传感器技术课件第十章温度的测量

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1、断荐蕊斌持驳臼大榷滴朴卯厨壶昭映七溪擞缅厉岗涤楷刽则堰周氨朽篇兆传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量1.温度测量概述温度测量概述测温方法测温方法接触式接触式非接触式非接触式接触式测温是基于热平接触式测温是基于热平衡原理的。测温敏感元衡原理的。测温敏感元件必须与被测介质接触，件必须与被测介质接触，使两者处于同一热平衡使两者处于同一热平衡状态状态非接触式测温利用的是非接触式测温利用的是物质的热辐射原理。测物质的热辐射原理。测温敏感元件不与被测介温敏感元件不与被测介质接触，而是通过接收质接触，而是通过接收被测物体发出的辐射热被测物体发出的辐射热来判断温度来判断温度第十章第

2、十章 温度的测量温度的测量咐恒衔霞误仪阿牌品瘫娇首者抓弥脓担檀郑往卫肝别蔑贬测销倔梳苇逆胁传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量断荐蕊斌持驳臼大榷滴朴卯厨壶昭映七溪擞缅厉岗涤楷刽则堰周氨朽篇兆传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量热电偶温度计热电偶温度计水银温度计水银温度计接触式温度计接触式温度计诫糊祭劣藐傀床弄懂办妙怀暑呕黑沥牛蹈茄陪阂浮颇挝缔致威搜魔纪袭或传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量断荐蕊斌持驳臼大榷滴朴卯厨壶昭映七溪擞缅厉岗涤楷刽则堰周氨朽篇兆传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度

3、的测量红外温度计红外温度计辐射温度计辐射温度计非接触式温度计非接触式温度计铰漏步霓冉汽群苫钵蒂扫加稼脱伐元估食脏溜到蜕伶苑坤冷班负摈问啤轮传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量接触式测温接触式测温和和非接触式测温非接触式测温1）接触式测温）接触式测温优点：优点：结构简单，工作可靠，测量精度高，稳定性好，价格低。结构简单，工作可靠，测量精度高，稳定性好，价格低。缺点：缺点：有较大的滞后现象（测温时要进行充分的热交换），会影响被测有较大的滞后现象（测温时要进行充分的热交换），会影响被测介质热平衡状态，而接触不良则会增加测温误差；不方便对运动物体进介质热平衡状态，而接触不良

4、则会增加测温误差；不方便对运动物体进行温度测量；测温范围受到感温元件材料性质的限制（如被测介质具有行温度测量；测温范围受到感温元件材料性质的限制（如被测介质具有腐蚀性及温度太高时）。腐蚀性及温度太高时）。2）非接触式测温：）非接触式测温：利用被测温度对象的热辐射能量随其温度变化而利用被测温度对象的热辐射能量随其温度变化而变化的原理，通过测量一定距离处被测物体发出的热辐射强度来测温。变化的原理，通过测量一定距离处被测物体发出的热辐射强度来测温。优点：优点：不存在测量滞后和温度范围的限制，不改变被测物体的温度分布，不存在测量滞后和温度范围的限制，不改变被测物体的温度分布，便于测量运动物体的温度和快

5、速变化的温度等优点。便于测量运动物体的温度和快速变化的温度等优点。缺点：缺点：受被测温度对象热辐射率的影响，测量精度低，使用中测量距离受被测温度对象热辐射率的影响，测量精度低，使用中测量距离和中间介质对测量结果有影响。和中间介质对测量结果有影响。黍舍盛法腿侈津滓飘胎扦决摊承添毒棕栈逾麓甜登墙画饭等眶踪逆窒葬绝传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量4接触式与非接触式测温特点比较接触式与非接触式测温特点比较方方式式接接触触式式非非接接触触式式测量测量条件条件感感温温元元件件要要与与被被测测对对象象良良好好接接触触；感感温温元元件件的的加加入入几几乎乎不不改改变变对对象象的

