第十部分温度测量

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1、鉴帜备说灿鸭莎氢懒焙捍秸农贩葫罢纽纲隅懒洒佰誓跪火悠撩联瞧寅彩肢第十部分温度测量第十部分温度测量第十章第十章 温度测量温度测量提炳援瀑芝搓栅法趁渤蹭虐侥抓错讳祭猾无翠抽恐夯豌寇约悯政刁视堆铆第十部分温度测量第十部分温度测量110.1 概述概述一、温度的基本概念和测量方法一、温度的基本概念和测量方法 宏观概念宏观概念-是物体冷热程度的表示是物体冷热程度的表示. 热平衡的两物体，其温度相等。热平衡的两物体，其温度相等。 微观概念微观概念-是大量分子运动平均强度的表示。是大量分子运动平均强度的表示。 分子运动愈激烈其温度表现越高。分子运动愈激烈其温度表现越高。 纹仑围忌毫醇近豫苫饰札谷兰瞩子谱环像挟

2、掷嘉杯陷拾舟则隐闺顶吠橙玲第十部分温度测量第十部分温度测量2一、温度的基本概念和测量方法一、温度的基本概念和测量方法温度量的特殊性温度量的特殊性:1. 二温度不能相加或相减；二温度不能相加或相减；2. 无标准量直接进行比较测量；无标准量直接进行比较测量；3. 温度只能通过物体随温度变化的某些温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。特性来间接测量。抿仓肖痢干辫味翼韩林阳柯琳旧卑套碟胞氰育住删羊竖博濒畔唾落蹈恕证第十部分温度测量第十部分温度测量3w用来量度物体温度数值的标尺叫用来量度物体温度数值的标尺叫温标温标。w它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度它规定了温度的读数起点（零点）和测量

3、温度的基本单位。的基本单位。w目前国际上用的较多的温标有目前国际上用的较多的温标有经验温标经验温标(华氏华氏温标温标、摄氏温标等摄氏温标等)、热力学温标、热力学温标。二、二、 温标温标鸡渭纳衡响鳃谗浓厨揽讣菠锡宝想眠百挚耍放环僚梭辽雄搂族盯板乓看浴第十部分温度测量第十部分温度测量4二、二、 温标温标1.经验温标经验温标n以物体以物体热胀冷缩热胀冷缩现象为基础。现象为基础。n认为选定的测温物质体积的变化与温度成线认为选定的测温物质体积的变化与温度成线性关系。性关系。n把在两温度点之间把在两温度点之间体积的总变化分为若干等体积的总变化分为若干等分分，每个等分定义为，每个等分定义为1度度。n按这个原

4、则建立的有按这个原则建立的有摄氏温标、华氏温标摄氏温标、华氏温标 。弦砖伐瓜娇渡斋砷伸彰殊探啊涕治辊甭竟烧左科旁央绚狼鸭莽皑锈潮剿篷第十部分温度测量第十部分温度测量5w摄摄氏氏温温标标：标准仪器是水水银银玻璃温度计。规定在标准大气压下，水水的的冰冰点点为为0度度，沸沸点点为为100度度，水银体积膨胀被分为100等等份份，对应每份的温度定义为1摄氏度，单位为“oC”；w华华氏氏温温标标：标准仪器是水水银银温度计，按照华氏温标，水水的的冰冰点点为为32oF，沸沸点点是是212oF。分成180等等份份，对应每份的温度为1华氏度，单位为“oF”。摄氏温度和华氏温度的关系为：捆肯索婿考霍悯又筷疼婿洋驴塔

5、组旦短常厩纸暴混叹庶拟抄慢沸寡甭鬼哉第十部分温度测量第十部分温度测量6 2.热力学温标热力学温标 热力学温标又称热力学温标又称开尔文温标开尔文温标，或称，或称绝对温标绝对温标。 分子运动分子运动停止时的温度为停止时的温度为绝对零度；绝对零度； 热热力力学学温温标标（符符号号为为T）它它的的单单位位为为开开尔尔文文（符符号号为为K），定定义义为为水水三三相相点点的的热热力力学学温温度度的的1/273.16。 相相当当摄摄氏氏温温标标0，华华氏氏温温标标32的的开开氏氏温温标标为为273.15K。澈控温胆小赘动碌哆驹声奎交六庙区亦抡栏沪昏孪宠赃格班待腑仪和圆恰第十部分温度测量第十部分温度测量7三、

6、测温方法与测温仪器的分类三、测温方法与测温仪器的分类 温度测量分为接触式接触式和非接触式非接触式两大类。 1. 接触式测温接触式测温 测温元件直接与被测对象相接触，两者之间进行充分的热交换达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。 优点：直观可靠。 缺点: 感温元件影响被测温度场的分布； 接触不良等带来测量误差； 高温和腐蚀性介质影响感温元件的性能和寿命。恫廷序更星其龋动输眉汀缺褐橡口捕跺恃擒递矛溅牢哟襟搜杰旬普胃猜浅第十部分温度测量第十部分温度测量8 2、非接触式测温、非接触式测温 w感温元件不与被测对象相接触，而通过热辐射感温元件不与被测对象相接触，而通过热辐射

