測試技術(shù)課件溫度測量溫度測量流速測量

1、第五章 溫度測量第一節(jié) 溫標第二節(jié) 接觸式溫度計第三節(jié) 非接觸式溫度計第四節(jié) 氣體溫度計第五節(jié) 紅外技術(shù)在溫度測量中的應(yīng)用 一、溫標一、溫標 度量溫度高低的尺度，規(guī)定了溫度的度量溫度高低的尺度，規(guī)定了溫度的零點零點和基本和基本測量單測量單位位。 熱力學溫標熱力學溫標、國際實用溫標國際實用溫標、攝氏溫標攝氏溫標和和華氏溫標華氏溫標。 u華氏溫標：華氏溫標：規(guī)定在標準大氣壓下冰的融點為規(guī)定在標準大氣壓下冰的融點為3232華氏華氏度，水的沸點為度，水的沸點為212212華氏度，中間等分為華氏度，中間等分為180180份份，每一，每一等份稱為華氏一度，符號用等份稱為華氏一度，符號用 。u攝氏溫標：攝氏

2、溫標：規(guī)定標準大氣壓下純水的冰融點為規(guī)定標準大氣壓下純水的冰融點為0度，度，水沸點為水沸點為100度，中間等分為度，中間等分為100格格，每格為攝氏，每格為攝氏1度，度，符號為符號為。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 由卡諾循環(huán)，工質(zhì)在溫度由卡諾循環(huán)，工質(zhì)在溫度T T1 1時吸收熱量時吸收熱量Q Q1 1和在溫度和在溫度T T2 2時放出熱量時放出熱量Q Q2 2 通過理想氣體的關(guān)系式表達通過理想氣體的關(guān)系式表達u熱力學溫標：熱力學溫標： 符號符號T T，單位，單位開爾文開爾文(K)(K)。熱力學溫標。熱力學溫標T T與攝氏溫標與攝氏溫標t t的關(guān)系為的關(guān)系為 熱力學溫標是國際單位制中熱力學溫標是國際單

3、位制中7 7個基本物理單位之一。個基本物理單位之一。幾種溫標的對比幾種溫標的對比 正 常 體正 常 體溫 為溫 為 3 7 C C ，相，相當 于 華當 于 華氏 溫 度氏 溫 度多 少 度多 少 度（98.6）？）？ 熱力學溫標實用時不方便。熱力學溫標實用時不方便。 1990 1990年國際溫年國際溫標標(ITS-90)(ITS-90)指導思想是指導思想是應(yīng)盡量與熱力學溫標接應(yīng)盡量與熱力學溫標接近，溫度的復現(xiàn)性要好近，溫度的復現(xiàn)性要好。該溫標有。該溫標有1717個定義基個定義基準點。準點。u國際實用溫標：國際實用溫標： 二、溫度計分類二、溫度計分類 .接觸式接觸式.非接觸式非接觸式比較：比較

4、： 1) 1)接觸式接觸式容易破壞被測溫度場容易破壞被測溫度場。 2)2)接觸式接觸式時間滯后大時間滯后大。 3)3)接觸式測量接觸式測量高溫時受到限制高溫時受到限制。 4)4)非接觸式非接觸式不適合測量低溫不適合測量低溫。 5)5)接觸式接觸式測量精度高測量精度高。第二節(jié) 接觸式溫度計 一、膨脹式溫度計一、膨脹式溫度計 常用水銀，常用水銀，200200以下可作為以下可作為精密標準溫度計精密標準溫度計。 1-1-玻璃溫包；玻璃溫包； 2-2-毛毛細管；細管；3-3-刻度標尺；刻度標尺； 4-4-膨脹室膨脹室工作液體工作液體測溫范圍測溫范圍（）水銀水銀3030750750甲苯甲苯90901001

5、00乙醇乙醇1001007575石油醚石油醚1301302525戊烷戊烷2002002020 特點：特點：精度較高，讀數(shù)直觀，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。精度較高，讀數(shù)直觀，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。 缺點：缺點：信號不能遠程傳輸，不能用于自動測量系統(tǒng)。信號不能遠程傳輸，不能用于自動測量系統(tǒng)。 使用玻璃管液體溫度計應(yīng)注意使用玻璃管液體溫度計應(yīng)注意: : 1)1)零點漂移零點漂移: :玻璃的熱脹冷縮。玻璃的熱脹冷縮。 2)2)露出液柱的校正露出液柱的校正: : n n為露出部分液柱所占的度數(shù)為露出部分液柱所占的度數(shù)();();為工作液體在為工作液體在玻璃中的視膨脹系數(shù)；玻璃中的視膨脹系數(shù)；t tB B為為外露