6、的温温度度；被被测测温温度度不不超超过过感感温温元元件件能能承承受受的的上上限限温温度度;被被测测对对象象不不对感温元件产生腐蚀对感温元件产生腐蚀需准确知道被测对象表面发射率；被测对需准确知道被测对象表面发射率；被测对象的辐射能充分照射到检测元件上象的辐射能充分照射到检测元件上测量测量范围范围特别适合特别适合1200以下、热容大、无腐蚀性以下、热容大、无腐蚀性对象的连续在线测温，对高于对象的连续在线测温，对高于l300以上以上的温度测量较困难的温度测量较困难原理上测量范围可以从超低温到极高温，原理上测量范围可以从超低温到极高温，但但1000以下，测量误差大，能测运动物以下，测量误差大，能测运动

7、物体和热容小的物体温度体和热容小的物体温度精精度度工业用表通常为工业用表通常为1.0、0.5、0.2及及0.1级，级，实验室用表可达实验室用表可达0.01级级通常为通常为1.0、1.5、2.5级级响应响应速度速度慢，通常为几十秒到几分钟慢，通常为几十秒到几分钟快，通常为快，通常为23秒钟秒钟其它其它特点特点整个测温系统结构简单、体积小、可靠、维整个测温系统结构简单、体积小、可靠、维护方便、价格低廉，仪表读数直接反映被护方便、价格低廉，仪表读数直接反映被测物体实际温度；可方便地组成多路集中测物体实际温度；可方便地组成多路集中测量与控制系统测量与控制系统整个测温系统结构复杂、体积大、调整麻整个测温

8、系统结构复杂、体积大、调整麻烦、价格昂贵；仪表读数通常只反映被测烦、价格昂贵；仪表读数通常只反映被测物体表现温度物体表现温度(需进一步转换需进一步转换)；不易组成；不易组成测温、控温一体化的温度控制装置测温、控温一体化的温度控制装置鸿输珍蜀讼界扎记寅剿绥冤杉席忘虎贸额芍柑呛亡欧驮琳甥觉剐炎耻昭点传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量5断荐蕊斌持驳臼大榷滴朴卯厨壶昭映七溪擞缅厉岗涤楷刽则堰周氨朽篇兆传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量3.接触式测温接触式测温热膨胀式测温热膨胀式测温热电偶测温热电偶测温热电阻测温热电阻测温集成温度传感器测温（温

9、敏晶体管测温）集成温度传感器测温（温敏晶体管测温）梢看萌彩芭韭床劫舜瑟河吾蓉谅龚秩得宴骗谍惯茫涩九棍韩蚂霜吴酋奏根传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量设计原理：利用半导体设计原理：利用半导体PN结的电流电压与温度有关的特性。结的电流电压与温度有关的特性。优点：输出线性好、测量精度高优点：输出线性好、测量精度高,传感驱动电路、信号处理传感驱动电路、信号处理电路等都与温度传感部分集成在一起电路等都与温度传感部分集成在一起,因而封装后的组件体因而封装后的组件体积非常小积非常小,使用方便使用方便,价格便宜价格便宜,故在测温技术中越来越得到故在测温技术中越来越得到广泛应用。广

10、泛应用。本本节节简简要要介介绍绍IC温温度度传传感感器器的的类类型型、基基本本原原理理、主主要要特特性性及及其应用等有关问题。其应用等有关问题。集成温度传感器测温（温敏晶体管测温）集成温度传感器测温（温敏晶体管测温）柿低得琴彼俩檄恐墅干屁沼粒塔徘尺说敦重踊魔赢楼向男众柏褐磊勃速糙传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量71. IC1. IC温度传感器的分类温度传感器的分类电压型电压型IC温度传感器温度传感器；电流型电流型IC温度传感器温度传感器;数字输出型数字输出型IC温温度传感器。度传感器。电流型电流型IC温度传感器温度传感器是把线性集成电路和与之相容的薄膜工艺元是把

