200℃-850℃。電阻與溫度關(guān)系：其中，R（t）、R0

——溫度為t℃和0℃時(shí)的電阻；

A、B、C為常數(shù)：A=3.9083×10-3℃-1；

B=-5.84×10-7℃-2；

C=-4.22×10-12℃-4第四十九頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

鉑熱電阻有R0=10Ω和R0=100Ω兩種，它們的分度號(hào)分別為Pt10和Pt100，其中以Pt100為常用。

分度表：

R0=10和100時(shí)的

Rt–t關(guān)系。第五十頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五②銅熱電阻

使用范圍：-40℃-140℃

有R0=50Ω和R0=100Ω兩種，它們的分度號(hào)分別為Cu50和Cu100。電阻與溫度關(guān)系：其中，A、B、C為常數(shù)：

A=4.28899×10-3℃-1B=-2.133×10-7℃-2C=1.233×10-9℃-3第五十一頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）熱電阻結(jié)構(gòu)①普通型熱電阻電阻絲采用無(wú)感繞法：對(duì)折后雙繞在絕緣支架上。②鎧裝熱電阻鎧裝電纜+感溫元件

第五十二頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五（4）熱電阻測(cè)量電路

引線電阻隨溫度的變化帶來(lái)附加誤差。兩線制控制室生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)指示儀表rrR1）兩線制當(dāng)2r/R≤10-3時(shí)，引線電阻的影響才可以忽略。第五十三頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2）三線制

電橋平衡時(shí)導(dǎo)線電阻r對(duì)測(cè)量無(wú)影響。第五十四頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五平衡電橋法

當(dāng)熱電阻Rt阻值隨溫度變化時(shí)，調(diào)節(jié)電位器Rw的電刷位置x，使電橋處于平衡狀態(tài)，則有L、R0：電位器有效長(zhǎng)度和總電阻X：電刷位置第五十五頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五3）四線制（1）不受其它條件約束；（2）精度最高。第五十六頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.2.2.2熱敏電阻

用金屬氧化物或半導(dǎo)體材料作為電阻體的溫敏元件。優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、可測(cè)點(diǎn)溫度；（2）電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高（10倍）；（3）電阻高、熱慣性小、適宜動(dòng)態(tài)測(cè)量。缺點(diǎn)：非線性高，單一品種測(cè)量范圍窄。第五十七頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五熱敏電阻外型MF58型熱敏電阻貼片式熱敏電阻各類非標(biāo)熱敏電阻第五十八頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五數(shù)字溫度計(jì)第五十九頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五CPU溫度測(cè)量第六十頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五熱敏電阻的溫度特性

負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻：NTC正溫度系數(shù)熱敏電阻：PTC臨界溫度系數(shù)熱敏電阻：CTR溫度檢測(cè)主要用負(fù)溫度系數(shù)NTC。PTC,CRT通常利用特定溫度下阻值急劇變化特性構(gòu)成溫度開(kāi)關(guān)器件。第六十一頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五①NTC的R-T特性B:取決于半導(dǎo)體材料和結(jié)構(gòu)的常數(shù)。T0:一般取25°C。第六十二頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五②NTC的溫度系數(shù)αTA:αT不是常數(shù)。B:T↑；αT↓；低溫段比高溫段靈敏。C:B越大,靈敏度越高。

第六十三頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.2.3集成溫度傳感器(AD590)晶體管基極—射極正向壓降隨溫度升高而減少。V1、V2：鏡像管。

V3、V4：溫度檢測(cè)用晶體管， 二者發(fā)射極面積比為m。

第六十四頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3非接觸式測(cè)溫主要是利用輻射來(lái)測(cè)量物體溫度。4.3.1輻射測(cè)溫原理輻射的定義電磁輻射波譜第六十五頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

當(dāng)物體接受到輻射能量以后，根據(jù)物體本身的性質(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。

輻射能的分配第六十六頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

絕對(duì)黑體：在任何溫度下，均能全部吸收輻射到它上面的任何輻射能量。

透明體：照射到物體上的輻射能全部透射過(guò)去，既無(wú)吸收又無(wú)反射。

鏡體、白體：照射到物體上的輻射能全部反射出去。若物體表現(xiàn)平整光滑，反射具有一定規(guī)律，則該物體稱之為“鏡體”；若反射無(wú)一定規(guī)律，則該物體稱為“絕對(duì)白體”或者簡(jiǎn)稱為“白體”。

