現(xiàn)代檢測技術溫度檢測技術

現(xiàn)代檢測技術溫度檢測技術第一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回6.1溫標與標定

6.1.1溫標

溫度是表征物體或系統(tǒng)冷熱程度的物理量，是物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動劇烈程度的標志。

溫標是衡量溫度高低的尺度。

溫標有經(jīng)驗溫標（華氏溫標、攝氏溫標）、熱力學溫標和絕對氣體溫標。

1、經(jīng)驗溫標

根據(jù)某些物質(zhì)的體積膨脹與溫度的關系，用實驗方法或經(jīng)驗公式所確定的溫標稱為經(jīng)驗溫標。第二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

（1）華氏溫標

華氏溫標是把水、冰、鹽混合物所形成的溫度規(guī)定為0度、健康人的體溫定為100度。

按照這一規(guī)定，純水的冰點溫度為32華氏度，水的沸點定為212華氏度，把水銀溫度計從0度到100度按照水銀的體積膨脹距離分為100份，每份為華氏度

華氏溫標的單位符號是OF。

（2）攝氏溫標

攝氏溫標規(guī)定水的冰點為0度、沸點為100度，其間分100等分，每一等分為一度。

攝氏溫標的單位符號是℃。T（OF）=32+9t（OC）/5第三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

2、熱力學溫標

熱力學溫標規(guī)定水的三相點為273.16度、沸點為373.16度，其間分100等分，每一等分為一度。

熱力學溫標的單位符號是K。

3、絕對氣體溫標

從理想氣體狀態(tài)方程入手，復現(xiàn)的熱力學溫標稱為絕對氣體溫標。PV=RTT2/T1=P2/P1（V一定）

若選用同一固定點（水的三相點）作參考點，熱力學溫標和氣體絕對溫標在數(shù)值上是相同的。第四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

4、國際實用溫標和國際溫標

國際實用溫標是經(jīng)國際協(xié)議產(chǎn)生的。

第一個國際溫標是1927年第七屆國際計量大會上決定采用的國際實用溫標（IPTS-68）。

1989年7月第77屆國際計量委員會批準建立了新的國際溫標，簡稱ITS-90。其主要內(nèi)容是：

（1）重申國際實用溫標單位仍為K，1K等于水的三相點是溫度值的1/273.16。

（2）把水的三相點時溫度值定義為0.01℃，同時相應地把絕對零度修訂為-273.15℃，因此有

t90(℃)=T90(K)-273.15使用時通常將角標90去掉。第五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

溫度計的標定方法有標準值法和標準表法。

標準值法就是用適當?shù)姆椒ń⑵鹨幌盗袊H溫標定義的固定溫度點作標準值；

把被標定的溫度計（或傳感器）依次置于這些標準溫度值之下，記錄下溫度計的相應示值（或傳感器的輸出）；

利用國際溫標規(guī)定的內(nèi)插公式對溫度計（傳感器）的分度進行對比記錄，從而完成對溫度計的標定。

6.1.2標定

標定后的溫度計可作為標準溫度計使用。第六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

標準表法是把被標定的溫度計（傳感器）與已被標定好的更高一級精度的溫度計（傳感器）緊靠在一起，共同置于可調(diào)節(jié)的恒溫槽中，分別把槽溫調(diào)節(jié)到所選擇的若干溫度點，比較和記錄兩者的讀數(shù)，獲得一系列對應差值，經(jīng)多次升溫、降溫，重復測試，若這些差值穩(wěn)定，即可把記錄下的這些差值作為被標定溫度計的修正值，完成對被標定溫度計的標定。第七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

溫度的測量方法分為接觸法測溫和非接觸法測溫兩大類。

接觸法測溫是將測溫敏感元件直接與被測介質(zhì)接觸，被測介質(zhì)與溫度敏感元件進行充分的熱交換（主要是通過導熱和對流），最后達到熱平衡，溫度計的示值就是被測對象的溫度。

根據(jù)測溫轉(zhuǎn)換的原理，接觸式測溫可分為膨脹式、熱阻式、熱電式等。

接觸式測溫的缺點是測溫儀表容易影響被測溫場的分布，帶來誤差；對有些介質(zhì)（如高溫或有腐蝕性介質(zhì)），應用接觸法測溫會縮短測溫元件的使用壽命。6.2測溫方法分類及其特點第八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