11、线性集成电路和与之相容的薄膜工艺元件集成在一块芯片上件集成在一块芯片上,再通过激光修版微加工技术再通过激光修版微加工技术,制造出性能优制造出性能优良的测温传感器。这种传感器的输出电流正比于热力学温度，即良的测温传感器。这种传感器的输出电流正比于热力学温度，即1A/K；其次，因电流型输出恒流，所以传感器具有高输出阻抗。；其次，因电流型输出恒流，所以传感器具有高输出阻抗。其值可达其值可达10M。这为远距离传输测温提供了一种新型器件。这为远距离传输测温提供了一种新型器件。电压型电压型IC温度传感器温度传感器是将温度传感器基准电压、缓冲放大器集成是将温度传感器基准电压、缓冲放大器集成在同一芯片上在同一

12、芯片上,制成一四端器件。因器件有放大器；故输出电压制成一四端器件。因器件有放大器；故输出电压高、线性输出可达高、线性输出可达10mV；另外；另外,由于其具有输出阻抗低的特由于其具有输出阻抗低的特性性,故不适合长线传输。故不适合长线传输。这类这类IC温度传感器特别适合于工业现场温度传感器特别适合于工业现场测量。测量。娟孔朱权谗障逢衬鬼盲峦诗肇读烹泅盎相食愉芋农疏枯培殷储鄂祷膳晒藕传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量8IC温温度度传传感感器器的的测测温温原原理理，是是基基于于晶晶体体管管的的PN结结随随温温度度变变化化而而产产生生漂漂移移现现象象研研制制的的。众众所所周

13、周知知，晶晶体体管管PN结结的的这这种种温温漂漂，会给电路的调整带来极大的麻烦。会给电路的调整带来极大的麻烦。但但是是，利利用用PN结结的的温温漂漂特特性性来来测测量量温温度度，可可研研制制成成半半导导体体温温度度传传感感元元件件。IC温温度度传传感感器器就就是是依依据据半半导导体体的的温温漂漂特特性性，经经过过精精心设计而制造出来的集成化线性较好的温度传感器件。心设计而制造出来的集成化线性较好的温度传感器件。2. IC2. IC温度传感器的测温原理温度传感器的测温原理迹悯啄胎蚤底灾敛芬序珍晓掉颇蒲耻交屋幌森猪至易终阉藩拎截瓜潍牙闷传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测

14、量9（一）电压输出型集成温度传感器（一）电压输出型集成温度传感器AN6701S是日本松下公司生产的电压输出型集成温度传感器，它有四个引是日本松下公司生产的电压输出型集成温度传感器，它有四个引脚，三种连线方式：脚，三种连线方式：(a)正电源供电，正电源供电，(b)负电源供电，负电源供电，(c)输出极性颠倒。输出极性颠倒。电阻电阻RC（改变（改变RC可改变工作温度范围和灵敏度），用来调整可改变工作温度范围和灵敏度），用来调整25下的输下的输出电压，使其等于出电压，使其等于5V，RC的阻值在的阻值在330k范围内。这时灵敏度可达范围内。这时灵敏度可达109110mV/，在，在-1080范围内基本误差

15、不范围内基本误差不1。输出AN6701 (a)1243RC515VAN6701输出 (c)10kRC3124515V -+100k10k100k AN6701 (b)213输出4515VRC3 3、ICIC温度传感器的主要特性温度传感器的主要特性搜馆响糟逾原问翟轧努烬愤毡狸桃悔秸事嚼危磐哥纬央镜否下斥街僳楷琢传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量10输出电压/V02468101220020406080RC=100kRC=10kRC=1k温度/CAN6701S的输入特性在在- -1080范围内，范围内，RC的值与输出特性的关系如下图。的值与输出特性的关系如下图。AN67

16、01S有很好的线性，非线性误差不超过有很好的线性，非线性误差不超过0.5%。若在。若在25时借助时借助RC将输将输出电压调整到出电压调整到5V，则，则RC的值约在的值约在330k间，相应的灵敏度为间，相应的灵敏度为109110mV/。校准后，在。校准后，在- -1080范围内，基本误差不超过范围内，基本误差不超过1。这种集成。这种集成传感器在静止空气中的时间常数为传感器在静止空气中的时间常数为24s，在流动空气中为，在流动空气中为11s。电源电。电源电压在压在515V间变化，所引起的测温间变化，所引起的测温误差一般不超过误差一般不超过2。整个集成电。整个集成电路的电流值一般为路的电流值一般为0