6、部分空氣溫度外露部分空氣溫度(); t(); tA A為使用條件下外露部分空氣溫度為使用條件下外露部分空氣溫度()()。 全浸入式全浸入式在使用時未能全浸，式中在使用時未能全浸，式中t tB B為溫度計測量為溫度計測量時的示值。時的示值。 部分浸入式：部分浸入式：液柱只插入一定深度，外露部分處于液柱只插入一定深度，外露部分處于環(huán)境溫度下，按下式修正環(huán)境溫度下，按下式修正 1) 1)充氣壓力式充氣壓力式，常用氮氣。測溫范圍為，常用氮氣。測溫范圍為- -8080550 550 ，壓力與溫度接近線性關(guān)系。，壓力與溫度接近線性關(guān)系。 2)2)工質(zhì)為工質(zhì)為低沸點液體低沸點液體，如氯甲烷、氯乙烷等，測如氯

7、甲烷、氯乙烷等，測量范圍量范圍-20-20200 200 。飽。飽和蒸氣壓和飽和溫度呈非和蒸氣壓和飽和溫度呈非線性關(guān)系，刻度不均勻。線性關(guān)系，刻度不均勻。 3)3)工質(zhì)為工質(zhì)為液體液體，如水銀、二甲苯、甲醇等。測溫范，如水銀、二甲苯、甲醇等。測溫范圍圍-40-40200 200 。 使用時，使用時，必須將溫包必須將溫包全部浸入被測物質(zhì)中全部浸入被測物質(zhì)中。 結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，抗振動抗振動。精度差，示值滯。精度差，示值滯后時間長，毛細管易損壞。后時間長，毛細管易損壞。 。 測量范圍測量范圍-60-60500 500 。 按結(jié)構(gòu)形狀，分按結(jié)構(gòu)形狀，分螺旋螺旋形形和和盤形盤形。

8、 二、熱電阻溫度計二、熱電阻溫度計 測量精度高，響應(yīng)速度快，可以測量精度高，響應(yīng)速度快，可以實現(xiàn)遠距實現(xiàn)遠距離測量顯示和自動記錄離測量顯示和自動記錄。 常用常用鉑熱鉑熱和和銅熱銅熱電阻。電阻。 鉑熱：鉑熱：-200-200500 500 ； 銅熱：銅熱：-30-30100 100 。WZC-111/12*1000mm Cu50銅銅熱電阻熱電阻 WZPK2-103/B級級6*515mm(0-300)鉑鉑熱電阻熱電阻WZP2-240/A級級3線線300/150mmE(0-300)隔爆隔爆 三、熱電偶溫度計三、熱電偶溫度計 ( (一一) )常用熱電偶的材料常用熱電偶的材料 貴金屬貴金屬。 特點：精度

9、高，理化性能穩(wěn)定，測溫特點：精度高，理化性能穩(wěn)定，測溫上限上限16001600，適于在氧化或中性氣氛中使用。適于在氧化或中性氣氛中使用。 缺點：在高溫還原介質(zhì)中容易被侵蝕和污染，熱電缺點：在高溫還原介質(zhì)中容易被侵蝕和污染，熱電動勢較小，靈敏度低。動勢較小，靈敏度低。 2.2.鉑銠鉑銠30-30-鉑銠鉑銠6 6熱電偶熱電偶 貴金屬貴金屬。 特點：測量精度高，測溫特點：測量精度高，測溫上限上限18001800，適于在氧化，適于在氧化或中性氣氛中使用?；蛑行詺夥罩惺褂?。 缺點：靈敏度較低、價格昂貴。缺點：靈敏度較低、價格昂貴。 3.3.鎳鉻鎳鉻- -鎳硅熱電偶鎳硅熱電偶 賤金屬賤金屬。 特點：價格低