非接觸法測溫是測溫敏感元件不直接與被測對象接觸，通過輻射和對流實現(xiàn)熱交換而達到測溫的目的。

非接觸法測溫的優(yōu)點是不破壞原有溫場，并且便于對運動物體測量或采用掃描的方法測出溫場的分布。第九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

熱膨脹式測溫方法是利用物體受熱后體積膨脹的原理設計的溫度計。

按膨脹基體可分為液體膨脹式玻璃溫度計、液體或氣體膨脹式壓力溫度計及固體膨脹式雙金屬溫度計。

玻璃液體溫度計簡稱玻璃溫度計，是一種直讀式儀表。

玻璃溫度計最常用的液體是水銀（汞），其凝點是-38.9℃，測溫上限為538℃。6.3熱膨脹式測溫方法

6.3.1玻璃溫度計

玻璃溫度計又分為全浸式和局浸式兩大類。第十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

壓力溫度計是根據(jù)一定質(zhì)量的液體、氣體、蒸氣在體積不變的條件下，其壓力與溫度呈確定函數(shù)關系的原理來實現(xiàn)測溫功能的。

壓力溫度計由充有感溫介質(zhì)的溫包、傳遞壓力的毛細管、壓力敏感元件的彈簧管以及機械傳動機構、指針、刻度盤等部分組成。

6.3.2壓力溫度計第十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

測溫時，將溫包置于被測介質(zhì)中，

感溫介質(zhì)的體積膨脹或收縮造成壓力的增減，

壓力經(jīng)毛細管傳給彈簧管，彈簧管產(chǎn)生變形，

通過傳動機構帶動指針偏轉(zhuǎn)，指示出相應的溫度。

常用于汽車、拖拉機等的油、水系統(tǒng)的溫度測量。

固體長度與溫度的關系是

6.3.3雙金屬溫度計

雙金屬溫度計是將兩片線膨脹系數(shù)相對差異很大的金屬片疊焊在一起構成。第十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

在一端固定的情況下，如果溫度升高，下面線膨脹系數(shù)較大的金屬片B因熱膨脹而伸長；

上面線膨脹系數(shù)較小的金屬片A卻幾乎不變；

致使雙金屬片向上翹。溫度越高，產(chǎn)生的線膨脹差別越大，引起的彎曲角度也越大。

采用不同的雙金屬材料，其測溫范圍就不同。

雙金屬溫度計不僅可用于測量溫度，還可方便地用作簡單的溫度控制裝置。

雙金屬溫度計的感溫雙金屬元件的形狀有平面螺旋型和直線螺旋型兩大類。第十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

熱阻式測溫是利用金屬導體或半導體的電阻隨溫度變化的特性將電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電信號，從而達到測溫的目的。

常用熱電阻有鉑電阻、銅電阻和半導體熱敏電阻。

鉑金屬的主要優(yōu)點是物理化學性能極為穩(wěn)定，且有良好的工藝性，易于提純，可以制成極細的鉑絲或極薄的鉑箔。

1、概述6.4熱阻式測溫方法

6.4.1鉑電阻測溫

熱電阻經(jīng)電橋電路轉(zhuǎn)換成電信號。第十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

在-200℃~0℃的范圍內(nèi)：Rt=R0[1+At+Bt2+C(t-100℃)t3]

在0℃~850℃的范圍內(nèi)：Rt=R0(1+At+Bt

2)A—常數(shù)，為3.96847×10-3

/℃；B—常數(shù)，為-5.847×10-7

/℃2；C—常數(shù)，為-4.22×10-12

/℃4。

它的缺點是電阻溫度系數(shù)較小，且價格較貴。第十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

鉑電阻的精度與鉑的提純程度有關。通常用百度電阻比W（100）表示鉑的純度，W(100)=R100/R0R0—0℃時的電阻值；

R100—100℃時的電阻值。

國內(nèi)統(tǒng)一設計的工業(yè)用標準鉑電阻其百度電阻比W（100）≥1.391。其中R0分為10Ω（Pt10）和100Ω（Pt100）兩種。第十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