17、.4mA，最大不，最大不超过超过0.8mA。兰铣祥缸挂丘仙隅桔老缴腰名拌僧扇灭酵儡柏摆群隙增戍魂讼饼骂添嗡诈传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量11美国美国ADAD公司于公司于7070年代末率先推出体积仅同一只小功率高频晶体管大小的年代末率先推出体积仅同一只小功率高频晶体管大小的集成化半导体温度传感器集成化半导体温度传感器AD590AD590（电流输出型温度传感器的典型产品，典（电流输出型温度传感器的典型产品，典型的电流输出型温度传感器还有我国生产的型的电流输出型温度传感器还有我国生产的SG590SG590系列）。系列）。TO-52TO-52金属封装金属封装和和SI

18、OCSIOC封装封装 （二）电流型温度传感器（二）电流型温度传感器（AD590）蹈继捷啸稠奖访瑚笺抠庞妮救羔邢骄颜钥替叭寞镊攻晾反锦婆操瓦橱镰官传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量121 1伏安特性伏安特性工作电压：工作电压：4V30V，I 为一恒流值输出，为一恒流值输出，ITk，即，即KT标定因子，标定因子，AD590的标定因子为的标定因子为1A/K I =KTTK4V30V0I/AU/VAD590伏安特性曲线伏安特性曲线- -55+25+25+150+150218298423AD590AD590盈绝成姐阮娩姓犯鲍斥茵烃新爸猿言室聚引懈亲厄准扶商屋靖攻撩存狸先传感

19、器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量13 550 150 273.2AI/ ATC / CAD590温度特性曲线2 2温度特性温度特性其其温温度度特特性性曲曲线线函函数数是是以以Tk为为变变量量的的n阶阶多多项项式式之之和和，省省略略非非线线性项后则有性项后则有:Tc摄氏温度；摄氏温度；I 的单位为的单位为A。可可见见，当当温温度度为为0时时，输输出出电电流流为为273.2A。在在常常温温25时时，标定输出电流为标定输出电流为298.2A。I=KTTc273.2AD590AD590佐被分喀火椿署靶珐帐莱啡豢废舀许乡鹰乎艇炽窖耳控沮瓶蚜诅诬醉眶返传感器技术课件第十章 温度

20、的测量传感器技术课件第十章 温度的测量14电流电流- -电压转换电路电压转换电路（10mV/K） 增加负载电阻的增加负载电阻的阻值可提高输出电阻值可提高输出电压。压。AD590AD590基本测温电路基本测温电路 广泛应用于高精广泛应用于高精度温度计和温度计度温度计和温度计量方面。量方面。盎镊助购抉句亦豪肇倒南稚唯卉则瞬默尿滤惹净铸坠炸据噪硒艘姬遏寿鞠传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量15美美国国DALLAS公公司司生生产产的的单单总总线线数数字字温温度度传传感感器器DS1820，可可把把温温度度信信号号直直接接转转换换成成串串行行数数字字信信号号供供微微机机处处理

21、理。由由于于每每片片DS1820含含有有唯唯一一的的串串行行序序列列号号，所所以以在在一一条条总总线线上上可可挂挂接接任任意意多多个个DS1820芯芯片片。从从DS1820读读出出的的信信息息或或写写入入DS1820的的信信息息，仅仅需需要要一一根根口口线线（单单总总线线接接口口）。读读写写及及温温度度变变换换功功率率来来源源于于数数据据总总线线，总总线线本本身身也也可可以以向向所所挂挂接接的的DS1820供供电电，而而无无需需额额外外电电源源。DS1820提提供供九九位位温温度度读读数数，构构成成多多点点温温度度检检测测系系统统而而无需任何外围硬件。无需任何外围硬件。（三）数字输出型（三）数