10、廉，靈敏度較高，測溫重復性好，高特點：價格低廉，靈敏度較高，測溫重復性好，高溫下抗氧化能力強，測溫溫下抗氧化能力強，測溫上限可達上限可達13001300。 缺點：在還原性介質(zhì)或含硫化物氣氛中易被侵蝕。缺點：在還原性介質(zhì)或含硫化物氣氛中易被侵蝕。 4.4.銅銅- -康銅熱電偶康銅熱電偶 賤金屬賤金屬。測溫范圍。測溫范圍-200-200400400。 特點：價格低，精度高，靈敏度高。特點：價格低，精度高，靈敏度高。 5.5.鎳鉻鎳鉻- -康銅熱電偶康銅熱電偶 賤金屬賤金屬。測溫上限。測溫上限800 800 。 特點：特點：靈敏度最高，價格最便宜靈敏度最高，價格最便宜。 缺點：抗氧化及抗硫化物的能力

11、較差，適于在中缺點：抗氧化及抗硫化物的能力較差，適于在中性或還原性氣氛中使用。性或還原性氣氛中使用。 測量特高溫度的測量特高溫度的銥鍺銥鍺- -銥銥熱電偶，熱電偶，20002000以上。以上。 測量特低溫度的測量特低溫度的鎳鉻鎳鉻- -金鐵金鐵熱電偶，熱電偶，2 2273K273K。鋼包溫度測試鋼包溫度測試 ( (二二) )常用熱電偶結(jié)構(gòu)常用熱電偶結(jié)構(gòu) 保護保護在測量高溫時用在測量高溫時用金屬套管金屬套管；低于低于10001000時用時用工業(yè)陶瓷或氧化鋁工業(yè)陶瓷或氧化鋁。兩個兩個熱電極熱電極熱電偶熱電偶接點接點普通普通裝配型裝配型熱電偶的外形熱電偶的外形安裝螺紋安裝螺紋安裝法蘭安裝法蘭 單芯單

12、芯和和雙芯雙芯。熱慣性小、。熱慣性小、牢固、抗振。牢固、抗振。 適合適合微小、狹窄場合微小、狹窄場合。 纜式熱電偶工作端結(jié)構(gòu)纜式熱電偶工作端結(jié)構(gòu)(a)單芯結(jié)構(gòu)；單芯結(jié)構(gòu)；(b)雙芯碰底型；雙芯碰底型；(c)雙芯不碰底型；雙芯不碰底型；(d)雙芯露頭型；雙芯露頭型；(e)雙芯帽型雙芯帽型法蘭法蘭熱電偶可長達上熱電偶可長達上百米百米薄壁金屬保護套管薄壁金屬保護套管( (纜式纜式) ) 鎧裝熱電偶示例鎧裝熱電偶示例3.3.隔爆型熱電偶隔爆型熱電偶厚壁保護管厚壁保護管壓鑄的接線盒壓鑄的接線盒電纜線電纜線 接線盒采用接線盒采用而成的而成的防爆防爆結(jié)構(gòu)，當接線盒內(nèi)有結(jié)構(gòu)，當接線盒內(nèi)有放放弧弧時，不會與外界

13、環(huán)境的危險氣體傳爆。用于化學工業(yè)時，不會與外界環(huán)境的危險氣體傳爆。用于化學工業(yè)自控系統(tǒng)自控系統(tǒng)( (等氣體或蒸汽）。等氣體或蒸汽）。 很薄可直接粘貼在被測物表面，很薄可直接粘貼在被測物表面，快速快速測表面溫度。測表面溫度。熱電極為鎳鉻熱電極為鎳鉻- -鎳硅、銅鎳硅、銅- -康銅等。溫度范圍康銅等。溫度范圍300300以下以下。 四、溫度計的校驗四、溫度計的校驗 ( (一一) )溫度計的校驗溫度計的校驗 將將標準溫度計標準溫度計( () )與與被校被校溫度計溫度計一起插入恒溫源一起插入恒溫源，在，在規(guī)定的幾個溫度規(guī)定的幾個溫度點點下進行比較。下進行比較。 工業(yè)熱電阻溫度計只校驗工業(yè)熱電阻溫度計只

