自動檢測技術--溫度測量(及課后答案)

1、接觸式測溫技術與誤差分析接觸式測溫技術與誤差分析5.4概述概述5.1熱電偶測溫熱電偶測溫5.2熱電阻測溫熱電阻測溫5.3主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：輻射式測溫法輻射式測溫法5.5紅外測溫儀與紅外熱像儀紅外測溫儀與紅外熱像儀5.65.1 概述概述5.1.1 溫度的概念溫度的概念 宏觀上：是物體冷熱程度的表示。宏觀上：是物體冷熱程度的表示。 微觀上：是物體內(nèi)部分子運動平均動能的表示。微觀上：是物體內(nèi)部分子運動平均動能的表示。 21322kmvkT 分子平均平動動能；分子平均平動動能；k 玻爾茲曼常數(shù)；玻爾茲曼常數(shù)；k溫度不具有疊加性。溫度不具有疊加性。熱平衡的主要條件：熱平衡的主要條件： 系統(tǒng)溫度相等。系

2、統(tǒng)溫度相等。 5.1.2 溫標溫標溫標三要素：溫標三要素： 可實現(xiàn)的可實現(xiàn)的固定點溫度固定點溫度； 表示固定點之間溫度的表示固定點之間溫度的內(nèi)插儀器內(nèi)插儀器； 確定相鄰固定溫度點之間的確定相鄰固定溫度點之間的內(nèi)插公式內(nèi)插公式；（1）經(jīng)驗溫標）經(jīng)驗溫標為了保證溫度測量的精確性和一致性，需定量描述溫度，為了保證溫度測量的精確性和一致性，需定量描述溫度，即建立科學的、統(tǒng)一的標尺，稱為即建立科學的、統(tǒng)一的標尺，稱為“溫標溫標”。溫標主要有：經(jīng)驗溫標、熱力學溫標和國際實用溫標溫標主要有：經(jīng)驗溫標、熱力學溫標和國際實用溫標攝氏溫度和華氏溫度稱為經(jīng)驗溫標。經(jīng)驗溫標的溫攝氏溫度和華氏溫度稱為經(jīng)驗溫標。經(jīng)驗溫標

3、的溫度特性取決于所選測溫物質(zhì)的性質(zhì)，具有一定的局度特性取決于所選測溫物質(zhì)的性質(zhì)，具有一定的局限性和任意性。限性和任意性。攝氏溫標：攝氏溫標：水銀玻璃溫度計；水銀玻璃溫度計；水的冰點為水的冰點為0 、沸點為、沸點為100； 100等份。等份。舉例：五種溫度計，測溫質(zhì)分別是舉例：五種溫度計，測溫質(zhì)分別是氫氣、空氣、鉑絲、氫氣、空氣、鉑絲、電偶和水銀電偶和水銀，其測溫的物理性質(zhì)分別為氣體的壓強、電，其測溫的物理性質(zhì)分別為氣體的壓強、電阻、電動勢和水銀的長度；基準點都是以冰的熔點和水阻、電動勢和水銀的長度；基準點都是以冰的熔點和水的沸點為的沸點為0度和度和100度。度。結(jié)論結(jié)論:對應同一個冷熱程度，各

4、種溫度計的讀數(shù)是不一樣的。對應同一個冷熱程度，各種溫度計的讀數(shù)是不一樣的。華氏溫標：華氏溫標：選取氯化銨和冰水混合物的溫度為選取氯化銨和冰水混合物的溫度為0 ，水的，水的沸點為沸點為212 ，冰點為，冰點為32 ，中間均等分為，中間均等分為180份，每一份為份，每一份為1 華氏度華氏度tF與攝氏度與攝氏度tC的換算關系：的換算關系：532100953221232329CFCFFCtttttt（2）熱力學溫標）熱力學溫標溫度為溫度為T1的熱源給予熱機的熱源給予熱機Q1的熱量的熱量 ；熱機傳給溫度為熱機傳給溫度為T2的冷源的冷源Q2的熱量；的熱量；卡諾定理：卡諾定理：1122TQTQ定義定義T2為

5、水的三相（固、液、氣）共存溫度（為水的三相（固、液、氣）共存溫度（0.01 ） ，為為273.16 K。任意點溫度為：。任意點溫度為：12273.16QTQ熱力學溫標熱力學溫標注：僅與傳熱量有關，與工質(zhì)無關。注：僅與傳熱量有關，與工質(zhì)無關。建立在熱力學基礎上的經(jīng)驗溫標。建立在熱力學基礎上的經(jīng)驗溫標?？ㄖZ循環(huán)：卡諾循環(huán)：開爾文開爾文K12273.16QTQ僅具物理意義，因為理想可逆過程無法僅具物理意義，因為理想可逆過程無法實現(xiàn)，故熱力學溫標也無法實現(xiàn)。實現(xiàn)，故熱力學溫標也無法實現(xiàn)。理想氣體溫標（等價于熱力學溫標）理想氣體溫標（等價于熱力學溫標）理想氣體狀態(tài)方程（理想氣體狀態(tài)方程（V一定時）一定時

6、）33PTnRPTV 恒量333273.16PPTTPP任意點溫度：任意點溫度：技術上可實現(xiàn)，但不方便。技術上可實現(xiàn)，但不方便。經(jīng)驗溫標經(jīng)驗溫標熱力學溫標熱力學溫標理想氣體溫標理想氣體溫標國際溫標國際溫標定容式氣體溫度計：通過壓強的變化測出溫度的變化。定容式氣體溫度計：通過壓強的變化測出溫度的變化。（3）國際溫標）國際溫標:ITS-90（International Temperature Scale-1990）t90 : 攝氏溫度攝氏溫度T90 : 熱力學溫度或絕對溫度熱力學溫度或絕對溫度9090273.15tTITS-90定義的固定點定義的固定點ITS-90定義的內(nèi)插儀器定義的內(nèi)插儀器 0.

7、655.0K間為間為He3和和He4蒸汽溫度計；蒸汽溫度計； 3.024.556K間為間為He3和和He4定容氣體溫度計；定容氣體溫度計； 13.8033K961.78間為鉑電阻溫度計；間為鉑電阻溫度計； 961.78 以上為光學或光電溫度計。以上為光學或光電溫度計。為了克服氣體溫度計在實用上的不便，國際上建立了一種為了克服氣體溫度計在實用上的不便，國際上建立了一種用內(nèi)插公式表示的與熱力學溫度很接近，又使用方便的協(xié)用內(nèi)插公式表示的與熱力學溫度很接近，又使用方便的協(xié)議溫標議溫標國際溫標。國際溫標。開爾文開爾文K5.1.3 溫度標準的傳遞溫度標準的傳遞溫度標準定期逐漸地溫度標準定期逐漸地校驗比較過