7、进行热交换；进行热交换；w具有较高的测温上限；具有较高的测温上限；w热惯性小，可达千分之一秒，故便于测量运动热惯性小，可达千分之一秒，故便于测量运动物体的温度和快速变化的温度物体的温度和快速变化的温度。搅朋巨皮骑汹苏侮素男栽佑友眨郁片怒抬铡厌嫁中卸垄淆俏舀宏隆醉逃多第十部分温度测量第十部分温度测量93、测温仪器、测温仪器接触式测温仪器接触式测温仪器 膨胀式温度计膨胀式温度计（包括液体和固体膨胀式温度计、压力式温度计）：利用物体热胀冷缩原理 电阻式温度计电阻式温度计（包括金属热电阻温度计和半导体热敏电阻温度计）：利用电阻随温度变化的特性 热电式温度计热电式温度计（包括热电偶和P-N结温度计以及其

8、它原理的温度计）：利用热电效应非接触式温度计非接触式温度计 可分为辐射温度计、亮度温度计和比色温度计，由于它们都是以热辐射为基础，故也统称为辐射温度计。横吃砚堰雾负扰锑谗辊缉禾淫萨饼卒没弓钓藩钓亭摇阀唤嘘脊颈累唆出砷第十部分温度测量第十部分温度测量1010.2 膨胀式温度计膨胀式温度计1. 液体膨胀式温度计液体膨胀式温度计由液体储存器、毛细管和标尺组成由液体储存器、毛细管和标尺组成。 测温上限上限取决于所用液体汽化点的温度，下限下限受液体凝点温度的限制。为防止毛细管中液柱出现断续现象，并提高测温液体的沸点，常在毛细管中液体上部充以一充以一定压力的气体定压力的气体。咽慰敦女铜纹径邱卧射烦露驭桃讣

9、岸蝴干柜遭限北您胁憋涤瑚擒籽扩隐帐第十部分温度测量第十部分温度测量11匆蹬鞍弱声找痘帖褂哪段至咀玲骂殃藤饼焉厄阜涌拽骡阉铱谜惠脐吧贴另第十部分温度测量第十部分温度测量12液体玻璃温度计分液体玻璃温度计分全浸式全浸式和和部分浸入式部分浸入式两种。两种。全浸：全浸：测温时把液柱部分全部浸入被测介质中。测温时把液柱部分全部浸入被测介质中。部分浸入：部分浸入：把温度计部分插入被测介质中。把温度计部分插入被测介质中。全全浸浸式式测测量量精精度度较较高高，故故多多用用于于实实验验室室和和标标准温度计，部分浸入式用于一般工业测温。准温度计，部分浸入式用于一般工业测温。 修正值计算：修正值计算：疮显瑰奠拒恩芹

10、窘存摇中话角昆厘岛些诡瑚漏鸡烛棵铲楞箭呈沿臆割缉寇第十部分温度测量第十部分温度测量132、固体膨胀式温度计、固体膨胀式温度计 利用两种材料的膨胀系数不同的原理制成，分为利用两种材料的膨胀系数不同的原理制成，分为杆式杆式和和双金属式双金属式两大类。两大类。 范围：范围：-30600oC； 精度：精度：0.5-1.0级 敏聪烙辈洪琐迫嘻酵摄腊仿管周塑隙丝拘怪膨虱叹矽彼夜灭锣箍绥洪瞧密第十部分温度测量第十部分温度测量14描膳瓶顷窗犹抱井发矫浅韶呛俏势独哥阁嘉诡酒资叮佰隐星耀苹搐霞瞳粹第十部分温度测量第十部分温度测量15双金属片温度计双金属片温度计 双金属片温度计双金属片温度计是由膨胀系数不同的两种金

11、属片牢固是由膨胀系数不同的两种金属片牢固结合在一起而制成，一端固定，另一端为自由端。结合在一起而制成，一端固定，另一端为自由端。 当当温温度度变变化化时时，由由于于两两种种材材料料的的膨膨胀胀系系数数不不同同而而使使双双金金属属片片的的曲曲率率发发生生变变化化，自自由由端端产产生生位位移移，经经传传动动放放大大机构带动指针指示温度值。机构带动指针指示温度值。 为了满足不同用途的要求，双金属元件制成各种不同为了满足不同用途的要求，双金属元件制成各种不同的形状。的形状。滓够蚁秀弦俺副乐狐舌氰芦幅位塌撤换泌湘温东闪衬铲榷辫檬炊超傣陀帮第十部分温度测量第十部分温度测量16资苟惫剃砧焙卖冉切紊儿巍偿邢奸

12、缓骚技天磊柒遭生异碟法搔氓硕叠恋掳第十部分温度测量第十部分温度测量1710.3 热电偶温度计热电偶温度计 热电偶是当前热电测温中普遍使用的一种感温元件，它的工作原理是基于热电效应。w（一）热电效应及基本定律（一）热电效应及基本定律 两两种种不不同同材材料料的的金金属属丝丝两两端端牢牢靠靠地地接接触触在在一一起起，组组成成闭闭合合回回路路，当当两两个个接接触触点点（称称为为结结点点）温温度度t和和t0不不同同时时，回回路路中中即即产产生生电电势势，并并有有电电流流流流通通，这这种种把把热热能转换成电能的现象称为热电效应。能转换成电能的现象称为热电效应。凌赠隧涎泛梦但办禹仕岳物陡倪神溶畴岳卢轨烈拼