第六十七頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

對(duì)于一般工程材料來(lái)講，τ＝0而α+ρ=1，稱為灰體。人造黑體模型：

第六十八頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3.1.1普朗克定律：絕對(duì)黑體的單色輻射強(qiáng)度E0λ與波長(zhǎng)λ及溫度T的關(guān)系為：4.3.1.2維恩位移定律：?jiǎn)紊椛鋸?qiáng)度的峰值波長(zhǎng)λm與溫度T的關(guān)系為：當(dāng)黑體的溫度升高時(shí)，輻射本領(lǐng)的最大值向短波方向移動(dòng)。

黑體輻射定律第六十九頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五

任何實(shí)際物體的總輻射亮度與溫度的四次方成正比；通過(guò)測(cè)量物體的輻射亮度就可得到該物體的溫度。

4.3.1.3絕對(duì)黑體的全輻射定律在全波波長(zhǎng)內(nèi)對(duì)輻射強(qiáng)度E0λ積分得：第七十頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五輻射能力的修正實(shí)際物體多數(shù)不是黑體，輻射能力低于黑體，輻射特性接近黑體。黑度系數(shù)ε：灰體和黑體的輻射能力之比。第七十一頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3.2輻射測(cè)溫儀表的基本組成及常用方法輻射測(cè)溫儀表主要組成框圖輻射測(cè)溫常用方法：亮度法，全輻射法，比色法，多色法。第七十二頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3.3輻射測(cè)溫儀表4.3.3.1光電高溫計(jì)光電高溫計(jì)的工作原理1—物鏡；2—孔徑；3，5—孔；4—光電器件；6—遮光板；7—調(diào)制片；8—永久磁鐵；9—激磁繞組；10—透鏡；11—反射鏡；12—觀察孔；13—前置放大器；14—主放大器；15—反饋燈；16—電位差計(jì)；17—被測(cè)物體通過(guò)測(cè)量某一波長(zhǎng)下物體輻射亮度的變化測(cè)知其溫度。第七十三頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3.3.2輻射溫度計(jì)

依據(jù)全輻射定律，敏感元件感受物體的全輻射能量來(lái)測(cè)知物體的溫度透鏡式和反射鏡式的示意1—光闌；2—檢測(cè)元件；3—輸出端子；4—外殼；5—反射聚光鏡；6—透鏡第七十四頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3.3.3比色溫度計(jì)

利用被測(cè)對(duì)象的兩個(gè)不同波長(zhǎng)（或波段）光譜輻射亮度之比實(shí)現(xiàn)輻射測(cè)溫。單通道型比色溫度計(jì)原理1—物鏡；2—調(diào)制盤(pán)；3—檢測(cè)元件；4—放大器；5—計(jì)算電路；6—顯示儀表；7—馬達(dá)；8—濾光片第七十五頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3.4輻射測(cè)溫儀表的表觀溫度

表觀溫度:指在儀表工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)，溫度為T的輻射體的輻射情況與溫度為TA的黑體的輻射情況相等，則TA就是該輻射體的表觀溫度。4.3.4.1亮度溫度亮度相等原則:其中,物體亮度:黑體亮度:第七十六頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五可推得:若ελ和TL已知,可求得物體的真實(shí)溫度T。第七十七頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3.4.2輻射溫度

全輻射能量相等原則：輻射溫度計(jì)測(cè)出的實(shí)際溫度為：第七十八頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3.4.3比色溫度亮度比相等原則。物體的實(shí)際溫度為：第七十九頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.4光纖溫度傳感器光纖：光導(dǎo)纖維。

多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱圓柱體

利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達(dá)成的光傳導(dǎo)工具。第八十頁(yè)，共九十頁(yè)，編輯于2023年，星期五光纖溫度傳感器是利用光纖作為敏感元件或能量傳輸介質(zhì)而構(gòu)成的新型測(cè)溫儀表，分為接觸式和非接觸式特點(diǎn)：電絕緣性能好，可彎曲，可實(shí)現(xiàn)不帶電的全光探頭。