8、程校驗比較過程稱為溫度標準的傳遞。稱為溫度標準的傳遞。 基準溫度計，工作基準溫度計；基準溫度計，工作基準溫度計； 一等標準溫度計和二等標準溫度計；一等標準溫度計和二等標準溫度計； 工業(yè)用溫度計。工業(yè)用溫度計。5.1.4 測溫方法與測溫儀表的分類測溫方法與測溫儀表的分類 高溫計、溫度計高溫計、溫度計標準儀表、實用儀表標準儀表、實用儀表 膨脹式溫度計、壓力式溫度計、熱電偶膨脹式溫度計、壓力式溫度計、熱電偶溫度計、熱電阻溫度計和輻射高溫計溫度計、熱電阻溫度計和輻射高溫計 接觸式與非接觸式接觸式與非接觸式 溫度計量儀按精度等級可分為溫度計量儀按精度等級可分為3類：類：液體膨脹式膨脹式 固體膨脹式氣體膨

9、脹式接觸式熱電偶熱電阻輻射式非接觸式紅外線接觸式測溫儀表膨脹式玻璃液體 -50600結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量準確，價格低廉 測量上限和精度受玻璃質(zhì)量的限制，易碎，不能記錄遠傳 雙金屬-80 600結(jié)構(gòu)緊湊，牢固可靠 精度低，量程和使用范圍有限 壓力式液體氣體蒸汽-30 600-20 350 0 250結(jié)構(gòu)簡單，耐震，防爆能記錄、報警，價格低廉 精度低，測溫距離短，滯后大 熱電偶鉑銠-鉑鎳鉻-鎳硅鎳鉻-考銅0 1600-50 1000-50 600測溫范圍廣，精度高，便于遠距離、多點、集中測量和自動控制 需冷端溫度補償，在低溫段測量精度較低 熱電阻鉑銅-200 600 -50 150測量精度高，

10、便于遠距離、多點、集中測量和自動控制 不能測高溫，需注意環(huán)境溫度的影響 非接觸式測溫儀表輻射式輻射式光學式比色式400 2000700 3200900 1700測溫時，不破壞被測溫度場 低溫段測量不準，環(huán)境條件會影響測溫準確度 紅外線光電探測熱電探測0 3500200 2000測溫范圍大，適于測溫度分布，不破壞被測溫度場，響應快 易受外界干擾，標定困難 Thomas Johann Seebeck（17801831）5.2.1 熱電效應熱電效應 (Seebeck effect )5.2 熱電偶測溫熱電偶測溫18211821年，德國物理學家賽年，德國物理學家賽貝克用兩種不同金屬導線貝克用兩種不同金

11、屬導線連接在一起，組成閉合回連接在一起，組成閉合回路。并用酒精燈加熱其中路。并用酒精燈加熱其中一個接觸點而另一個結(jié)點一個接觸點而另一個結(jié)點保持低溫。他突然發(fā)現(xiàn)，保持低溫。他突然發(fā)現(xiàn)，放在旁邊的指南針發(fā)生了放在旁邊的指南針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)。為什么會產(chǎn)生磁場？為什么會產(chǎn)生磁場？溫度梯度導致了電勢，繼而在閉合回路中形成變化的電流，溫度梯度導致了電勢，繼而在閉合回路中形成變化的電流，由此產(chǎn)生了磁場。由此產(chǎn)生了磁場。 用毫伏表代替指南針，來演示用毫伏表代替指南針，來演示Seebeck的實驗的實驗注意觀察兩個現(xiàn)象：注意觀察兩個現(xiàn)象：1. 用酒精燈給其中一個結(jié)點加熱時用酒精燈給其中一個結(jié)點加熱時,回路中是否

12、有電勢出現(xiàn)？回路中是否有電勢出現(xiàn)？注意指針偏轉(zhuǎn)的方向。注意指針偏轉(zhuǎn)的方向。2.如果對兩個結(jié)點同時加熱，毫伏計的偏轉(zhuǎn)角會發(fā)生怎樣的如果對兩個結(jié)點同時加熱，毫伏計的偏轉(zhuǎn)角會發(fā)生怎樣的變化變化?A AB B用毫伏表代替指南針，來演示用毫伏表代替指南針，來演示Seebeck的實驗的實驗結(jié)論：當兩個結(jié)點溫度不相同時，回路中將產(chǎn)結(jié)論：當兩個結(jié)點溫度不相同時，回路中將產(chǎn)生電動勢。生電動勢。A AB B熱電效應熱電效應熱電效應熱電效應將將 的導體或半導體連接的導體或半導體連接成成 ,如果如果 時時,則在則在該回路里就會該回路里就會 ，這種物理現(xiàn)象稱，這種物理現(xiàn)象稱為熱電效應（塞貝克效應）。為熱電效應（塞貝克效

13、應）。兩種不同兩種不同閉合回路閉合回路兩接點的溫度不同兩接點的溫度不同產(chǎn)生熱電勢產(chǎn)生熱電勢塞貝克效應塞貝克效應(Seebeck effect)的反效應的反效應塞貝克效應：塞貝克效應：結(jié)論：兩端溫度不同時產(chǎn)生熱電勢結(jié)論：兩端溫度不同時產(chǎn)生熱電勢條件：兩個不同的金屬絲，閉合回路條件：兩個不同的金屬絲，閉合回路塞貝克效應的反效應塞貝克效應的反效應條件：兩個不同的金屬絲，閉合回路條件：兩個不同的金屬絲，閉合回路結(jié)論：回路中接入電源。結(jié)論：回路中接入電源。課外思考課外思考: 1834 1834年法國物理學家帕爾帖在銅絲的兩頭各年法國物理學家帕爾帖在銅絲的兩頭各接一根鉍絲，再將兩根鉍絲分別接到直流電源的接

14、一根鉍絲，再將兩根鉍絲分別接到直流電源的正負極上，通電后，發(fā)現(xiàn)正負極上，通電后，發(fā)現(xiàn) 帕爾帖效應（帕爾帖效應（Peltier effect）塞貝克效應塞貝克效應(Seebeck effect)的反效應的反效應課外思考課外思考:（重點（重點+難點）難點）溫度差溫度差熱電偶熱電偶熱電勢熱電勢（熱電效應）（熱電效應）熱電偶的測溫原理熱電偶的測溫原理定義：接觸電勢是兩種電子密度不同的導體相互定義：接觸電勢是兩種電子密度不同的導體相互接觸時產(chǎn)生的一種電勢。接觸時產(chǎn)生的一種電勢。ABeAB(t)T T( )lnAtABBtktNeteNk：波爾茲曼常數(shù)；：波爾茲曼常數(shù)；t: 接觸點的溫度；接觸點的溫度；e

15、：單位電荷電量；：單位電荷電量； NAT、NBT：溫度為：溫度為t時時,導導體體A、B的自由電子密度的自由電子密度公式：公式：由上式可知：接觸電勢取決于兩種導體的性質(zhì)和接觸點由上式可知：接觸電勢取決于兩種導體的性質(zhì)和接觸點的溫度，與導體的形狀及尺寸無關。的溫度，與導體的形狀及尺寸無關。_+ANBN（1）接觸電勢）接觸電勢A定義：溫差電勢是同一導體的兩端因其溫度不同而定義：溫差電勢是同一導體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種電勢。產(chǎn)生的一種電勢。tt0eA(t,t0)tt000( , )tAAtet tdtA為導體的湯姆遜系數(shù)，表示溫差為為導體的湯姆遜系數(shù)，表示溫差為11時所產(chǎn)生的電動勢數(shù)值。時所產(chǎn)