13、哲待唇兵艺摘专纤猾永第十部分温度测量第十部分温度测量18称称回回路路电电势势为为热热电电势势。两两金金属属丝丝称称为为偶偶极极或或热热电电极极。两两个个结结点点中中与与被被测测介介质质接接触触的的一一个个称称为为测测量量端端或或工工作作端、热端，另一个称为参考端或自由端、冷端。端、热端，另一个称为参考端或自由端、冷端。 (切记切记 两线两线 两端两端 )黍靠膏借岂澳握佑涤瓶厌我翼侥届目啥浓龟先趾劲圃际贩肩普狞打履近黎第十部分温度测量第十部分温度测量19热电势的组成热电势的组成w两根异质材料的接触电势两根异质材料的接触电势w导线两端的温差电势导线两端的温差电势趟身个瓜柑穷酣闹忧菌碉避盖民赊箭必绕

14、柜童以狮增脚钢竞散泽俐庆滥抑第十部分温度测量第十部分温度测量20 （1）两种导体的接触电动势）两种导体的接触电动势w两种导体A、B接触时，由于导体内的自由电子密度不同，如果NANB，电子密度大的导体A中的电子就向电子密度小的导体B扩散，导体A失去电子而具有正电位，导体B由于接收了电子而具有负电位。这样在扩散达到动态平衡时A、B之间就形成了一个电位差。这个电位差称为接触电动势。结驮绊幻苇菊肩拙悯藩描惟套帜计楚屹黍虚聊柱灼氟陕蝇铀峡鹤赞焉仰甭第十部分温度测量第十部分温度测量21EAB(T)- A、B两种材料在温度为T时的接触电动势；K- 玻耳兹曼常数（1.3810-23J/K）；e为电子电荷（1.

15、602189210-19C）；NA(T)、NB(T)为A、B两种材料在温度T时的自由电子密度。裁啼倡匿蚂翟温娱遮贸能敢僵织政扭虞绢壶婚劝贮蜂性桅亩鲤焉侗傀睹挝第十部分温度测量第十部分温度测量22回路中总的接触电势为：回路中总的接触电势为：韩尸爪宁戒橇识聚呵眶媒去哮狮萍榷肯抬册柒判遭盒西戌替罪做觅涧渴沥第十部分温度测量第十部分温度测量23 （2）单一导体中的温差电动势）单一导体中的温差电动势 对对单单一一金金属属导导体体，两两端端温温度度不不同同，两两端端的的自自由由电电子子就就具具有有不不同同的的动动能能。温温度度高高则则动动能能大大，动动能能大大的的自自由由电电子子就就会会向向温温度度低低的

16、的一一端端扩扩散散。失失去去了了电电子子的的这这一一端端就就处处于于正正电电位位，而而低低温温端端由由于于得得到到电电子子处处于于负负电电位位。这这样样两两端端就形成了电位差，称为温差电动势。就形成了电位差，称为温差电动势。疵瞻呕曝意烬厉屑剁红求貉逆翘疚极豺囚期坑番踊拧普啸攒奋碌瓷赎双姑第十部分温度测量第十部分温度测量24在整个闭合回路中产生的总电动势在整个闭合回路中产生的总电动势E EABAB(T,T(T,T0 0) )可表示为可表示为: :对对于于由由A、B两两种种导导体体构构成成的的闭闭合合回回路路，在在A、B两两导导体体上上产生的温差电动势之和为：产生的温差电动势之和为：慷杂仅驮句人作

17、窒罚示凄丈滥檄遮穴友泳常刽悸惶阿弓掳冗柳箱嘉碟地孺第十部分温度测量第十部分温度测量25热电偶总电动势与电子密度NA、NB及两节点温度T、T0有关，电子密度取决于热电偶材料的特性。当热电偶材料一定时，热电偶的总电动势EAB(T，T0)成为温度T和To的函数差，即 如果如果T0固定，则：固定，则：敦线芦剑实匙耳探搏师护荆隋锥壶屯霜钥颠元箍惹绽趟杭徒挽含硅足旦捂第十部分温度测量第十部分温度测量26(二二) 热电偶基本定律热电偶基本定律（1）均质导体定律）均质导体定律 由均质材料构成的热电偶，热电动势的大小只与材料及结点温度有关。与热电偶的尺寸大小、形状及沿电极温度分布无关。如材料不均匀，由于温度梯度

18、的存在，将会有附加电动势产生。以仆尺喇祥壮客琅缔岁氨甥瘫百院五卧翘妈标嗡亦肇斤插形灶歪载析熟寡第十部分温度测量第十部分温度测量27（2）中间导体定律）中间导体定律 将A、B构成的热电偶的T0端断开，接入第三种导体C，只要保持第三导体两端温度相同，接入导体C后对回路总电动势无影响。昂吗欲张弱罢贱爆驯疟禄续絮篷碍蝶嘎蔬滴知仙印邪奎栖餐骇插卵秉括客第十部分温度测量第十部分温度测量28（3）连接导体定律）连接导体定律w在热电偶回路中，如果热电极A、B分别与连接导线A、B相连接，结点温度分别为T、Tn、T0 ，那么回路的热电势将等于热电偶的热电势EAB(T,Tn ) 与连接导线A、B在温度Tn、T0 时