2、熱電阻的結構

熱電阻主要由電阻體、內(nèi)引線、保護管、絕緣管和接線盒等組成。

3、熱電阻的引線形式

（1）兩線制

在熱電阻感溫元件的兩端各連一根導線的形式。

優(yōu)點：配線簡單，安裝費用低；

缺點：引線及外接導線的電阻帶來附加誤差。

電阻體是由電阻絲在絕緣骨架上繞制而成。

常用的骨架材料有云母、玻璃、石英、陶瓷等。第十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

（2）三線制

在熱電阻感溫元件的一端連接兩根引線、另一端連接一根引線。

接入電橋時，內(nèi)引線和外接導線的電阻位于電橋相鄰兩臂上，可以消除引線電阻的影響。

（3）四線制

在熱電阻感溫元件的兩端各連接兩根引線。

這種引線方式不僅可以消除內(nèi)引線電阻的影響，還可以通過開關的切換，改變熱電阻中的電流方向，消除測量過程中的寄生電勢影響。第十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三兩線制接線電路圖第十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三三線制接線電路圖第二十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

1、銅電阻

銅電阻的優(yōu)點是溫度系數(shù)比較大，易于提純，價格便宜。

銅電阻的缺點是易于氧化，不適于在腐蝕性介質(zhì)或高溫下工作，電阻率小，機械強度差等。

銅熱電阻的使用范圍是-50℃~150℃。

6.4.2銅電阻和熱敏電阻測溫

在-50℃~150℃的范圍內(nèi)：Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3)

銅電阻的W(100)≥1.425。R0取50Ω（Cu50）和100Ω（Cu100）兩種。第二十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三

2、半導體熱敏電阻

熱敏電阻是用半導體材料制成的熱敏器件。

按電阻與溫度的特性，可分為：

負溫度系數(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）。

PTC型和CTR型熱敏電阻在一定溫度范圍內(nèi)，阻值隨溫度的變化而劇烈變化，因此適合于制造位式作用的溫度傳感器。

NTC型熱敏電阻在一定溫度范圍內(nèi)，阻值將隨溫度的升高而減小，適合制造連續(xù)作用的溫度傳感器。第二十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

（1）熱敏電阻的優(yōu)點：

電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高，約為熱電阻的10倍。

結構簡單，體積小，可以測量點溫度。

電阻率高，熱慣性小，適合動態(tài)測量。

標稱電阻有幾歐到十幾兆歐之間的不同型號和規(guī)格，能很好地與各種電路匹配，遠距離測量時幾乎無需考慮連線電阻的影響。

（2）熱敏電阻的主要缺點：

阻值與溫度的關系為非線性；

元件的一致性差，互換性差；

元件容易老化，穩(wěn)定性差；第二十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

基于熱電效應原理工作的傳感器稱為熱電偶傳感器，簡稱熱電偶。

1、熱電效應

若兩種不同導體A和B的兩個連接點處于不同的溫度時，回路中就會產(chǎn)生電動勢（稱為熱電勢）的現(xiàn)象稱為熱電效應。用EAB（T，T0）表示。

這兩種不同金屬的組合稱為熱電偶，導體A和B稱為熱電極。6.5熱電式測溫方法

6.5.1熱電偶測溫

溫度高的接點稱為熱端（或稱工作端），而溫度低的接點稱為冷端（或稱自由端）。第二十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

7、熱電偶的結構

熱電偶是由熱電極、絕緣材料、保護套管和接線盒等部分組成。

與熱電阻的結構相類似。第二十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

熱電偶的特點是：結構簡單；所選擇的兩根導線材質(zhì)適當時可測高達1000℃以上的高溫；尺寸小，可用來測量小空間的溫度；動態(tài)響應快；電動勢信號便于傳送。

2、熱電偶的基本原理

熱電效應產(chǎn)生的熱電勢是由接觸電勢和溫差電勢兩部分組成。

接觸電勢是當兩種不同的金屬A和B緊密連接，并處于溫度為T的環(huán)境中，由于兩種金屬導體內(nèi)自由電子密度不同，在連接點處就會發(fā)生電子擴散現(xiàn)象，其過程與PN結的形成過程一樣，在A、B兩金屬接觸面形成一個穩(wěn)定的電位差。其表達式為第二十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回e—電子電荷電量，e=1.6×10-19C；k—玻爾茲曼常數(shù)，k=1.38×10-23J/K；NA(T)、NB(T)—材料A、B在溫度T時的自由電子密度。