16、生的電動勢數(shù)值。由上式可知：溫差電勢只與導體的材料性質(zhì)和兩端的溫由上式可知：溫差電勢只與導體的材料性質(zhì)和兩端的溫度有關，與導體的長度、截面大小及溫度場分布無關。度有關，與導體的長度、截面大小及溫度場分布無關。（2）溫差電勢）溫差電勢定義：熱電偶回路中總的熱電勢是接觸電勢與溫差電勢之和。定義：熱電偶回路中總的熱電勢是接觸電勢與溫差電勢之和。0000( , )( )( )( , )( , )ABABABBAEt tetetet tet t 接觸電勢溫差電勢00( , )( )( ) ABABABEt tetet下標下標A表示正電極，表示正電極，B表示負電極。由于溫差電表示負電極。由于溫差電勢比接觸

17、電勢小很多，常常把它忽略不計，因勢比接觸電勢小很多，常常把它忽略不計，因而熱電偶的熱電勢可表示為：而熱電偶的熱電勢可表示為： （3）熱電偶回路的總熱電勢）熱電偶回路的總熱電勢本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié): : 1. 1.熱電效應熱電效應 ( (Seebeck effectSeebeck effect ) ) 2. 2.熱電偶的測溫原理熱電偶的測溫原理00( , )( )( ) ABABABEt tetet練習題：練習題：熱電偶中熱電勢的大小與熱電偶中熱電勢的大小與 和和 有有關，而與熱電極尺寸、形狀及關，而與熱電極尺寸、形狀及 分布無關。分布無關。5.2.2 熱電偶基本定律熱電偶基本定律（1）均質(zhì)導體定律

18、）均質(zhì)導體定律一種均質(zhì)導體組成閉合回路：一種均質(zhì)導體組成閉合回路：00,lnTAABTBnKET Tdten不產(chǎn)生熱電勢。不產(chǎn)生熱電勢。ABnn00,ln0TAABTBnKET Tdten回路中總的熱電勢：回路中總的熱電勢：圖3-58 熱電偶測溫系統(tǒng)連接圖因為要測量毫伏信號，必須在熱電偶回路中串接毫伏信號的檢測因為要測量毫伏信號，必須在熱電偶回路中串接毫伏信號的檢測儀表，儀表，那串接的檢測儀表是否會產(chǎn)生額外的熱電勢，是否會對熱那串接的檢測儀表是否會產(chǎn)生額外的熱電勢，是否會對熱電偶回路產(chǎn)生影響呢？電偶回路產(chǎn)生影響呢？答：不會產(chǎn)生影響的。答：不會產(chǎn)生影響的。如果斷開冷端，接入第三種導體如果斷開冷端

19、，接入第三種導體C C，并保持，并保持A A和和C C、B B和和C C接觸處的溫接觸處的溫度均為度均為t t0 0，則回路中的總熱電勢等于各接點處的接觸電勢之和，則回路中的總熱電勢等于各接點處的接觸電勢之和: : tABCt0t0ABtt0000( , )( )( )( )ABCABBCCAEt tetetet當當t tt t0 0時，有時，有00000( , )( )( )( )0ABCABBCCAEt tetetet于是可得于是可得 000( , )( )( )( , )ABCABABABEt tetetEt t同理還可以證明，在熱電偶中接入第四種、第五同理還可以證明，在熱電偶中接入第四

20、種、第五種種導體以后，導體以后，只要接入導體的兩端溫度相同只要接入導體的兩端溫度相同，接入的導體對原熱電偶回路中的熱電勢均沒有影響。接入的導體對原熱電偶回路中的熱電勢均沒有影響。根據(jù)這一性質(zhì)，可以在熱電偶回路中接入各種儀表根據(jù)這一性質(zhì)，可以在熱電偶回路中接入各種儀表和連接導線，和連接導線，只要保證兩個接點的溫度相同只要保證兩個接點的溫度相同就可以就可以對熱電勢進行測量而不影響熱電偶的輸出。對熱電勢進行測量而不影響熱電偶的輸出。 tt0ABCC毫伏計（3）標準電極定律）標準電極定律TT0TT0TT0000,ABACCBET TET TET TABABCC 000000000000,ACACACA

21、CCBCBCBCBACACCBCBACCBACCBABABABET TeTeTET TET TET TeTeTeTeTeTeTeTeTeTeTeTeTET T4）連接導體定律與中間溫度定律）連接導體定律與中間溫度定律00,ABB AnABnA BnET T TET TET T連接導體定律連接導體定律：在熱電偶回路：在熱電偶回路中，若導體中，若導體A和和B分別與導線分別與導線A和和B相接，接點溫度分別為相接，接點溫度分別為T、Tn、T0，如圖所示，則回路總，如圖所示，則回路總電勢等于熱電偶電勢電勢等于熱電偶電勢 與連接導線電勢與連接導線電勢 之之和。和。,ABnET T0,A BnET T意義：

22、意義：工業(yè)上運用工業(yè)上運用補償導線補償導線進行測量的理論基礎。進行測量的理論基礎。4）連接導體定律與中間溫度定律）連接導體定律與中間溫度定律00,AA B BnABnA BnET T TET TET T 0 0,ABB AnABBBnBAAAnET T TeTeTeTeT lnlnlnlnnnnnnnnnBTATATBTnnBBnAAnBTATBTATABnABnnnnnKTKTeTeTennenneTeT中間溫度定律：中間溫度定律：當當A與與A、B與與B材料分別材料分別相同時，則有相同時，則有00,ABnABnABnET T TET TET T意義：意義：只要得到參考端溫度只要得到參考端溫度

23、T0=0時的熱電勢，則通過測時的熱電勢，則通過測量中間溫度的熱電勢量中間溫度的熱電勢 ，將兩者直接求和，即可，將兩者直接求和，即可反映出測量端溫度。這為反映出測量端溫度。這為熱電勢分度熱電勢分度奠定了理論基礎。奠定了理論基礎。,ABnET T00,AA B BnABnA BnET T TET TET T重要性質(zhì)：重要性質(zhì)： 1. 1.如果組成熱電偶的兩種電極材料相同，則無論熱如果組成熱電偶的兩種電極材料相同，則無論熱電偶冷、熱兩端的溫度如何，閉合回路中的總熱電電偶冷、熱兩端的溫度如何，閉合回路中的總熱電勢為零；勢為零； 2. 2.如果熱電偶冷、熱兩端的溫度相同，則無論兩電如果熱電偶冷、熱兩端的