19、热电势 EAB(T,Tn ) 的代数和，即 ：EABBA(T,Tn,T0)=EAB(T,Tn)+EAB(Tn,T0)疮妮魔空臂龚表妻芝成狼烂墨密喂屋隔啄日梁浩庚堵放撂绒褂零伟辞擎嘘第十部分温度测量第十部分温度测量29w如A与A、B与B材料相同，且结点温度分别为T、Tn、T0时，有： 热电偶在结点温度为T、T0时的热电势值EAB(T,T0 )，等于热电偶在(T,Tn ) 、 (Tn,T0 ) 时相应的热电势EAB(T,Tn )与 EAB(Tn,T0 ) 的代数和。如下式所示：EAB(T,Tn,T0)=EAB(T,Tn)+EAB(Tn,T0)（3）连接导体定律）连接导体定律连连接接导导体体定定律律

20、是是工工业业上上运运用用补补偿偿导导线线进进行行温温度度测量的理论基础。测量的理论基础。 邑赢携鼻穷丁啡钒冤芳诗擂录伤沥艘鞘底氓萍来踩可目蛀眯叛垫返艘呢终第十部分温度测量第十部分温度测量30（4）中间温度定律）中间温度定律 在在热热电电偶偶回回路路中中，两两接接点点温温度度为为T、T0时时的的热热电电动动势势，等等于于该该热热电电偶偶在在接接点点温温度度为为T、Ta和和Ta、T0时热电动势的代数和，即时热电动势的代数和，即已已知知参参比比端端为为0oC时时的的热热电电势势和和温温度度的的关关系系，则两端点在任意温度时的热电势为：则两端点在任意温度时的热电势为：桅晋幻琢甘郡理摧闹幻厕谁基港曼虽鼻

21、圭惺顺摄侯耍驾磕吗稀阔敬世赌愿第十部分温度测量第十部分温度测量31（5）标准电极定律）标准电极定律 两种导体A、B分别与第三种导体C组成热电偶，如果A、C和B、C热电偶的热电动势已知、那么这两种导体A、B组成的热电偶产生的电动势可由下式求得芜座泼穴营兔莉梁戎抚念栅艾口下焙稀菠笨玻婆轴护滔文套讹网旺兹状谎第十部分温度测量第十部分温度测量32 (四四) 热电偶的参比端处理热电偶的参比端处理 为为使使热热电电偶偶的的热热电电动动势势与与被被测测量量间间呈呈单单值值函函数关系，热电偶的参比端温度必须固定。数关系，热电偶的参比端温度必须固定。 热热电电偶偶的的温温度度热热电电动动势势关关系系以以及及分分

22、度度表表是是在参比端为在参比端为0 C得到的。可采用以下方法处理。得到的。可采用以下方法处理。 (1) 0C恒温法 将冰水混合物放置在保温容器中，使热电偶的参将冰水混合物放置在保温容器中，使热电偶的参比端保持在稳定的比端保持在稳定的0 C环境。环境。蔡破星菇贸沫腋嘻栗亚侍贷涵缉杰怖呈身镁嗣登锄假餐罚报眶屹举脆朝烛第十部分温度测量第十部分温度测量33（2）参比端温度修正法）参比端温度修正法w当热电偶参比端为不等于0 C时，需对仪表的示值加以修正。修正公式： ( 中间温度定律中间温度定律)挡比鳃锚吠焊景枢诧咏赛执牵麦发糊恋协妻曳坯吁熔共账裙亨罕革沿泌员第十部分温度测量第十部分温度测量34(3）电桥

23、补偿法）电桥补偿法富携窖辞综梧肠躯泻真馈丸哲藻泄硒般丝效焉酱嘿载嘲贵系吮纬匹搞饶清第十部分温度测量第十部分温度测量35（4）补偿导线的应用）补偿导线的应用w补偿导线就是用热电性质与热电偶相近的材料制成导线，用它将热电偶的参参比比端端延延长长到到需需要要的的地地方方，而且不会对热电偶回路引入超出允许的附加测温误差；w国际电工委员会也制定了补偿导线国际标准，适合于标准化热电偶使用。禹誓竞垫列砍铜崖喷螟掠侯障翔噎宣仍酞糟宵庭媳现氯佛恶舆好起馏门医第十部分温度测量第十部分温度测量36巳遣羚溜忠啡通泵甭脾蛀躇焕脓瑚昧废妹坠咨靠月嘛任楔循旭戒睫冤改疲第十部分温度测量第十部分温度测量3710.4 电阻温度计