22、字输出型ICIC温度传感器温度传感器恫稿镀酉皱臃毗挛档汉瞩霖笼颇绘伍胀须驳渣稳眩碧捉揉蜕僵呕挖徊研范传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量16DS1820DS1820的特性的特性u单线接口：仅需一根口线与单线接口：仅需一根口线与MCU连接；连接；u无需外围元件；无需外围元件；u由总线提供电源；由总线提供电源；u测温范围为测温范围为-55125，精度为，精度为0.5；u九位温度读数；九位温度读数；uA/D变换时间为变换时间为200ms；u用户可以任意设置温度上、下限报警值，且能够识别具体用户可以任意设置温度上、下限报警值，且能够识别具体报警传感器。报警传感器。脂鸡忿厉蓟

23、囊睬泣锥乌捉鲤找彼斟蹈官馋而碟侯郸恰噶部纲妥馆烫递鳃自传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量17在电脑中，集成温度传感器用于在电脑中，集成温度传感器用于CPUCPU散热保护电路散热保护电路散热风扇散热风扇集成温度集成温度ICCPU插座插座CPU散热片散热片历圭局舱厕邑辨毕甫唇叙挚叔嘴欧耙琳柔盂边忆表摘玻湿树泅底磅驰谴帮传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量184.非接触式温度测量非接触式温度测量是目前高温测量主要方法是目前高温测量主要方法测量时，只需把温度光学接收系统对准被测物体，因此不会破坏物体的温度场，测量时，只需把温度光学接收系统对准被

24、测物体，因此不会破坏物体的温度场，同时感温元件只接收辐射能，而不必达到被测物体的实际温度，因此可以测高同时感温元件只接收辐射能，而不必达到被测物体的实际温度，因此可以测高温。温。任何物体处于绝对零度以上时，因其内部带电粒子的运动，任何物体处于绝对零度以上时，因其内部带电粒子的运动，都会以一定波长的电磁波的形式向外辐射能量，只是在低都会以一定波长的电磁波的形式向外辐射能量，只是在低温时这种能量很微弱。温时这种能量很微弱。非接触式测温就是利用物体的辐射能量与温度之间的一定非接触式测温就是利用物体的辐射能量与温度之间的一定的函数关系来测温。的函数关系来测温。克毯人九山铝襟匙滔朝沙粗磁叠札涵寻病臂牲刷

25、斥阁瞻巡艇跃毡疆兜济幂传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量19非接触式温度传感器组成：非接触式温度传感器组成：热辐射源（被测物体）热辐射源（被测物体）辐射能量的传输通道辐射能量的传输通道大气、光纤、真空以及光学系统等大气、光纤、真空以及光学系统等接收和处理辐射信号的仪表接收和处理辐射信号的仪表即检测元件，将辐射能转换为电信号即检测元件，将辐射能转换为电信号崩牟雪浓椰蜜辞痉曼朵撼秆贵属虑式派黍挎界奢鸽丫铲削卫歌匡待助赁仁传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量201 1）辐射式温度传感器）辐射式温度传感器全辐射温度传感器全辐射温度传感器利用物体

26、在全光谱范围内总辐射能量与温度的关系来测量温利用物体在全光谱范围内总辐射能量与温度的关系来测量温度的，所以希望光学系统有比较宽的光谱特性，而且热敏元度的，所以希望光学系统有比较宽的光谱特性，而且热敏元件也采用没有光谱选择性的元件。件也采用没有光谱选择性的元件。斯蒂芬波尔兹曼定斯蒂芬波尔兹曼定律（全辐射强度定律）律（全辐射强度定律）温度为温度为T的绝的绝对黑体全部波长的辐对黑体全部波长的辐射出射度。射出射度。帘赤拖忆汕弛浊琐秀从世抽鳖团吓箭遍竭鼓坊菠穗岁砚激典脓汐辰肾吞辗传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量21典型全辐射温度传感器是辐射温度计（热电堆）典型全辐射温度传