24、溫度相同，則無論兩電極材料如何，閉合回路中的總熱電勢也為零；極材料如何，閉合回路中的總熱電勢也為零； 3. 3.熱電偶產(chǎn)生的熱電勢除了冷、熱兩端的溫度有關熱電偶產(chǎn)生的熱電勢除了冷、熱兩端的溫度有關之外，還與電極材料有關，也就是說由不同電極材之外，還與電極材料有關，也就是說由不同電極材料制成的熱電偶在相同的溫度下產(chǎn)生的熱電勢是不料制成的熱電偶在相同的溫度下產(chǎn)生的熱電勢是不同的。同的。 ( , )( )( ) =0ABABABEt tetet00( , )( )( ) =0AAAAAAEt tetet00( , )( , )ABABEt tEt t 兩種材料組成的熱電偶兩種材料組成的熱電偶應輸出較

25、大的熱電勢應輸出較大的熱電勢，以獲得，以獲得較高的靈敏度，且要求電勢和溫度之間盡可能的成較高的靈敏度，且要求電勢和溫度之間盡可能的成線線性關系；性關系； 能應用于能應用于較寬的溫度范圍較寬的溫度范圍，物理和化學特性比較穩(wěn)定物理和化學特性比較穩(wěn)定（較好的耐熱性、抗氧化、抗還原和抗腐蝕性）；（較好的耐熱性、抗氧化、抗還原和抗腐蝕性）； 具有具有較高的導電率較高的導電率和和較低電阻溫度系數(shù)；較低電阻溫度系數(shù)； 材料組織要均勻，要有韌性，便于加工成絲；復現(xiàn)性材料組織要均勻，要有韌性，便于加工成絲；復現(xiàn)性好，便于成批生產(chǎn)，而且在應用上也可保證良好的互好，便于成批生產(chǎn)，而且在應用上也可保證良好的互換性。換

26、性。5.2.3 常用熱電偶的材料、特點和結(jié)構(gòu)常用熱電偶的材料、特點和結(jié)構(gòu)工業(yè)上對熱電極材料的要求工業(yè)上對熱電極材料的要求熱電偶名稱代號分度號熱電極材料測溫范圍/新 舊正熱電極負熱電極長期使用短期使用鉑銠30-鉑銠6鉑銠10-鉑鎳鉻-鎳硅鎳鉻-銅鎳鐵-銅鎳銅-銅鎳WRRWRPWRNWREWRFWRCBSKEJTLL-2LB-3EU-2-CK鉑銠30合金鉑銠10合金鎳鉻合金鎳鉻合金鐵銅鉑銠6合金純鉑鎳硅合金銅鎳合金銅鎳合金銅鎳合金3001600-201300-501000-40800-40700-400300180016001200900750350（1）貴金屬熱電偶：貴金屬熱電偶：鉑銠鉑銠30-

27、鉑銠鉑銠6(B偶偶)，鉑銠，鉑銠13-鉑（鉑（R偶），偶），鉑銠鉑銠10-鉑（鉑（S偶），偶），測溫范圍寬，性能穩(wěn)定，精度高測溫范圍寬，性能穩(wěn)定，精度高，熱電勢，熱電勢小，熱電特性非線性大，價格貴。小，熱電特性非線性大，價格貴。（2）廉價金屬熱電偶：廉價金屬熱電偶：鎳鉻鎳鉻-鎳硅（鎳硅（K偶），鎳鉻偶），鎳鉻-銅鎳（銅鎳（E偶），偶），靈敏度高，熱電勢大，熱電特性線性度好靈敏度高，熱電勢大，熱電特性線性度好，價格低，測，價格低，測溫范圍較窄。溫范圍較窄。（3）難熔金屬熱電偶難熔金屬熱電偶：鎢錸合金構(gòu)成，用于：鎢錸合金構(gòu)成，用于高溫高溫測量。測量。熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶的結(jié)構(gòu)普通型熱電偶普通型熱電偶

28、圖5.10 熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電極熱電極絕緣管絕緣管保護套管保護套管接線盒接線盒熱電偶工作端（熱端）熱電偶工作端（熱端）接線盒接線盒固定螺紋（出廠固定螺紋（出廠時用塑料包裹）時用塑料包裹）不銹鋼保護套管不銹鋼保護套管材材 料料工作溫度工作溫度/橡皮、絕緣漆橡皮、絕緣漆琺瑯琺瑯 玻璃管玻璃管石英管石英管瓷管瓷管純氧化鋁管純氧化鋁管 80 150 500120014001700 常用絕緣子材料常用絕緣子材料常用保護套管常用保護套管材材 料料工作溫度工作溫度/無縫鋼管無縫鋼管不銹鋼管不銹鋼管石英管石英管瓷管瓷管Al2O3陶瓷管陶瓷管 600100012001400 1900以上以上 鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶

29、鎧裝型熱電偶是由金屬鎧裝型熱電偶是由金屬套管、絕緣材料（氧化套管、絕緣材料（氧化鎂粉）、熱電偶絲一起鎂粉）、熱電偶絲一起經(jīng)過復合拉伸成型，然經(jīng)過復合拉伸成型，然后將端部偶絲焊接成光后將端部偶絲焊接成光滑球狀結(jié)構(gòu)?；驙罱Y(jié)構(gòu)。優(yōu)點優(yōu)點鎧裝熱電偶具有動態(tài)響應快、機械強度高、抗震性好、鎧裝熱電偶具有動態(tài)響應快、機械強度高、抗震性好、可彎曲等優(yōu)點，可安裝在結(jié)構(gòu)較復雜的裝置上，應用可彎曲等優(yōu)點，可安裝在結(jié)構(gòu)較復雜的裝置上，應用十分廣泛。十分廣泛。 絕緣材料熱電極 絕緣材料 金屬套管熱電極鎧裝型熱電偶斷面結(jié)構(gòu)金屬套管一般為銅、不銹鋼、鎳基高溫合金等。保護套管金屬套管一般為銅、不銹鋼、鎳基高溫合金等。保護套

30、管和熱電極之間填充絕緣材料粉末，常用的絕緣材料有氧化和熱電極之間填充絕緣材料粉末，常用的絕緣材料有氧化鎂、氧化鋁等。鎧裝型熱電偶可以做得很細，鎂、氧化鋁等。鎧裝型熱電偶可以做得很細，外徑外徑0.2512mm不等不等，在使用中可以隨測量需要任意彎曲。，在使用中可以隨測量需要任意彎曲。鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶測溫迅速，可以任意彎測溫迅速，可以任意彎曲，適用場合更廣。曲，適用場合更廣。 表面型熱電偶表面型熱電偶 專門用來測量物體表面溫度的一種專門用來測量物體表面溫度的一種特殊熱電偶。特殊熱電偶。 優(yōu)點優(yōu)點反應速度極快、熱慣性極小。反應速度極快、熱慣性極小。 快速熱電偶快速熱電偶測量高溫熔融物體一種專用熱