14、校驗0 0時的時的R R0 0和和1O01O0時時R R100100，并檢查，并檢查R R100100/R/R0 0是否符合規(guī)定。是否符合規(guī)定。 校驗校驗R R100100/R/R0 0時，把標準熱電阻溫度計時，把標準熱電阻溫度計( () )的電阻作標準電阻；的電阻作標準電阻；被標被標定熱電阻作為未知電阻定熱電阻作為未知電阻，采用，采用半橋方式。半橋方式。 (R(R100100/R/R0 0) )B B為標準熱電阻值為標準熱電阻值( (由標準查得由標準查得);); A AK K為水沸點槽內(nèi)時的電橋讀數(shù)為水沸點槽內(nèi)時的電橋讀數(shù); ; A A0 0為冰點槽內(nèi)時電橋讀數(shù)。為冰點槽內(nèi)時電橋讀數(shù)。 先在

15、先在冰點槽內(nèi)放置冰點槽內(nèi)放置30min30min進行電橋平衡進行電橋平衡，然，然后在水后在水沸點槽內(nèi)放置沸點槽內(nèi)放置30min30min再進行電橋平衡再進行電橋平衡。用。用下式計算下式計算R R100100/R/R0 0 ( (二二) )溫度計的校驗溫度計的校驗 標準鉑銠標準鉑銠10-10-鉑熱電偶進行三點鉑熱電偶進行三點( (金、銀、鋅金、銀、鋅凝固點溫度凝固點溫度) )分度；分度； 其余熱電偶在下表溫度點校驗。其余熱電偶在下表溫度點校驗。 調(diào)節(jié)電爐溫度，穩(wěn)定各校驗點調(diào)節(jié)電爐溫度，穩(wěn)定各校驗點1010內(nèi)內(nèi)，每個溫度，每個溫度點應(yīng)至少測量點應(yīng)至少測量4 4次。次。 五、接觸式溫度測量誤差五、接

16、觸式溫度測量誤差 ( (二二) )安裝誤差安裝誤差 感溫元件應(yīng)迎著被測介質(zhì)的流向插入感溫元件應(yīng)迎著被測介質(zhì)的流向插入( (圖圖a)a)，或迎著被測介質(zhì)的流向斜插或迎著被測介質(zhì)的流向斜插( (圖圖b)b)，至少正交，至少正交( (圖圖c)c)，避免形成順流避免形成順流。 不用保護管時，插入不用保護管時，插入深度深度不應(yīng)小于熱電偶絲不應(yīng)小于熱電偶絲直徑的直徑的5050倍倍; ; 測定液體時，插入深測定液體時，插入深度應(yīng)是保護管直徑的度應(yīng)是保護管直徑的9 91212倍倍; ; 在直徑小的管道上安在直徑小的管道上安裝感溫元件時，可裝感溫元件時，可裝置裝置擴大管擴大管。 a a 插入過淺，誤差最大插入過

17、淺，誤差最大; ;b b 可可測得真實溫度測得真實溫度； c c和和d d 介于兩者之間。介于兩者之間。：測量誤差最大測量誤差最大。 ：接點與金屬薄片焊接后，與被測面接觸。：接點與金屬薄片焊接后，與被測面接觸。 ：接點固定后沿被測表面等溫線絕緣敷：接點固定后沿被測表面等溫線絕緣敷設(shè)至少設(shè)至少2020倍線徑的距離。倍線徑的距離。測量誤差最小。測量誤差最小。 ：兩熱電極分別與被測表面接觸。：兩熱電極分別與被測表面接觸。 ( (三三) )輻射引起的誤差輻射引起的誤差 感溫元件感溫元件輻射傳熱產(chǎn)生的輻射傳熱產(chǎn)生的誤差誤差ttf f為為T Tk k感溫元件的熱力學溫度；感溫元件的熱力學溫度；T T0 0

18、容器內(nèi)壁的熱力學溫度；容器內(nèi)壁的熱力學溫度；C C輻射傳熱系數(shù)；輻射傳熱系數(shù)；hh氣體向感溫元件表面的傳熱系數(shù)。氣體向感溫元件表面的傳熱系數(shù)。u減少測量誤差措施：減少測量誤差措施： 采用表面光滑的保護套管采用表面光滑的保護套管，以減少輻射傳熱系數(shù)，以減少輻射傳熱系數(shù)C C； 改善對流傳熱條件，以增大氣體向感溫元件表面的改善對流傳熱條件，以增大氣體向感溫元件表面的傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)h h。 當當T Tk kT T0 0時，時，ttf f0 0；故；故在感溫元件周圍應(yīng)在感溫元件周圍應(yīng)加一熱容量小的薄防輻射隔離罩加一熱容量小的薄防輻射隔離罩，以減小誤差。，以減小誤差。 ( (四四) )熱傳導引起的誤差