接觸電勢的數(shù)值取決于兩種金屬的性質(zhì)和接觸點的溫度，而與金屬的形狀及尺寸無關。

溫差電勢是當一種金屬的兩端溫度不同時，導體內(nèi)高溫端自由電子的動能比低端自由電子的動能大。高溫端自由電子的擴散速度比低溫端自由電子的擴散速率大，使得高溫端因失去一些電子而帶正電、低溫端因得到電子而帶負電，從而兩端形成一定的電位差。第二十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回δA是湯姆遜系數(shù)，大小與金屬材質(zhì)有關。

在由兩種不同金屬組成的閉合回路中，當兩端點的溫度不同時，回路中產(chǎn)生的熱電勢為第二十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

如果其中一個溫度（如T0）為常數(shù)時，

當熱電偶回路的一個端點保持溫度不變，則熱電偶回路總的熱電勢只是另一端溫度的單值函數(shù)。

對于確定的熱電偶和確定的冷端溫度，可通過測量得到的回路總的熱電勢，確定工作端的溫度。

◆必須由兩種不同材質(zhì)構成熱電偶。

◆熱電偶A、B兩連接點的溫度相等，回路總電勢為零。

◆熱電偶A、B的熱電勢只與連接點溫度有關，與材料A、B的中間各處溫度無關。第二十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

3、熱電偶基本定律

（1）中間導體定律

在由導體A、B組成的熱電偶中接入第三導體C時，只要保持第三導體兩端溫度相等，接入導體后回路總電動勢不變。

在回路中引入各種儀表和連接導線，只要保證兩接點溫度一致，就可以對熱電動勢進行測量，而不影響熱電偶的輸出。

（2）標準電極定律

當溫度為T、T0時，由導體A、B組成的熱電偶的熱電勢等于由導體A、C組成的熱電偶的熱電勢和由導體C、B組成的熱電偶的熱電勢的代數(shù)和，即第三十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回EAB(T,T0)=EAC(T,T0)+ECB(T,T0)導體C稱為標準電極，一般為純鉑。

只要知道一些材料與標準熱電極相配的熱電動勢，就可以用此定律求出任何兩種材料配成熱電偶的熱電動勢。

（3）中間溫度定律

在熱電偶回路中，兩結點溫度為T、T0時的熱電勢等于該熱電偶在結點溫度為T、T1和T1、T0時熱電勢的代數(shù)和，即EAB(T,T0)=EAB(T,T1)+EAB(T1,T0)第三十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

根據(jù)這一定律，只要給出自由端為0℃時的熱電勢和溫度的關系，就可以求出兩結點在任意溫度時的熱電勢，即EAB(t,t1)=EAB(t,0)+EAB(0,t1)

4、熱電偶測溫原理和方法

如果熱電偶兩個電極的材料確定后，熱電偶的熱電勢就只與熱電偶兩端溫度有關。

如果使參考端溫度T0恒定不變，則對給定材料的熱電偶，其熱電勢就只與工作端溫度T成單值函數(shù)關系，即EAB(T,T0)=f(T)第三十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

5、熱電偶參比端的處理

（1）0℃恒溫法

把熱電偶的參比端直接放在環(huán)境溫度為0℃的容器中。

一般是在一個大氣壓下，把純凈水和冰混合，其混合物溫度即為0℃。

適合于實驗室中使用，不適合于工業(yè)現(xiàn)場中使用。

（2）計算修正法

將參比端溫度保持在某一恒定不變的溫度tH，根據(jù)中間溫度定律，將測到的熱電勢EAB(t，tH)換算到參比端t0=0℃時的熱電勢EAB(t，t0)，即EAB(t，t0)=EAB(t，tH)+EAB(tH，t0)第三十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

（4）冷端的延伸

工業(yè)測溫時，被測點與指示儀表之間往往有很長的距離；

為了避免冷端溫度受被測點溫度變化的影響，也需要使熱電偶的冷端遠離工作端。

熱電偶材料昂貴，熱電偶尺寸不易過長。

用一種專用導線（稱為補償導線）將熱電偶的冷端延伸出來。

但應注意：

▲補償導線的熱電特性在一定范圍內(nèi)與所配用的熱電偶的熱電特性相同。第三十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