31、電偶。測量高溫熔融物體一種專用熱電偶。主要由測溫偶頭與大紙管構(gòu)成。偶頭主要有正負偶絲主要由測溫偶頭與大紙管構(gòu)成。偶頭主要有正負偶絲焊接在補償導線上，補償導線穿嵌在支架上，支架外焊接在補償導線上，補償導線穿嵌在支架上，支架外套有小紙管，偶絲以石英支撐和保護。最外裝有防渣套有小紙管，偶絲以石英支撐和保護。最外裝有防渣帽，全部零組件集中裝入泥頭中并以耐火填充劑粘合帽，全部零組件集中裝入泥頭中并以耐火填充劑粘合成一整體，而不可拆卸，故為一次性使用。成一整體，而不可拆卸，故為一次性使用。 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) ：使用方法：使用方法： 、根據(jù)測量的對象和范圍，選擇適當保護紙管長度及適用的測溫槍。、根據(jù)測量的對象和范圍

32、，選擇適當保護紙管長度及適用的測溫槍。、把快速熱電偶裝在測溫槍上，并使二次儀表指針（或數(shù)顯器）回、把快速熱電偶裝在測溫槍上，并使二次儀表指針（或數(shù)顯器）回零，這時說明接觸良好，可以進行測量。零，這時說明接觸良好，可以進行測量。 、快速熱電偶插入鋼水深度以為宜，測量時不、快速熱電偶插入鋼水深度以為宜，測量時不要測到爐壁或渣子上，做到：快、穩(wěn)、準，當二次儀表得到結(jié)果要測到爐壁或渣子上，做到：快、穩(wěn)、準，當二次儀表得到結(jié)果時，應立即提槍，快速熱電偶在鋼水中浸漬時間不得超過秒，時，應立即提槍，快速熱電偶在鋼水中浸漬時間不得超過秒，否則易燒毀測溫槍。否則易燒毀測溫槍。 、測溫槍從爐內(nèi)提出后，取下使用過的

33、熱電偶，并裝上新的，停頓、測溫槍從爐內(nèi)提出后，取下使用過的熱電偶，并裝上新的，停頓幾分鐘，準備下次測量。不得連測連拆，否則造成溫差波動。幾分鐘，準備下次測量。不得連測連拆，否則造成溫差波動。 熱電偶測溫原理：只有參比端溫度恒定時，回路總熱電熱電偶測溫原理：只有參比端溫度恒定時，回路總熱電勢勢 才是溫度才是溫度T的單值函數(shù)。的單值函數(shù)。 熱電偶分度表中，熱電勢熱電偶分度表中，熱電勢-溫度的對應值以溫度的對應值以0為為基礎?；A。5.2.4熱電偶的參比端（冷端）溫度補償熱電偶的參比端（冷端）溫度補償補補償償方方法法（1）冰點法；）冰點法；（2）熱電勢修正；）熱電勢修正；（3）冷端補償器法；）冷端補

34、償器法；（4）補償導線法；）補償導線法；（5）采用集成電路。）采用集成電路。0,ABET T（1）冰點法）冰點法T0= 0 精度最高；溯源性好，精度最高；溯源性好，用于熱電偶校準。用于熱電偶校準。（2）熱電勢修正法）熱電勢修正法中間溫度定律中間溫度定律00,ABnABnABnET T TET TET T得得000,0,0ABABABET TET TET方法：方法：測測T0 查表查表 測測 計算計算 查表求查表求T。0,0ABET0,ABET T0,0ABET T 用計算的方法來修正冷端溫度，是指冷端溫度內(nèi)用計算的方法來修正冷端溫度，是指冷端溫度內(nèi)恒定值時對測溫的影響。該方法只適用于實驗室或臨恒

35、定值時對測溫的影響。該方法只適用于實驗室或臨時測溫，在連續(xù)測量中顯然是不實用的。時測溫，在連續(xù)測量中顯然是不實用的。 000,0,0ABABABET TET TET舉例舉例1：S熱偶參比端溫度為熱偶參比端溫度為30 ，測量的熱電勢為，測量的熱電勢為6.526 mV，試問此時真實的溫度應為多少？，試問此時真實的溫度應為多少？,306.52630,00.173,30,0,3030,06.5260.1736.699ABABABABABETmVEmVETETEmV解解：740TC查表得VE18010 ,30舉例舉例2：用鎳鉻：用鎳鉻-銅鎳熱電偶測量某加熱爐的溫度。測得的熱銅鎳熱電偶測量某加熱爐的溫度。

36、測得的熱電勢電勢E（t，t1）66982V，而自由端的溫度，而自由端的溫度t130，求，求被測的實際溫度。被測的實際溫度。 解解：由由分度表分度表可以查得可以查得 VEtEtE687831801669820 ,3030,0 ,則則可以查得可以查得68783V68783V對應的溫度為對應的溫度為900900。 （3）冷端補償器法）冷端補償器法當當T0=0 時，時，R4=1，四臂電阻相等，電橋平衡，橋路，四臂電阻相等，電橋平衡，橋路輸出電壓輸出電壓Uba=0。指示儀表總的熱電勢為：。指示儀表總的熱電勢為：0,0ABbaABEET TUETR4（銅絲）（銅絲）R1=R2=R3=1(錳銅絲錳銅絲)Rg

37、（限流）（限流）在設計的冷端溫度（例如在設計的冷端溫度（例如t t0 000）下，滿足）下，滿足R R1 1=R=R4 4，R R3 3 R R2 2，這時電橋平衡，無電壓，這時電橋平衡，無電壓輸出，即輸出，即Uba=0Uba=0，回路中的輸，回路中的輸出電勢就是熱電偶產(chǎn)生的熱出電勢就是熱電偶產(chǎn)生的熱電勢電勢（3）冷端補償器法）冷端補償器法當當 T0 R4 a點電位點電位，同時，同時 由于由于T0 0,ABET T當冷端溫度由當冷端溫度由t0t0變化到變化到t t0 0時，不妨設時，不妨設t t0 t00 t0，熱電偶輸出的熱電勢減小，熱電偶輸出的熱電勢減小，但電橋中但電橋中R R4 4隨溫度

38、的上升隨溫度的上升而增大，于是電橋兩端會而增大，于是電橋兩端會產(chǎn)生一個不平衡電壓產(chǎn)生一個不平衡電壓U Ubaba (t(t0 )0 )，此時回路中輸此時回路中輸出的熱電勢為出的熱電勢為:經(jīng)過設計，可使電橋的不平衡經(jīng)過設計，可使電橋的不平衡電壓等于因冷端溫度變化引起電壓等于因冷端溫度變化引起的熱電勢變化，即的熱電勢變化，即00( , )( )baE t tUt000( , )( )( , )baE t tUtE t t（4）補償導線法）補償導線法在在0100C范圍內(nèi)，熱電特性與所取代的熱電偶絲基范圍內(nèi)，熱電特性與所取代的熱電偶絲基本一致；電阻率低；價格必須比熱電偶絲便宜。本一致；電阻率低；價格必