24、电阻温度计w利用导导体体和和半半导导体体的的电电阻阻随随温温度度变变化化这一性质做成的温度计称为电阻温度计。w大多数金属在温度升高1C 时电阻将增加0.40.6。w半导体电阻一般随温度升高而减小，其灵敏度比金属高，每升高1 C ，电阻约减小26。w目前由纯金属制造的热电阻的主要材料是铂、铜和镍铂、铜和镍。别构青跨精容蹭滤挺翰沉趴蛾熬觉耿误价锹原拴吴贯售肥警磁帚槛踌骚刻第十部分温度测量第十部分温度测量38(一一) 铂电阻温度计铂电阻温度计w铂是一种贵金属。它的特点是精精度度高高，性性能能稳稳定定性性，耐氧化性能很强耐氧化性能很强。铂在1200C以下都能保证上述特性。w铂铂很很容容易易提提纯纯，复

25、复现现性性好好，可制成很细的铂丝（0.02mm或更细）或极薄的铂箔。与其它材料相比，铂铂有有较较高高的的电电阻阻率率，因此普遍认为是一种较好的热电阻材料。w缺点：铂电阻的电阻温度系数比较小； 价格贵屹颖里颐冬谬骑程雌跌农悦遮歼邯蜜探眼形嘎渠座喳滴熊烁账贞艘红懦处第十部分温度测量第十部分温度测量39 在0C 以上，其电阻与温度的关系接近于直线，其电阻温度系数A为3.8510-3/C 。 按IEC标淮，使用温度已扩大到-200850 C，初始电阻有100和10两种。沈汉巴受烽居出蔓妙役婪撕骏栈骨涯御兢恬昧芝脖撑穗布姐轿膳服欲拍狸第十部分温度测量第十部分温度测量40(二二) 铜电阻温度计铜电阻温度计

26、w在测量精度要求不高、温度较低的场合，普遍地使用铜电阻。w它可用来测量-50+150C的温度，在这温度范围内，铜电阻和温度呈线性关系：拯石派黑叫事沸洱经根超鼻稽雁盅胸珊宫陀管变攫屑羔仰惹短添崭易钦深第十部分温度测量第十部分温度测量41w铜电阻的缺点是电阻率小。 w制成相同阻值的电阻时，铜电阻丝要细，这样机械强度就不高，或者就要长，使体积增大。w铜很容易氧化，所以它的工作上限为150 C 。但铜电阻价格便宜，因此仍被广泛采用。w初始电阻有100和50两种。帅眺氦诡迂悦尾渠伟姚云帘迫废蔬蔽灿惰羌离孰恼屏茶黍腥素约捎抉诣兜第十部分温度测量第十部分温度测量42材料：材料：特点：特点：分类：分类：（1

27、1）温度系数大）温度系数大 灵敏度高灵敏度高 （为热电阻（为热电阻10-10010-100倍）倍）（2 2）结构简单，体积小）结构简单，体积小 可以测量点温度可以测量点温度（3 3）电阻率高、热惯性小）电阻率高、热惯性小 适于动态测温适于动态测温（4 4）易于维护、使用寿命长）易于维护、使用寿命长 适于现场测温适于现场测温（5 5）互换性差，非线性严重，精度低互换性差，非线性严重，精度低 正温度系数热敏电阻正温度系数热敏电阻(PTC)(PTC)负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻(NTC)(NTC)临界温度系数热敏电阻临界温度系数热敏电阻(CTR)(CTR) 半导体半导体 - - 半导体热电阻

28、半导体热电阻（6 6）成本低，）成本低，应用广泛应用广泛 非线性非线性 (三三) 半导体热敏电阻半导体热敏电阻汁歹豌违搁都丘微馏车圭垣习吧趁省晰结沈烟装酮骗符捷指惹恋羹醋死诛第十部分温度测量第十部分温度测量43(四四) 热电阻测量电路热电阻测量电路 热电阻把温度量转换成电阻量，测量电阻通常可利用欧姆表或电桥。 w平衡电桥法平衡电桥法如果电阻R1=R2，当热电阻Rt阻值随温度变化时，调节电位器Rw的电刷位置x，使电桥处于平衡状态，则有L、R0电位器有效长度和总电阻电位器有效长度和总电阻x电刷位置电刷位置迪米彝兑她叫殖火侣措蚕趾摘牡棺掸型裸活运蛀晰榜丈奇汤烘崔牡社怔华第十部分温度测量第十部分温度测

29、量44(五五) 电阻温度计的测温误差电阻温度计的测温误差 热电阻测温系统的误差包括：n 热电阻的基本误差热电阻的基本误差n 指示仪表的误差指示仪表的误差n 电阻体自热误差电阻体自热误差n 引线电阻误差引线电阻误差 湃嫉邦劳唯楷域鹊救须臆贤沈搐照挣山爱憋宛亮寿逢黎援檬章决阮钳棠懦第十部分温度测量第十部分温度测量45电阻温度计的测温误差之一电阻温度计的测温误差之一u 自热误差自热误差 由流过电阻体的电流引起 电流 ，输出信号 ，自热误差 一般工业热电阻工作电流被限制在6mA以内，这样自热温差就不会超过0.1C。漆乐半耘椽因街砸挫踏聊拌锦寥砍平泉然蝇后屠茫者探淬葱瘁瞥兽宫鞠遵第十部分温度测量第十部分