▲補償導線與熱電偶的兩個連接點的溫度必須相同，且不得超過規(guī)定的范圍。

▲補償導線的正負極以其絕緣層的顏色來區(qū)分。在使用時，一定要使補償導線與熱電偶的同性電極相接，切不可接反。

不同的熱電偶要求配用不同的冷端溫度補償導線。

6、熱電偶常用測溫線路

（1）測量某點溫度的基本電路A

A、B為熱電偶；B

C、D為補償線；CD

t0為使用補償線后冷端溫度；t0t0

補償線一直延伸到配用儀表的接線端子。第三十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三用鎳鉻-鎳硅熱電偶測量某低溫箱溫度，把熱電偶直接與電位差計相連接。在某時刻，從電位差計測得熱電電勢為-1.19mv，此時電位差計所處的環(huán)境溫度為15℃，試求該時刻溫箱的溫度是多少度？第三十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三由Ｋ型分度表查得E（15，0）＝0．60mv）（1）E（t，0）＝E（t，ti）＋E（t0，0）＝（-1.19mv＋0.60）mv＝-0.59mv（2）再查Ｋ型分度表，由-0.59mv查得實際爐溫-5℃。（3）第三十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

AD590是一種電流型溫度變換器，以電流作為輸出量指示溫度。

它是二端器件，使用非常方便。

它是一種高阻電流源，不需要考慮傳輸線上電壓信號損失和噪聲干擾問題，特別適合做遠距離測量或控制應用。

也特別適用多點溫度測量系統(tǒng)，而不必考慮選擇開關或CMOS多路轉(zhuǎn)換開關所引入的附加電阻造成的誤差。

6.5.2集成溫度傳感器AD590

溫度的變化引起電流的變化，通過調(diào)整可變電阻RW，使輸出UT=1mV/K。第三十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

物體受熱激勵了原子中帶電粒子，使一部分熱能以電磁波的形式向空間傳播，傳播的能量稱為熱輻射。

能對被測物體熱輻射能量進行檢測，進而確定被測物體溫度的儀表，稱為輻射式溫度計。

輻射式溫度計的感溫元件使用的波長范圍為0.3~40μm。

如果某一物體在任何溫度下，均能全部吸收輻射到它上面的任何輻射能量，則稱此物體為絕對黑體。6.6輻射法測溫

6.6.1輻射測溫的基本原理

對輻射能的吸收（輻射）不僅與溫度有關，而且還與波長有關的物體稱為選擇吸收體。第三十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

吸收輻射能的本領只與波長有關的物體稱為灰體。

絕對黑體吸收系數(shù)L0=1，反射系數(shù)β0=0。

具有最大吸收本領的物體，在其受熱后也將具有最大的輻射本領。

絕對黑體在任意溫度向外輻射的輻射出射度（也稱輻出度）最大。

其他物體的輻出度總是小于絕對黑體的。

在同一溫度T，某一物體在全波長范圍的積分輻出度M（T）與絕對黑體在全波長范圍的積分輻出度M0（T）之比，稱為該物體的全輻射率（或稱全輻射系數(shù)）ε(T)，其值在0~1之間。第四十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

在任一溫度T和某個波長λ下，物體的輻出度M(λ,T)與黑體在此波長的輻出度M0(λ,T)之比稱為光譜發(fā)射率或光譜發(fā)射系數(shù)，用ε(λ,T

)表示。反射系數(shù)透射系數(shù)

反射系數(shù)和透射系數(shù)不全為零的物體稱為非黑體。

絕對黑體的光譜輻射亮度為稱為普朗克定律。

c1=3.7418×10-16W·m2；c2=1.438786×10-2m·K。第四十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

當c2/(λT)≥1時，

由黑體的光譜輻射曲線圖看出：

每條曲線均有一個極大值，而且這個極值是隨著溫度升高而向波長短的方向移動；

不同溫度下的曲線，其曲線峰值點的波長λm和溫度T均滿足維恩位移定律。稱為維恩公式。

若能測出波長λm，就可得到黑體的溫度T。第四十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

實驗和理論分析表明，黑體的總輻射能為

σ=5.67032×10-8W/m2·K4第四十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

光譜輻射溫度計有光學高溫計、光電高溫計、硅輻射溫度計等。

1、光學高溫計

測溫范圍：1000K~3500K；

精度為1.0級和1.5級。

6.6.2光譜輻射溫度計

亮度溫度：在波長為λ、溫度為T時，某物體的輻射亮度L與溫度為TL的絕對黑體的亮度L0λ相等，則稱TL這這個物體在波長為λ時的亮度溫度。第四十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