39、須比熱電偶絲便宜。根據(jù)連接導體定律，回路電勢：根據(jù)連接導體定律，回路電勢：材料：熱電性質(zhì)與熱電偶相近（材料：熱電性質(zhì)與熱電偶相近（0100C）：）：000,ABA BEET TET T0000,A BABET TET T0,ABEET T熱電勢修正法熱電勢修正法（中間溫度定律）（中間溫度定律）熱電偶名稱補償導線工作端為100，冷端為0時的標準熱電勢/mV正極負極材料顏色材料顏色鉑銠10-鉑鎳鉻-鎳硅（鎳鋁）鎳鉻-銅鎳銅-銅鎳銅銅鎳鉻銅紅紅紅紅銅鎳銅鎳銅鎳銅鎳綠藍棕白0.6450.0374.0950.1056.3170.1704.2770.047常用熱電偶的補償導線常用熱電偶的補償導線35（5

40、5）補償熱電偶法）補償熱電偶法圖圖3-63 3-63 補償熱電偶連接線路補償熱電偶連接線路 在實際生產(chǎn)中，為了節(jié)省補償導線和投資費用，常用在實際生產(chǎn)中，為了節(jié)省補償導線和投資費用，常用多支熱電偶而配用一臺測溫儀表。多支熱電偶而配用一臺測溫儀表。 設置補償熱電偶設置補償熱電偶CDCD的目的是為了使多只熱電偶的冷端保持恒定。的目的是為了使多只熱電偶的冷端保持恒定。熱電偶測溫特點：熱電偶測溫特點： 構(gòu)造簡單、使用方便、具有較高的準確度、溫度構(gòu)造簡單、使用方便、具有較高的準確度、溫度測量范圍寬；測量范圍寬； 常用測溫范圍：常用測溫范圍：-50+1600；特殊材料，測溫范；特殊材料，測溫范圍可擴為圍可擴

41、為:-1802800；常用于測量；常用于測量300以上以上的的溫度；溫度； 應用極為廣泛；可用于測溫空間微小的場合；應用極為廣泛；可用于測溫空間微小的場合； 熱電勢??；熱電勢??； 需冷端補償需冷端補償。5.2.5 熱電偶測溫回路熱電偶測溫回路（1）熱電偶測量線路）熱電偶測量線路A。熱電偶反接：測兩點溫差。熱電偶反接：測兩點溫差102012202012=+,EE T TE TTE T TE TTE TTE T T,B。熱電偶并聯(lián)：測平均溫度。熱電偶并聯(lián)：測平均溫度C。熱電偶串聯(lián)：測低溫或溫度變化很小的場合。熱電偶串聯(lián)：測低溫或溫度變化很小的場合電子電位差計電子電位差計 是用來測量直流電壓信號的，

42、凡是能轉(zhuǎn)換是用來測量直流電壓信號的，凡是能轉(zhuǎn)換成毫伏級直流電壓信號的工藝變量都能用它來測量。根據(jù)成毫伏級直流電壓信號的工藝變量都能用它來測量。根據(jù)自動平衡原理自動平衡原理工作，測量精度高，工作可靠。工作，測量精度高，工作可靠。 根據(jù)平衡法將被測電勢與已知的標準電根據(jù)平衡法將被測電勢與已知的標準電勢相比較，當兩者的差值為零時，被測電勢相比較，當兩者的差值為零時，被測電勢就等于已知的標準電勢。勢就等于已知的標準電勢。 圖4-1 電壓平衡原理圖圖中圖中R R為線性度很高的錳銅線繞制的電阻，為線性度很高的錳銅線繞制的電阻，它由穩(wěn)壓電源供電，以保證電流它由穩(wěn)壓電源供電，以保證電流I I是恒定是恒定的。的

43、。G G為檢流計，是靈敏度很高的電流計，為檢流計，是靈敏度很高的電流計，EtEt為被測的未知熱電勢。為被測的未知熱電勢。（2）熱電勢測量儀表）熱電勢測量儀表當當U UCBCBEEt t時，檢流計中就有電流通時，檢流計中就有電流通過，指針就向一方偏轉(zhuǎn)；過，指針就向一方偏轉(zhuǎn)；當當U UCBCBE100 時，易被氧化；時，易被氧化；測溫范圍：測溫范圍：-50+150 。常用銅電阻分度號：常用銅電阻分度號：Cu100和和Cu50 工業(yè)上常用的熱電阻有工業(yè)上常用的熱電阻有銅電阻銅電阻和和鉑電阻鉑電阻。其外觀結(jié)構(gòu)主要。其外觀結(jié)構(gòu)主要有有普通型熱電阻普通型熱電阻、鎧裝熱電阻鎧裝熱電阻和和薄膜熱電阻薄膜熱電阻

44、三種型式。三種型式。5.3.3 熱電阻的結(jié)構(gòu)類型熱電阻的結(jié)構(gòu)類型（1）普通型熱電阻）普通型熱電阻平板型平板型圓柱型圓柱型螺旋型螺旋型鉑鉑電電阻阻體體支支架架銅銅電電阻阻體體支支架架標標準準鉑鉑電電阻阻體體支支架架 普通型熱電阻普通型熱電阻 主要由電阻體、保護套管和接線盒等主主要由電阻體、保護套管和接線盒等主要部件所組成。要部件所組成。鎧裝熱電阻鎧裝熱電阻響應速度快響應速度快，可彎曲，可彎曲，使用方便使用方便 薄膜熱電阻薄膜熱電阻熱容量小，導熱系數(shù)大，熱容量小，導熱系數(shù)大，能快速測量表面溫度能快速測量表面溫度 將電阻體預先拉制成型并與將電阻體預先拉制成型并與絕緣材料和保護套管連成一體。絕緣材料和

45、保護套管連成一體。 將熱電阻材料通過真空鍍膜將熱電阻材料通過真空鍍膜法，直接蒸鍍到絕緣基底上。法，直接蒸鍍到絕緣基底上。5.3.4 半導體熱敏電阻半導體熱敏電阻材料：材料：用一定比例的錳、鎳、銅、鈦、鎂的用一定比例的錳、鎳、銅、鈦、鎂的氧化物氧化物混合制成混合制成測溫特點測溫特點5.3.4 半導體熱敏電阻半導體熱敏電阻半導體熱敏電阻的形狀：半導體熱敏電阻的形狀：半導體熱敏電阻實物照片半導體熱敏電阻實物照片MF74超大功率型超大功率型NTC熱敏電阻器熱敏電阻器應用范圍：應用范圍：適用于大功率的適用于大功率的轉(zhuǎn)換電源、開關電源、轉(zhuǎn)換電源、開關電源、UPS電源及各類大功率照明燈具、電源及各類大功率照

46、明燈具、電加熱器的浪涌電流抑制。電加熱器的浪涌電流抑制。MF52珠狀珠狀測溫型測溫型NTC熱敏電阻器熱敏電阻器廣泛應用于空調(diào)設備、暖氣設備、廣泛應用于空調(diào)設備、暖氣設備、電子體溫計、液位傳感、汽車、電子體溫計、液位傳感、汽車、電子臺歷、手機電池。電子臺歷、手機電池。半導體熱敏電阻實物照片半導體熱敏電阻實物照片CMF貼片式貼片式NTC熱敏電阻器熱敏電阻器應用于：應用于：半導體集成電路、液晶半導體集成電路、液晶顯示、晶體管及移動通訊設備用顯示、晶體管及移動通訊設備用石英振蕩器的溫度補償、可充電石英振蕩器的溫度補償、可充電電池的溫度探測、計算機微處理電池的溫度探測、計算機微處理器的溫度探測、需溫度補