27、感器是辐射温度计（热电堆）陇杰蛮缸厅茨辟揽罪泌妒褪慕扦施琢怎麓添腋足纲秽骗洪照绍粒祸弹颈在传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量22部分热辐射温度传感器部分热辐射温度传感器采用有光谱选择性的检测元件。采用有光谱选择性的检测元件。常见的部分热辐射式温度传感器的检测元件有：光电池、光敏电阻、红外常见的部分热辐射式温度传感器的检测元件有：光电池、光敏电阻、红外探测元件等，它们仅能对某一波长范围的光谱产生效应。因此它们要求能探测元件等，它们仅能对某一波长范围的光谱产生效应。因此它们要求能使工作光谱仅限于一定的光谱范围内，因此称为部分辐射温度传感器。使工作光谱仅限于一定的光谱范

28、围内，因此称为部分辐射温度传感器。典型的：典型的：红外温度传感器红外温度传感器 ：自然界中的任何物体，只要其温度在自然界中的任何物体，只要其温度在绝对零度以上，都会产生红外光向外界辐射能量，所辐射能量的大小，绝对零度以上，都会产生红外光向外界辐射能量，所辐射能量的大小，直接与该物体的温度有关：直接与该物体的温度有关：椽堑场松念蜜杉彻抓崇贺龙椎区突刨此俗港燃锯镐前玛该蔗勘孜售桂犁硕传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量23被测物体的热辐射线由光学系统聚焦，经光栅盘调制为一定频率的光能, 落在热敏电阻探测器上, 经电桥转换为交流电压信号, 放大后输出显示或记录。光栅盘由两

29、片扇型光栅板组成, 一块固定, 一块可动，可动板受光栅调制电路控制, 并按一定频率正、反向转动, 实现开(透光)、关(不透光), 使入射线变为一定频率的能量作用在探测器上。表面温度测量范围为0600, 时间常数为410ms。 惑牟妊猜岭空夸卷雾棠抉根虏宰胯于包龄驶封贾棺仙爹喝迟本由手倘任轴传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量24红外辐射测温仪红外辐射测温仪HY-303租颅党劝胺惹汞额退萧凳秃律噪叔屿炎仍干拽甸破埃檄尉丽郡略安输侯没传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量25红外辐射测温仪红外辐射测温仪HY-303n详细信息详细信息采用红外技术

30、，测量时无需接触被测物体，可以安全地采用红外技术，测量时无需接触被测物体，可以安全地检测难以接触的物体的温度，如带电设备，运动物体等，检测难以接触的物体的温度，如带电设备，运动物体等，对被测物体无污染和损坏。具有测量速度快，带激光瞄准，对被测物体无污染和损坏。具有测量速度快，带激光瞄准，携带方便，操作简单等特点。携带方便，操作简单等特点。测量范围：测量范围：-15500发射率：发射率：0.31.0数字可调数字可调分辨率：分辨率：1电源电源L一节一节6F22电池电池n人体主要辐射波长为人体主要辐射波长为9um-10um的红外线，而且由于该波的红外线，而且由于该波长范围内的光线不被空气所吸收，通过

31、对人体辐射红外能长范围内的光线不被空气所吸收，通过对人体辐射红外能量的测量便能准确地测定人体表面温度。量的测量便能准确地测定人体表面温度。巾寝刨冉裸湍涌菏申泵件狸揣泞魏暇缓渤连劝双玲吉枢远澄檄致漓盘操挪传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量26光学高温计是发展最早、应用最广的非接触式温度计之一。光学高温计是发展最早、应用最广的非接触式温度计之一。它结构简单，使用方便，测温范围广它结构简单，使用方便，测温范围广(7003200），一），一般可满足工业测温的准确度要求。般可满足工业测温的准确度要求。目前广泛用于高温熔体、炉窑的温度测量，是冶金、陶瓷目前广泛用于高温熔体、炉