19、熱傳導引起的誤差 保護套管頂部熱量會保護套管頂部熱量會流向溫度較低的管壁流向溫度較低的管壁，存在熱，存在熱傳導誤差傳導誤差ttp pt t為被測介質(zhì)溫度為被測介質(zhì)溫度；t t0 0為保護套管座處的管壁溫度為保護套管座處的管壁溫度；L L為插入為插入深度深度；h h為被測介質(zhì)向感溫元件的為被測介質(zhì)向感溫元件的傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)；為感溫元件材料的為感溫元件材料的熱傳導率熱傳導率；S S為感溫元件為感溫元件外周圍外周圍長長；f f為感溫元件為感溫元件截面積截面積；coshxcoshx為為x x的雙曲余弦。的雙曲余弦。 ( (五五) )高速氣流的溫度測量誤差高速氣流的溫度測量誤差 感溫元件的感溫元件的指

20、示值介于靜溫指示值介于靜溫T T0 0和總溫和總溫T T* *之間之間，稱有，稱有效溫度效溫度T Tr r ，定義恢復系數(shù)，定義恢復系數(shù)r r 因氣流運動引起的溫度測量誤差為因氣流運動引起的溫度測量誤差為 為氣體的等墑指數(shù)為氣體的等墑指數(shù);Ma;Ma為氣流的馬赫數(shù)。為氣流的馬赫數(shù)。 恢復系數(shù)越低，馬赫數(shù)越高恢復系數(shù)越低，馬赫數(shù)越高，測溫，測溫誤差越大誤差越大。提高恢復系數(shù)提高恢復系數(shù)( (接近于接近于1)1)，可減小誤差。，可減小誤差。恢復系數(shù)的測定：恢復系數(shù)的測定： 1-1-穩(wěn)壓箱；穩(wěn)壓箱； 2-2-待測熱電偶待測熱電偶； 3-3-總溫熱電偶；總溫熱電偶； 4-4-總壓管；總壓管；5-5-壓

21、力計；壓力計； 6-6-冰瓶；冰瓶； 7-7-切換開關(guān)；切換開關(guān)； 8-8-電位差計；電位差計； 9-9-噴管噴管 ( (六六) )感溫元件的響應(yīng)感溫元件的響應(yīng) 接觸式靠接觸式靠測溫，因測溫，因熱慣性熱慣性而存在而存在時滯時滯 : : : :當當t=t= 時感溫元件感受的溫度時感溫元件感受的溫度T T為為 ：感溫元件的質(zhì)量、比：感溫元件的質(zhì)量、比熱容、插入的表面積和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)等。感溫熱容、插入的表面積和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)等。感溫元件的質(zhì)量和比熱容越小，響應(yīng)越快。元件的質(zhì)量和比熱容越小，響應(yīng)越快。 在測量瞬時溫度時必須用時間常數(shù)小的感溫在測量瞬時溫度時必須用時間常數(shù)小的感溫元件元件。其他一些溫度測量

22、方法其他一些溫度測量方法 示溫涂料示溫涂料( (變色涂料變色涂料) )裝滿熱水后圖案變得裝滿熱水后圖案變得清晰可辨清晰可辨變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用CPU散熱風扇散熱風扇低溫時低溫時顯示藍色顯示藍色溫度升高后變?yōu)榧t色溫度升高后變?yōu)榧t色第三節(jié) 非接觸式溫度計 接觸式溫度計：接觸式溫度計：結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、測量精度高；結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、測量精度高；傳感器須受被測介質(zhì)腐蝕、氧化等作用傳感器須受被測介質(zhì)腐蝕、氧化等作用，且，且會破壞被會破壞被測溫度場分布測溫度場分布。 非接觸式：非接觸式：基于基于熱輻射熱輻射；不會破壞被測介質(zhì)溫度場，；不會破壞被測介質(zhì)溫度