光學高溫計通常采用0.66±0.01μm的單一波長。

光學高溫計有燈絲隱滅式光學高溫計、恒定亮度式光學高溫計和光電亮度式光學高溫計。第四十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

燈絲隱滅式光學高溫計是由人眼對熱輻射體和高溫計燈泡在單一波長附近的光譜范圍的輻射亮度進行判斷，調(diào)節(jié)燈泡的亮度使其在背景中隱滅或消失而實現(xiàn)溫度的測量。

此種高溫計又稱為目視光學高溫計或簡稱光學高溫計。

調(diào)節(jié)物鏡1使物體的像落在燈泡3內(nèi)的燈絲平面上。

調(diào)節(jié)目鏡4使燈絲和物體的像能清晰地看到。

逐漸調(diào)節(jié)滑動電位器，使燈絲亮度和背景亮度達到一致，燈絲便隱沒在背景中。

表頭6便指示出被測物體的亮度溫度。第四十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

灰色吸收玻璃2的作用是擴大光學高溫計的量程。用于測量1400℃以上的高溫。

當燈絲亮度溫度超過1400℃時，由于燈絲過熱發(fā)生氧化進而使燈絲的電阻發(fā)生變化，致使電流與亮度溫度的關系偏離原標定值；

1400℃以上的高溫，使燈泡的金屬絲要升華，將在玻璃泡上沉積形成灰暗的薄膜，改變原亮度特性而帶來測量誤差。

光學高溫計有兩個刻度：一個是不加灰色吸收玻璃的刻度；另一個是加灰色玻璃的刻度。

紅色濾光片5的作用是濾除人眼不敏感的光譜段，僅讓中心光譜波長為λ=0.66μm的窄波段通過。第四十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

2、光電高溫計

光電高溫計是采用硅光電池作為儀表的光敏元件，代替人眼睛感受被測物體輻射亮度的變化，并將此亮度信號按比例轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)濾波放大后送檢測系統(tǒng)進行后續(xù)處理，最后顯示被測物體的亮度溫度。

被測物體17輻射的輻射能由物鏡1聚集、經(jīng)光闌2和遮光板6上的孔3、透過裝于板6上的紅色濾光片，照射到硅光電池4上；

反饋燈15發(fā)出的輻射能通過遮光板上的孔5和紅色濾光片也照射到硅光電池4上。

在遮光板6的前面裝有每秒振動50次的光調(diào)制器7，它交替地打開和遮住孔3和孔5。第四十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

被測物體的輻射能和反饋燈的輻射能交替地照射到硅光電池4上。

當兩個能量不相等時，硅光電池將產(chǎn)生一個與兩個輻射亮度差成正比的脈沖光電流，經(jīng)前置放大13放大、再經(jīng)主放大器14進一步放大后，輸出電流驅(qū)動反饋燈15。

反饋燈15的輻射能隨驅(qū)動電流的改變而相應變化。

直到被測物體和反饋燈照射到硅光電池上的輻射能相等為止。

這時硅光電池4產(chǎn)生的脈沖電流為0，流經(jīng)反饋燈的電流經(jīng)電阻轉(zhuǎn)換成電壓后由電位差計16自動指示和記錄被測物體的亮度溫度。第四十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

透鏡10、反射鏡11和觀察孔12組成人工觀察瞄準系統(tǒng)，其作用是使光電高溫計對準被測物體。

3、輻射溫度計

由于硅光電池和反饋燈等光電器件的特性離散性大，所以光電器件的互換性差，因此在使用、維修時若要更換光電器件，就必須對整個儀表重新進行調(diào)整和標定（刻度）。

輻射溫度計是根據(jù)全輻射定律，基于被測物體的輻射熱效應進行工作的。

它通常由輻射敏感元件、光學系統(tǒng)、顯示儀表及輔助裝置等幾部分組成。

輻射溫度計是按絕對黑體進行測試分度的，稱為被測物體的輻射溫度。第五十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三上一頁下一頁返回

輻射溫度：某物體溫度為T時的總輻射能與溫度為TF的絕對黑體的總輻射能相等，則稱TF為這個物體的輻射溫度。

（1）敏感元件有光電型和熱敏型兩種：

a、光電型常用的有光電倍增管、硅光電池