30、温度测量46u引线电阻误差引线电阻误差w电路中两根连线的电阻随环境温度变化时，全部变化量都加在同一桥臂上，带来连线误差。w为了减小该项误差，一般采用三线连接法，将热电阻的两根连线分别置于相邻两桥臂内，温度引起连线电阻的变化对电桥的影响相互抵消。鸦滔椭栖逻血廷酣订恃屿效届法矾摹溯存端她阀淤寓孕种锐婚工论爹课陆第十部分温度测量第十部分温度测量47三线制接法三线制接法额扩砸这类届猿独余第戚眺括阂肩氢茸哩穷热甚论寥春马便攫涡葱暑呵哭第十部分温度测量第十部分温度测量48二线制接法二线制接法要求引线电阻不超过铜电阻R0的0.2%汀满瓢电皇楚咀乞香朔糙夯咳覆滓袱酉颧练帚池速铀斥婴知纤腑统飘助捂第十部分温度测

31、量第十部分温度测量49 四线制接法 电位差计测量电阻电路谤嗜琴兆缔狰粹暮消岂硕抵纬鹿痔穗写朱逆坞伺杉墟巫舵根忆离些逝滇揉第十部分温度测量第十部分温度测量50(五五) P-N结与集成电路温度传感器结与集成电路温度传感器1、锗锗和和硅硅二二极极管管的的正正向向压压降降以以-2mV/ C的的斜斜率率随随温温度度变变化；化；2、晶体管晶体管的基极的基极-发射极电压发射极电压Vbe与温度基本成线性关系。与温度基本成线性关系。 集集成成电电路路温温度度传传感感器器将将温温敏敏晶晶体体管管与与激激励励电电路路、放放大大电电路路等等辅辅助助电电路路集集成成在在同同一一块块芯芯片片上上，能能直直接接给给出出正正

32、比比于于绝绝对对温温度度的的理理想想线线性性输输出出，一一般般用用于于-55150之之间间 的的 温温 度度 测测 量量 ， AD590（ 1A/ C） ，ICL8073（1mV/ C ）. 贱仗值咖微饼疫紧期喊缴矢龙贱棉癌忌虫拯仑蛊键捅读枯株昼梭秽啊陨篇第十部分温度测量第十部分温度测量5110.5 光辐射测温方法及仪表光辐射测温方法及仪表w非接触测温非接触测温利用光辐射来测量物体温度利用光辐射来测量物体温度 1、任任何何物物体体温温度度高高于于绝绝对对零零度度（-273.16C）时时，都都将将有有热热辐辐射射，温度越高，则发射到周围空间的能量就越多。 2、辐辐射射能能以以波波动动形形式式表表

33、现现出出来来，其波长的范围极广，从短波、x光、紫外光、可见光、红外光一直到电磁波。 3、温温度度测测量量中中主主要要是是可可见见光光和和红红外外光光，因为此类能量被接收以后，多转变为热能，使物体的温度升高，所以一般就称为热辐射。耻防桐艇炽宗珐摸铸残唆借样蜘店抖碾烹龟拍除奢要饥班一襟殖簧撵摧约第十部分温度测量第十部分温度测量52 辐射测温特点：辐射测温特点：n 非接触测量非接触测量 - 不影响被测温度分布不影响被测温度分布n 响应速度快：对高速运动物体测温。响应速度快：对高速运动物体测温。n 灵敏度高，能分辨微小的温度变化；灵敏度高，能分辨微小的温度变化；n 测量范围广测量范围广(-101300

34、 C)；n 抗干扰能力强，无需修正。抗干扰能力强，无需修正。弟犁悔蓑孽沂昌唬暇猛票专寂抗兢晤瓜虹辫甭慧宗舍食者纬聪包煽刘溉梦第十部分温度测量第十部分温度测量53一、热辐射基本定律一、热辐射基本定律 ( (一一) ) 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 ( (二二) ) 斯忒潘斯忒潘玻耳兹曼定律玻耳兹曼定律（三）普朗克定律（三）普朗克定律（四）维恩位移定律（四）维恩位移定律喷灯漆伪骡冷衡渝甥惩泽榆蚜碾讳菏怖超昨吕葬休路肇抨矾剖窟蚁频伏渔第十部分温度测量第十部分温度测量541.出射辐射能与吸收辐射能的出射辐射能与吸收辐射能的一致性一致性 辐辐通通量量：单单位位时时间间内内通通过过某某一一截截面面的的辐辐射射

35、能能，又称辐射功率，又称辐射功率，SI单位为瓦。单位为瓦。 ( (一一) ) 基尔霍夫定律基尔霍夫定律光谱吸收率光谱吸收率 ： -表示物体对辐射到其上的辐通量可吸收的比例。表示物体对辐射到其上的辐通量可吸收的比例。式式中中， 为为被被物物体体吸吸收收的的辐辐通通量量； 为为照照射射到到物物体单位面积上的辐通量。体单位面积上的辐通量。蜜缨逼菲吩腰六沉耙贮甘腕鸯趁吮篆乞战淋莉蠢幢纸嘶瘦藤惦扭尧苟检挞第十部分温度测量第十部分温度测量55 基尔霍夫定律基尔霍夫定律藕巫政修这世稿辕铱智壁窗涩拔铀化拄撑绒栈狈络霜域勉冲弥缠敦枕卓蜗第十部分温度测量第十部分温度测量56基尔霍夫证明了：基尔霍夫证明了：辐辐射射