23、場，動態(tài)響應(yīng)好。動態(tài)響應(yīng)好。適于適于非穩(wěn)態(tài)非穩(wěn)態(tài)熱力過程測量、熱力過程測量、高溫測量高溫測量。 紅外線輻射溫度計外形紅外線輻射溫度計外形激光僅用于瞄準激光僅用于瞄準熱輻射基本概念熱輻射基本概念 低溫低溫時，物體輻射能量小，主要發(fā)射時，物體輻射能量小，主要發(fā)射紅外線紅外線。溫度升高，輻射能量增加，輻射光譜向短波方溫度升高，輻射能量增加，輻射光譜向短波方向移動。向移動。500500左右時，輻射光譜包括部分左右時，輻射光譜包括部分可見光可見光；800800 時可見光大大增加，即呈現(xiàn)時可見光大大增加，即呈現(xiàn)“紅熱紅熱”；30003000 時，輻射光譜包括更多的短波成分，時，輻射光譜包括更多的短波成分，

24、使得物體呈現(xiàn)使得物體呈現(xiàn)“白熱白熱”。觀察灼熱物體表面的觀察灼熱物體表面的“顏色顏色”來大致判斷物體的溫度。來大致判斷物體的溫度。輻射能的分配：輻射能的分配：n當物體接受到輻射能量以后，根據(jù)物體本身的當物體接受到輻射能量以后，根據(jù)物體本身的性質(zhì)，會發(fā)生部分能量性質(zhì)，會發(fā)生部分能量吸收吸收、透射透射和和反射反射 RDAQQQQQQQQQQRDA1吸收率；吸收率； 透射率；透射率； 反射率。反射率。 QQ輻射能輻射能 單位焦耳單位焦耳(J)(J)物體分類：物體分類：u黑體（絕對黑體）黑體（絕對黑體）：照射到物體上的輻射能：照射到物體上的輻射能，既無反射也無透射。，既無反射也無透射。u透明體：透明體

25、：照射到物體上的輻射能照射到物體上的輻射能過過去，既無吸收又無反射。去，既無吸收又無反射。u鏡體、白體：鏡體、白體：照射到物體上的輻射能照射到物體上的輻射能出去。鏡體出去。鏡體若物體表現(xiàn)平整光滑，反射若物體表現(xiàn)平整光滑，反射；絕對白體；絕對白體若反射若反射。n在自然界中黑體、白體和透明體都是不存在的。一在自然界中黑體、白體和透明體都是不存在的。一般固體和液體的般固體和液體的透射率透射率值很小或等于零，氣體的值很小或等于零，氣體的值較大。一般工程材料，值較大。一般工程材料，0 0而而+ =1+ =1，稱，稱為為灰體。灰體。 n從傳熱學角度看，可以人為制造黑體從傳熱學角度看，可以人為制造黑體 一、

26、熱輻射理論基礎(chǔ)一、熱輻射理論基礎(chǔ) 由普朗克定律，絕對黑體的由普朗克定律，絕對黑體的單色輻射出射單色輻射出射度度M M0 0為為 c c1 1為普朗克第一輻射常量；為普朗克第一輻射常量；c c2 2普朗克第二輻普朗克第二輻射常量；射常量；為波長；為波長；T T為黑體的熱力學溫度。為黑體的熱力學溫度。當波長當波長確定后，只要測定相應(yīng)波長的確定后，只要測定相應(yīng)波長的M M0 0 值，值，便可求出溫度便可求出溫度T T。 溫度升高，單色輻溫度升高，單色輻射出射度增加、峰值射出射度增加、峰值向短波長方向移動。向短波長方向移動。 所有波長全部輻射出射度所有波長全部輻射出射度M M0 0的總和為的總和為 0

27、 0為斯忒藩為斯忒藩- -玻耳茲曼常數(shù)。玻耳茲曼常數(shù)。 上式為絕對黑體上式為絕對黑體全輻射全輻射定律。定律。 二、單色輻射式光學高溫計二、單色輻射式光學高溫計 利用亮度利用亮度比較測溫：溫度比較測溫：溫度高于高于700會發(fā)出可會發(fā)出可見光，其見光，其單色亮度單色亮度B0 與單色輻射出射度與單色輻射出射度M0 成成正比正比 代入維恩位移公式式，得代入維恩位移公式式，得 當當溫度為溫度為T Ts s黑體的亮度黑體的亮度B B 0與與溫度為溫度為T T實際物實際物體的亮度體的亮度B B 相等時，得相等時，得 T Ts s為被測物體亮為被測物體亮度溫度，度溫度，。 須根據(jù)須根據(jù)用上式修正用上式修正或根