47、償?shù)母髌鞯臏囟忍綔y、需溫度補償?shù)母鞣N電路。種電路。MF55系列系列絕緣薄膜型絕緣薄膜型NTC熱敏電阻器熱敏電阻器應用范圍應用范圍：電腦、打：電腦、打印機、家用電器等。印機、家用電器等。 電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高，約為電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高，約為 (3 6) 10 2 (1 / ) 電阻率大，利于小型化，連接導線影響可以忽略；電阻率大，利于小型化，連接導線影響可以忽略； 結(jié)構(gòu)簡單、體積小，可以用于測量結(jié)構(gòu)簡單、體積小，可以用于測量點溫度點溫度； 熱慣性小，適用于熱慣性小，適用于表面溫度及快速變化溫度表面溫度及快速變化溫度。半導體熱敏電阻的特點半導體熱敏電阻的特點測溫范圍：測溫范圍：-10030

48、0優(yōu)點：優(yōu)點：不足：不足： 熱敏電阻溫度特性分散、互換性差、非線性嚴重。熱敏電阻溫度特性分散、互換性差、非線性嚴重。進一步發(fā)展依賴于進一步發(fā)展依賴于半導體技術的發(fā)展半導體技術的發(fā)展和和制造工藝制造工藝水平水平的提高。的提高。熱電阻測溫整體評價熱電阻測溫整體評價測溫范圍：測溫范圍：常用常用 -200 500 特殊范圍：特殊范圍： 測量測量低溫端低溫端可達平衡氫的三相點可達平衡氫的三相點13.8K； 銦電阻溫度計銦電阻溫度計3.4K；碳電阻溫度計；碳電阻溫度計1K； ITS-90國際溫標規(guī)定在國際溫標規(guī)定在3.8033K961.78間用鉑電阻溫度計作為內(nèi)插儀器。間用鉑電阻溫度計作為內(nèi)插儀器。特點：

49、特點： 精度高；精度高； 在低溫段下測溫靈敏度高；在低溫段下測溫靈敏度高； 輸出信號便于遠傳、測量或自動控制。輸出信號便于遠傳、測量或自動控制。5.3.5 熱電阻測溫電橋熱電阻測溫電橋（重點重點+難點難點）測量原理測量原理0EGpR1r3R4RtR2R終終始始AB當橋路平衡時，滑動觸點當橋路平衡時，滑動觸點B的位置就反映出了溫度的變化。的位置就反映出了溫度的變化。結(jié)論結(jié)論tR0EGpR1r4R3R2R終終始始rr（1）兩線制接法）兩線制接法 只適用于測量精度較低的場合只適用于測量精度較低的場合特點：特點：1.接入一個橋臂；接入一個橋臂；2.引線與連接導線的電阻引線與連接導線的電阻Rl隨環(huán)境隨環(huán)

50、境溫度的變化溫度的變化全部加入到熱電阻的變化之中；全部加入到熱電阻的變化之中；3.簡單，仍有簡單，仍有應用，為了誤差不致過大，要求引出線的電阻值隨溫度的應用，為了誤差不致過大，要求引出線的電阻值隨溫度的變化：銅：變化：銅：=0.2(R0)；鉑；鉑: = 0.1(R0) 。（2） 三線制接法三線制接法特點：消除引線電阻的影響特點：消除引線電阻的影響在測溫下限電橋平衡時，有在測溫下限電橋平衡時，有0tR0EGpR4R3R2R終終始始rrr0324ptRRrRRr R 042424333tppRRrR RRRrRrrRRRR 是工業(yè)控制中最常用的引線接法是工業(yè)控制中最常用的引線接法（3）四線制接法）

51、四線制接法tURItR電位電位差計差計sEIIU主要用于高精度的溫度檢測主要用于高精度的溫度檢測 一種比較完善的方法一種比較完善的方法=0I1.1.請大家根據(jù)授課內(nèi)容總結(jié)熱電阻和熱電偶的相同點與不同點。請大家根據(jù)授課內(nèi)容總結(jié)熱電阻和熱電偶的相同點與不同點。2.2.用熱電阻測溫時，如果采用二線制接法，當引線電阻因環(huán)境用熱電阻測溫時，如果采用二線制接法，當引線電阻因環(huán)境溫度升高而增加時，其指示值將偏高？偏低？還是不變？溫度升高而增加時，其指示值將偏高？偏低？還是不變？3.3.工業(yè)用熱電阻測溫時，為什么不用四線制測量電路？工業(yè)用熱電阻測溫時，為什么不用四線制測量電路？課外練習及思考：課外練習及思考：

52、本節(jié)內(nèi)容小結(jié)：本節(jié)內(nèi)容小結(jié)：1. 熱電阻是基于（熱電阻是基于（ ）效應進行溫度測量的。）效應進行溫度測量的。2. 工業(yè)上常用熱電阻的測量線路是（工業(yè)上常用熱電阻的測量線路是（ ）線制接法。）線制接法。3. 熱電阻的外觀結(jié)構(gòu)有（熱電阻的外觀結(jié)構(gòu)有（ ），（），（ ），（），（ ）。）。1. 熱電阻的測溫原理熱電阻的測溫原理2. 熱電阻的測量電路熱電阻的測量電路3. 熱電阻的外觀結(jié)構(gòu)熱電阻的外觀結(jié)構(gòu)5.4 接觸式測溫技術與誤差分析接觸式測溫技術與誤差分析接觸式測溫存在誤差：接觸式測溫存在誤差：1. 溫度計不僅與被測對象還與周圍環(huán)境進行熱交換。溫度計不僅與被測對象還與周圍環(huán)境進行熱交換。2. 溫度計

53、的熱容和熱阻不可能為零。溫度計的熱容和熱阻不可能為零。減小溫度計導熱誤差的方法：減小溫度計導熱誤差的方法：1. 增加插入長度，減小柱體直徑；增加插入長度，減小柱體直徑；2. 選用導熱系數(shù)小的材料做熱電極、套管或屏罩；選用導熱系數(shù)小的材料做熱電極、套管或屏罩；3. 對溫度計外露部分進行保溫；對溫度計外露部分進行保溫；4. 將溫度計管道彎頭或迎著氣流斜向插入管道，使感溫將溫度計管道彎頭或迎著氣流斜向插入管道，使感溫頭部置于氣流中心線氣流速度大、湍流度大的位置，頭部置于氣流中心線氣流速度大、湍流度大的位置，以加強對流換熱；以加強對流換熱；垂直管道安裝垂直管道安裝安裝形式安裝形式傾斜管道安裝傾斜管道安