36、出出射射度度：从从辐辐射射源源表表面面单单位位面面积积发发射射出出的的辐辐通通量量，某一特定波长的辐射出射度称为单色辐射出射度。某一特定波长的辐射出射度称为单色辐射出射度。 袱大滋勒牺低辙盔窖见乾故惶礁隧彤样筐降棠热届煎俯羡兴伸丢线茄栋御第十部分温度测量第十部分温度测量57基尔霍夫定律：基尔霍夫定律：在同样的温度下，各种不同物体对相同波长在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于该温的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。单钢萄注画辐防鳞坛笺恢替媒淬辑叼葱呢锚萌舒札户

37、暇翼发措氛酵睬兰摊第十部分温度测量第十部分温度测量58结论：结论：则：则：物体的光谱发射率等于其光谱吸收率。物体的光谱发射率等于其光谱吸收率。吸收辐射能力强的物体，受热后向外辐射的能力也强；吸收辐射能力强的物体，受热后向外辐射的能力也强；啃烤裳糯苦宽睹乱巩妆局逝询梗太会蔓讲套庚遏届犯想慈丘咀殿瑶孟谎幕第十部分温度测量第十部分温度测量59( (二二) )斯忒潘斯忒潘玻耳兹曼定律玻耳兹曼定律 物体物体辐射出射度与温度间的关系辐射出射度与温度间的关系w温度为T的绝对黑体，单位面积元在半球方向上所发射的全部波长的辐射出射度 与温度T的四次方成正比。 辐射式温度计测温的理论根据。辐射式温度计测温的理论根

38、据。库讲盎休浴巴跪缸渴曰氖紧岩惧村宿郡老载勿腮月妻躯硝瘩鹊矽臼鞠渊懦第十部分温度测量第十部分温度测量60（三）普朗克定律（单色辐射强度定律）（三）普朗克定律（单色辐射强度定律）式中，式中， c光速；光速； h普朗克常数，普朗克常数，6.62617610-34Js； k波尔兹曼常数，波尔兹曼常数，1.3806624410-23J/K； C1第一辐射常数，第一辐射常数，3.741810-16Wm2； C2第二辐射常数，第二辐射常数，1.438810-12mK； T绝对温度。绝对温度。温度为温度为T的单位面积元的的单位面积元的绝对黑体绝对黑体，在半球面方向所辐射，在半球面方向所辐射的波长为的波长为的

39、辐射出射度为的辐射出射度为描述辐射能量在各波长上的分布关系描述辐射能量在各波长上的分布关系也可以用辐射亮度来表示也可以用辐射亮度来表示：悸炒裸孰师手狞急掌沾蕊卑煌低购杂冷贝颇抹箍吩挪琅床埔道峭鉴正浅破第十部分温度测量第十部分温度测量61（四）维恩位移定律（四）维恩位移定律 最大辐射波长与温度的关系最大辐射波长与温度的关系w 热辐射光谱中包含着各种波长，从实验可知，物体峰值辐射波长 与物体自身的绝对温度T成以下关系淡鹅袁戎玉只上权叉渐膛捆底榆裂膜坞狼佰隆驱珊窘蓄拣诊蜒绥瞳柿过茨第十部分温度测量第十部分温度测量62温度升高：温度升高：单单色色辐辐射射强强度度随随温温度度升高而增加；升高而增加；总辐

40、射能量增加；总辐射能量增加；峰值波长减小。峰值波长减小。每每一一条条曲曲线线下下的的面面积积表表示示该该温温度度下下物物体体辐辐射射能能量量的的总总和和，与与温温度的四次方成正比。度的四次方成正比。均鸟炒采毫洛苇祟围假沁犯催琐脂呜夜陨消同舷菩柄字鲤前恃厢凸稳虐茂第十部分温度测量第十部分温度测量63二、辐射温度计二、辐射温度计w（一）全辐射温度计（一）全辐射温度计 利用物体的温度与总辐射出射度的关系来测量温度的。根据斯忒潘一玻耳兹曼定律总辐射出射度为：笼束汝弯溺品哺焚厉盒奴役稚何痉而熄竿恰卒碧深耶荣见泄唐房矗直墓竞第十部分温度测量第十部分温度测量64w采用敏感元件测量出辐射功率的大小，就可以测采

41、用敏感元件测量出辐射功率的大小，就可以测量出被测对象的温度；量出被测对象的温度；w主要由光学系统、辐射接收器、测量仪表和辅助主要由光学系统、辐射接收器、测量仪表和辅助装置组成；装置组成；w可用于测量可用于测量-5020000C的高温；的高温；w对物体黑度系数的估计偏差会给仪表带来误差；对物体黑度系数的估计偏差会给仪表带来误差；w环境温度的变化也会使仪表产生误差。环境温度的变化也会使仪表产生误差。二、辐射温度计二、辐射温度计企蚁腹标讲雪瘁腐失毛内粤枚艘妇勤扒毡诚刊许盐算千操退四甥盅褒切啤第十部分温度测量第十部分温度测量65被测物与仪表之间的距离要满足距离系数要求：被测物与仪表之间的距离要满足距离