28、據(jù)光學高溫計或根據(jù)光學高溫計修正。修正。 單色輻射式：單色輻射式：燈絲隱滅式燈絲隱滅式和和光電光電高溫計。高溫計。 1. 1.燈絲隱滅式光學高溫計燈絲隱滅式光學高溫計 精度高精度高，用，用作作基準儀器基準儀器。 可調(diào)電阻可調(diào)電阻7 7調(diào)整燈絲電流改變燈絲亮度。調(diào)整燈絲電流改變燈絲亮度。 調(diào)整目鏡調(diào)整目鏡4 4的位置以清晰地看到燈絲；的位置以清晰地看到燈絲；調(diào)整物調(diào)整物鏡鏡1 1使被測物體成像在燈絲平面上。使被測物體成像在燈絲平面上。若若燈絲亮度比被測物體的亮度低，燈絲亮度比被測物體的亮度低，則燈絲在則燈絲在背景上背景上呈現(xiàn)暗的弧線呈現(xiàn)暗的弧線( (圖圖a);a);反之，顯現(xiàn)出反之，顯現(xiàn)出亮的弧

29、線亮的弧線( (圖圖b);b);當當亮度相等亮度相等時，燈絲時，燈絲隱滅隱滅在物像的背景里在物像的背景里(c).(c). 2.2.光電高溫計光電高溫計 隱絲式易有隱絲式易有誤差誤差，且測量不連續(xù)，且測量不連續(xù)，無法自動記錄無法自動記錄。 采用采用光電器件光電器件作為敏感元件感受輻射的亮度變化。作為敏感元件感受輻射的亮度變化。被測物體輻射能量被測物體輻射能量物鏡聚焦物鏡聚焦遮光板孔遮光板孔濾光片濾光片光電器件光電器件。反饋燈反饋燈遮光板孔遮光板孔光電器件。遮光板前的光電器件。遮光板前的調(diào)制片調(diào)制片交替打開和遮住上、下兩孔交替打開和遮住上、下兩孔，使被測物體和反饋燈的，使被測物體和反饋燈的輻射能量

30、交替地投射到光電器件上。輻射能量交替地投射到光電器件上。 當兩輻射能量不相等時，光電器件就產(chǎn)生一個當兩輻射能量不相等時，光電器件就產(chǎn)生一個脈沖脈沖光電流光電流I I( (與兩個與兩個單色輻射能量之差成比例單色輻射能量之差成比例) )，當反饋燈，當反饋燈的亮度與被測物體的亮度相等時，的亮度與被測物體的亮度相等時，I I為零。為零。u主要特點：主要特點：采用光器件代替人眼的觀察；采用光器件代替人眼的觀察；可使參考輻射源在選定的波長范圍內(nèi)的亮度自動可使參考輻射源在選定的波長范圍內(nèi)的亮度自動跟蹤被測物體的輻射亮度；跟蹤被測物體的輻射亮度；參考輻射源選用鎢絲燈泡，能保持較高的穩(wěn)定性，參考輻射源選用鎢絲燈

31、泡，能保持較高的穩(wěn)定性，故具有較高的精度和連續(xù)測量的特性；故具有較高的精度和連續(xù)測量的特性；設(shè)計了手動值修正環(huán)節(jié)，可顯示物體的真實溫度；設(shè)計了手動值修正環(huán)節(jié)，可顯示物體的真實溫度；采用新型光敏元件，測量范圍寬采用新型光敏元件，測量范圍寬(200(20016001600) )。 三、全輻射高溫計三、全輻射高溫計 根據(jù)絕對黑體全輻射定律，根據(jù)絕對黑體全輻射定律，基準溫度基準溫度T T1 1的黑體輻射的黑體輻射出射度出射度(M(M0 0) )1 1與與未知溫度未知溫度T Ts s的黑體輻射出射度的黑體輻射出射度M M0 0關(guān)系關(guān)系 溫度為溫度為 的物體全輻射出射度的物體全輻射出射度M M等于等于溫度為溫度為T Ts s的絕對的絕對黑體全輻射出射度黑體全輻射出射度M M0 0時，溫度時，溫度T Ts s為被測物體的輻射溫度為被測物體的輻射溫度發(fā)射率發(fā)射率 =M/M=M/M0 0 。41/sTT 所有波