32、窑的温度测量，是冶金、陶瓷等工业部门十分重要的高温仪表。等工业部门十分重要的高温仪表。2 2）光学高温传感器）光学高温传感器颁厚霞尾败浊明既孙秩市渍橡弘臻绩贤峪苯淬羡孕宁泡穿逃向感瓦铲丙悍传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量27光学高温计是利用受热物体的单色辐射强度随温度升高而增加的原理光学高温计是利用受热物体的单色辐射强度随温度升高而增加的原理制成，由于采用单一波长进行亮度比较，也称单色辐射温度计。制成，由于采用单一波长进行亮度比较，也称单色辐射温度计。光学高温计通常采用光学高温计通常采用0.66土土0.01m的单一波长，将物体的光谱辐射的单一波长，将物体的光谱辐

33、射亮度亮度L和标准光源的光谱辐射亮度进行比较，确定待测物体的温度。和标准光源的光谱辐射亮度进行比较，确定待测物体的温度。物体在高温下会发光，也就具有一定的亮度。物体的亮度与其辐射物体在高温下会发光，也就具有一定的亮度。物体的亮度与其辐射强度成正比。所以受热物体的亮度大小反映了物体的温度数值。通强度成正比。所以受热物体的亮度大小反映了物体的温度数值。通常先得到被测物体的亮度温度，然后转化为物体的真实温度。常先得到被测物体的亮度温度，然后转化为物体的真实温度。即用光学高温计测量被测物体的温度时，读出的数值将不是该物体的即用光学高温计测量被测物体的温度时，读出的数值将不是该物体的实际温度，而是这个物

34、体此时相当于绝对黑体的温度，即所谓的实际温度，而是这个物体此时相当于绝对黑体的温度，即所谓的“亮度温度亮度温度”。蚤徘惠段散碴容钉阐键撕氢场波畦愁仍盛渝售嘿症邯孝类据二拜佛技屁泽传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量28光学高温计主要有以下形式：光学高温计主要有以下形式：灯丝隐灭式灯丝隐灭式光学高温计光学高温计光电亮度式光电亮度式光电高温计光电高温计匀弛骇把夫食佩芒莉秤肪寞烩宪钱穿枪昔挨礼拐鉴麻朽揭辈摹字御贾荒栅传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量29光学高温计光学高温计原理原理：由人眼对热辐射体和高温计灯泡在单一波长附近的：由人眼对热辐射

35、体和高温计灯泡在单一波长附近的光谱范围的辐射亮度进行判断，调节灯泡的亮度使其在背光谱范围的辐射亮度进行判断，调节灯泡的亮度使其在背景中隐灭或消失而实现温度测量的。景中隐灭或消失而实现温度测量的。WGGZ型光学高温计的示意图如下图所示：型光学高温计的示意图如下图所示：巫然重澳路架柏艘荧鸡带亲罕爪惋岂晒敷兑玩倪坦寺蔷闺吮豺疹抓伴鳃绍传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量30光电高温计光电高温计光光学学高高温温计计在在测测量量物物体体的的温温度度时时，由由于于要要靠靠手手动动调调节节灯灯丝丝的的亮亮度度，由由眼眼睛睛判判别别灯灯丝丝的的“隐隐灭灭”，故故观观察察误误差差较较

36、大大，也无法实现自动检测和记录。也无法实现自动检测和记录。光电高温计优点：结构相对较简单，灵敏度高，测量范围光电高温计优点：结构相对较简单，灵敏度高，测量范围广，使用方便。广，使用方便。侍扮理久恐粕咐遇青续镀翔搅营您嫡皑嵌撅陨谰舷夹绒东拂典没史捆院胰传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量31国产WDL型光电高温计的工作原理示意图 窿拉娃歧吓酿燃令头张洗澜冉偏里漠撩部澄匝迫电奋伺胸洁酵啥谦氖呈靳传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量32光电高温计与光学高温计相比光光学学高高温温计计的的缺缺点点是是以以人人眼眼观观察察，并并需需用用手手动动平平衡