42、系数要求：L/D（传传感感器器前前端端面面到到被被测测对对象象表表面面的的距距离离与与被被测测对对象象的的有效直径之比）有效直径之比）进进行行正正确确瞄瞄准准，使使目目标标的的像像充充满满接接收收器器，不不能能偏偏离离，否否则则也会产生误差。也会产生误差。湖绳赫谦哮桨问翟悍楼凹膜霞贬纱甘牌啪炒蟹便抒窿铰扭锅田整泌更孽仑第十部分温度测量第十部分温度测量66w应该注意：应该注意：仪表是以绝对黑体辐射功率与温度仪表是以绝对黑体辐射功率与温度的关系分度的，而实际使用时，被测物体并不的关系分度的，而实际使用时，被测物体并不是黑体，这样测出的温度自然要低于被测物体是黑体，这样测出的温度自然要低于被测物体的

43、实际温度。这个温度被称为的实际温度。这个温度被称为 “辐射温度辐射温度”。T和和TF分别为物体的分别为物体的真实温度真实温度和和辐射温度辐射温度； T为温度为温度T时时物体全辐射的发射率。因为非黑体物体全辐射的发射率。因为非黑体T1，则，则TFT卓嗅旭囤条痹慑寥碾严斋涂贱骸抱澳遍柞憨芒手嫉屋在鞭盂麓阁认框犬寝第十部分温度测量第十部分温度测量67(二二)部分辐射温度计部分辐射温度计 为提高仪表的灵敏度，热敏元件不采用热电堆，而采用光电池、光敏电阻以及其它的一些探探测测元元件件，这些元件和热电堆相比具有光谱选择性，它们仅仅能能对对某某一一波波长长范范围围的的光光谱谱产产生生效效应应。因此它们对测量

44、的要求是，只能使工作光谱仅限于一定的光谱范围内。我们称此类辐射温度计为部分辐射温度计。谴册停脖丝笺问砷哨纶飘哲宵钢们墙诡游甚迹抛温谗费曳禁丙撂皇蚤邢撕第十部分温度测量第十部分温度测量68三、亮度温度计三、亮度温度计w灯丝隐灭式光学温度计灯丝隐灭式光学温度计w光电亮度温度计：用光敏元件代替人眼，实现自动测光电亮度温度计：用光敏元件代替人眼，实现自动测量量 。亮度温度计是利用物体在不同温度下辐射的单色光亮度温度计是利用物体在不同温度下辐射的单色光亮度不同原理而测温的。亮度不同原理而测温的。根据普朗克定律：根据普朗克定律：禽咙便捌招漏楼雾羞杜栗概芋菊表归衬苟塑期智嫉元咬喊抉滁砚力朝剿粳第十部分温度测

45、量第十部分温度测量69灯丝隐灭式光学温度计（示意图）灯丝隐灭式光学温度计（示意图）优优点点：结构简单，使用方便，测温范围广（7003200），一般可满足工业测温的准确度要求。缺缺点点：人眼观察，并需用手动平衡，因此不能实现快速 测量和自动记录，且测量结果带有主观性。 将将物物体体辐辐射射的的单单色色亮亮度度和和仪仪表表内内部部的的高高温温灯灯泡泡灯灯丝丝亮亮度度比比较较。利利用用调调节节电电阻阻来来改改变变高高温温灯灯泡泡的的工工作作电电流流，当当灯灯丝丝的的亮亮度度与与被被测测物物体体的的亮亮度度一一致致时时，灯灯泡泡的的亮亮度度就就代代表表了了被被测测物物体体的的亮亮度温度。度温度。旁憾众

46、绳蓬极誉羞翻坚偿各徘确盈姆截门牢较铂坠克坚阎斩肪严搅苏捌衬第十部分温度测量第十部分温度测量70四、颜色温度计四、颜色温度计w颜色温度计：通过两个光谱能量比的方法测量温度，所以也称为比色温度计。w用这种方法测量非黑体温度时得到的“颜色温度” ：绝对黑体辐射的两个波长 和 的亮度比等于非黑体的相应亮度变化时，绝对黑体的温度就称为这个非黑体的颜色温度TC。注意：注意：根据热辐射体的光谱发射率与波长的关系特性，颜色温度可以小于、等于或大于真实温度。 恒拽幸床持痢掐码凹惑屡爽乓宪魄盒背值措圭卑我棚凳腔郸断黍彬偶臀赦第十部分温度测量第十部分温度测量71红外光硅光电池10 可见光硅光电池8 量程为8002000，精度为0.5 优点：准确度高，反应速度快，测量范围宽，测量温度更接近真实温度。 迢擅禹娄赖凹呻请粥顿只外仑型嘴彤恭籽菌落瞥南演解比帮腕缮辐越座仓第十部分温度测量第十部分温度测量72