54、裝彎曲管道安裝彎曲管道安裝法蘭安裝法蘭安裝輻射測溫是利用物體輻射測溫是利用物體輻射能輻射能與其與其溫度溫度有關的原理進行有關的原理進行測溫，測溫元件與被測物測溫，測溫元件與被測物不直接接觸，不直接接觸，以輻射方式進行以輻射方式進行熱交換，不會干擾或破壞被測溫度場。熱交換，不會干擾或破壞被測溫度場。5.5 輻射式測溫法輻射式測溫法優(yōu)點：測溫上限不受限制，動態(tài)特性好，靈敏度高，優(yōu)點：測溫上限不受限制，動態(tài)特性好，靈敏度高，可用于測量運動狀態(tài)對象的溫度?？捎糜跍y量運動狀態(tài)對象的溫度。1. 有一個熱輻射源（即被測對象）；有一個熱輻射源（即被測對象）；2. 有輻射能傳輸?shù)耐ǖ?，如大氣、光導纖維或真空；有

55、輻射能傳輸?shù)耐ǖ溃绱髿?、光導纖維或真空；3. 有接收和處理輻射信號的儀表（系統(tǒng)）。有接收和處理輻射信號的儀表（系統(tǒng)）。測量條件：測量條件：測量測量800以上高溫和可見光范圍的輻射式儀表有單以上高溫和可見光范圍的輻射式儀表有單色輻射高溫計、全輻射高溫計和比色高溫計；測量低溫色輻射高溫計、全輻射高溫計和比色高溫計；測量低溫與紅外線范圍輻射信號的有紅外測溫儀、紅外熱像儀。與紅外線范圍輻射信號的有紅外測溫儀、紅外熱像儀。紅外測溫儀紅外測溫儀便攜式比色計便攜式比色計輻射是電磁波傳遞能量的現(xiàn)象。按照產(chǎn)生電磁波的輻射是電磁波傳遞能量的現(xiàn)象。按照產(chǎn)生電磁波的不同原因可以得到不同頻率的電磁波，例如高頻振蕩電不

56、同原因可以得到不同頻率的電磁波，例如高頻振蕩電路產(chǎn)生的無線電波，此外還有可見光、紅外線、紫外線、路產(chǎn)生的無線電波，此外還有可見光、紅外線、紫外線、X X射線、及射線、及射線等各種電磁波。熱輻射是由于熱的原因射線等各種電磁波。熱輻射是由于熱的原因而產(chǎn)生的電磁輻射。而產(chǎn)生的電磁輻射。熱輻射的電磁波是物體內(nèi)部微觀粒子的熱運動狀態(tài)熱輻射的電磁波是物體內(nèi)部微觀粒子的熱運動狀態(tài)改變時激發(fā)出來的。輻射是物體的固有特性，只要物體改變時激發(fā)出來的。輻射是物體的固有特性，只要物體的溫度高于零度（的溫度高于零度（0k0k），物體總是不斷的把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)椋?，物體總是不斷的把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠?，向外發(fā)出熱輻射。同時，物體亦

57、不斷地吸收周輻射能，向外發(fā)出熱輻射。同時，物體亦不斷地吸收周圍物體投射到它上面的熱輻射，并把吸收的輻射能重新圍物體投射到它上面的熱輻射，并把吸收的輻射能重新轉(zhuǎn)變成熱能。輻射換熱就是物體之間相互輻射和吸收的轉(zhuǎn)變成熱能。輻射換熱就是物體之間相互輻射和吸收的總效果。當物體與環(huán)境處于熱平衡時，其輻射換熱量為總效果。當物體與環(huán)境處于熱平衡時，其輻射換熱量為零，但其表面上的熱輻射仍在不停的進行。零，但其表面上的熱輻射仍在不停的進行。 熱輻射的本質(zhì)：熱輻射的本質(zhì)：5.5.1 輻射測溫的物理基礎輻射測溫的物理基礎(1) 熱輻射熱輻射 熱輻射（熱輻射（thermal radiation），物體由于具有溫度而輻）

58、，物體由于具有溫度而輻射射電磁波電磁波的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。熱量傳遞熱量傳遞的的3種方式之一。一切溫度高于種方式之一。一切溫度高于絕對零度的物體都能產(chǎn)生熱輻射，溫度愈高，輻射出的總絕對零度的物體都能產(chǎn)生熱輻射，溫度愈高，輻射出的總能量就愈大，短波成分也愈多。由于電磁波的傳播無需任能量就愈大，短波成分也愈多。由于電磁波的傳播無需任何介質(zhì)，所以熱輻射是在真空中唯一的傳熱方式。何介質(zhì)，所以熱輻射是在真空中唯一的傳熱方式。熱輻射計熱輻射計 熱輻射計是一種演示儀器，其中由四枚輕質(zhì)葉片構(gòu)成的熱輻射計是一種演示儀器，其中由四枚輕質(zhì)葉片構(gòu)成的葉輪可繞豎直軸轉(zhuǎn)動，葉片的一面涂黑，另一面是光亮面。葉輪可繞豎直軸轉(zhuǎn)動，葉

59、片的一面涂黑，另一面是光亮面。當用燈光照射時，小葉輪就繞豎軸旋轉(zhuǎn)，可用來演示絕對黑當用燈光照射時，小葉輪就繞豎軸旋轉(zhuǎn)，可用來演示絕對黑體在單位時間、單位面積上所吸收（或發(fā)出）的熱量比其它體在單位時間、單位面積上所吸收（或發(fā)出）的熱量比其它任何表面為多。這是因為四個葉片的涂黑面吸收了紅外線熱任何表面為多。這是因為四個葉片的涂黑面吸收了紅外線熱輻射，使葉片黑的一面附近的空氣變熱，加劇了氣體分子的輻射，使葉片黑的一面附近的空氣變熱，加劇了氣體分子的熱運動，碰撞葉片，使葉片兩面受力不平衡（亮的一面受到熱運動，碰撞葉片，使葉片兩面受力不平衡（亮的一面受到的沖量?。?，從而使葉片向亮面方向運動，于是葉輪就旋

60、轉(zhuǎn)的沖量?。?，從而使葉片向亮面方向運動，于是葉輪就旋轉(zhuǎn)起來。起來。熱量直接由物體向外射出的傳熱方式叫做熱輻射。輻熱量直接由物體向外射出的傳熱方式叫做熱輻射。輻射與熱傳導和對流不同，它不需要傳熱物質(zhì)，以比光波波射與熱傳導和對流不同，它不需要傳熱物質(zhì)，以比光波波長長的短電磁波的形式從熱源向四面八方輻射。太陽的熱長長的短電磁波的形式從熱源向四面八方輻射。太陽的熱就是完全靠熱輻射方式傳到地球上來的，因為在太陽和地就是完全靠熱輻射方式傳到地球上來的，因為在太陽和地球之間有一個很寬的真空地帶，不能產(chǎn)生傳導和對流。球之間有一個很寬的真空地帶，不能產(chǎn)生傳導和對流。熱輻射的特點：熱輻射的特點： 1、任何物體，只