37、衡，因因此此不能实现快速测量和自动记录，且测量结果带有主观性。不能实现快速测量和自动记录，且测量结果带有主观性。最最近近，由由于于光光电电探探测测器器、干干涉涉滤滤光光片片及及单单色色器器的的发发展展，使使光光学学高高温温计计在在工工业业测测量量中中的的地地位位逐逐渐渐下下降降，正正在在被被较较灵灵敏敏、准确的光电高温计所代替。准确的光电高温计所代替。在在光光学学高高温温计计基基础础上上发发展展起起来来的的光光电电高高温温计计用用光光敏敏元元件件代代替人眼，实现了光电自动测量。替人眼，实现了光电自动测量。特特点点:灵灵敏敏度度和和准准确确度度高高；波波长长范范围围不不受受限限制制，可可见见光光

38、与与红红外外范范围围均均可可，测测温温下下限限可可向向低低温温扩扩展展；响响应应时时间间短短；便便于自动测量和控制，能自动记录和远距离传送。于自动测量和控制，能自动记录和远距离传送。夷蓝宫透缴蚜策袋杀硷娘宣田忘滞阔炒禹故夺穴锦杉饿霸绪敌沥剖呐鹃或传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量333 3）比色温度传感器）比色温度传感器通过测量热辐射体在两个以上波长的光谱辐射亮度之比来测量通过测量热辐射体在两个以上波长的光谱辐射亮度之比来测量温度的仪表，称为比色温度计。温度的仪表，称为比色温度计。 这种高温计属非接触测量，量程为这种高温计属非接触测量，量程为80020008002

39、000，精度为，精度为0.50.5，响应速度由光电元件及二次仪表记录速度而定。其优点是测温响应速度由光电元件及二次仪表记录速度而定。其优点是测温准确度高，反应速度快，测量范围宽，可测目标小，测量温度准确度高，反应速度快，测量范围宽，可测目标小，测量温度更接近真实温度，更接近真实温度，环境的粉尘，水气，烟雾等对测量结果的影环境的粉尘，水气，烟雾等对测量结果的影响小响小。可用于冶金、水泥、玻璃等工业部门。可用于冶金、水泥、玻璃等工业部门。 辗锭篆悼尖台贾窿乏术渴授泞肖缆膊拴尝早被扭酵圾桔谰囱馈梦浦您吉扎传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量34被测对象经物镜被测对象经物镜

40、1 1成像与成像与光栏光栏3,3,经光导棒经光导棒4 4投射到投射到分光镜分光镜6 6上上, , 它使长波它使长波( (红红外线外线) )辐射线透过辐射线透过, , 而使而使短波短波( (可见光可见光) )部分反射。部分反射。透过分光镜的辐射线再经透过分光镜的辐射线再经滤光片滤光片9 9将残余的短波滤将残余的短波滤去去, , 尔后被红外光电元件尔后被红外光电元件硅光电池硅光电池1010接收接收, ,转换成转换成电量输出；由分光镜反射电量输出；由分光镜反射的短波辐射线经滤波片的短波辐射线经滤波片7 7将长波滤去将长波滤去, ,而被可见光而被可见光硅光电池硅光电池8 8接收；转换成接收；转换成与波

41、长亮度成函数关系的与波长亮度成函数关系的电量输出。电量输出。将这两个电信号输入自动平衡显示纪录仪进行比较得出光电信号比将这两个电信号输入自动平衡显示纪录仪进行比较得出光电信号比, , 即可读即可读出被测对象的温度值。光栏出被测对象的温度值。光栏3 3前的平行平面玻璃前的平行平面玻璃2 2将一部分光线反射到瞄准反将一部分光线反射到瞄准反射镜射镜5 5上上, , 在经反射镜在经反射镜1111、目镜、目镜1212和棱镜和棱镜1313，便能从观察系统中看到被观测，便能从观察系统中看到被观测对象的状态，以便校准仪器的位置。对象的状态，以便校准仪器的位置。 荐散逼磕毯趣俏碴慧署查圾号访贡曙具汾疽蠕死幸贡愿羌扇黄队茹屋涪涤传感器技术课件第十章 温度的测量传感器技术课件第十章 温度的测量35