当前位置：文档之家 › 第10章 测温

第10章 测温

  • 格式：ppt
  • 大小：1.64 MB
  • 文档页数：70

下载文档原格式

  / 70

合集下载

传感器原理及其应用-第10章-红外传感器重点

传感器原理及其应用-第10章-红外传感器重点
红外热传感器的工作是利用辐射热效应。探测器件接收辐射 能后引起温度升高，再由接触型测温元件测量温度改变量，从 而输出电信号。与光子传感器相比，热传感器的探测率比光子 传感器的峰值探测率低，响应速度也慢得多。但热传感器光谱 响应宽而且平坦，响应范围可扩展到整个红外区域，并且在常 温下就能工作，使用方便，应用仍相当广泛。
第10章 红外传感器
10.2 红外传感器
红外传感器是将红外辐射能量的变化转换为电量变化的一种传 感器，也常称为红外探测器。它是红外探测系统的核心，它的 性能好坏，将直接影响系统性能的优劣。选择合适的、性能良 好的红外传感器，对于红外探测系统是十分重要的。
按探测机理的不同，红外传感器分为热传感器和光子传感器两
维恩公式比普朗克公式简单，但仅适用于不超过3000 K的温 度范围，辐射波长在0.4～0.75m 之间。当温度超过3000 K时， 与实验结果就有较大偏差。
从维恩公式可以看出，黑体的辐射本领是波长和温度的函数， 当波长一定时，黑体的辐射本领就仅仅是温度的函数，这就是 单色辐射式测温和比色测温的理论依据。
武汉理工大学机电工程学院
第10章 红外传感器
近年来，红外技术在军事领域和民用工程上，都得到了广泛 应用。军事领域的应用主要包括： (1) 侦查、搜索和预警； (2) 探测和跟踪； (3) 全天候前视和夜视； (4) 武器瞄准； (5) 红外制导导弹； (6) 红外成像相机； (7) 水下探潜、探雷技术。
10.2.1 红外光子传感器
红外光子传感器是利用某些半导体材料在红外辐射的照射下， 产生光电效应，使材料的电学性质发生变化。通过测量电学性 质的变化，就可以确定红外辐射的强弱。
武汉理工大学机电工程学院
第10章 红外传感器
按照红外光子传感器的工作原理，一般分为外光电效应和内 光电效应传感器两种。内光电效应传感器又分为光电导传感器、 光生伏特(简称光伏)传感器和光磁电传感器3种。 (1) 大部分外光电传感器只对可见光有响应。可用于红外辐射 的光电阴极很少。S-1(Ag-O-Cs)是一种。它的峰值响应波长 是0.8 m，光谱响应扩展到1.2 m。目前外光电效应探测器只用 于可见光和近红外波长范围。

10光电式传感器习题及解答

10光电式传感器习题及解答

第10章光电式传感器一、单项选择题1、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。

A. 光电效应传感器B. 红外热释电探测器C. 固体图像传感器D. 光纤传感器2、下列光电器件是根据外光电效应做出的是（）。

A. 光电管B. 光电池C. 光敏电阻D. 光敏二极管3、当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的（）。

A. 伏安特性B. 光照特性C. 光谱特性D. 频率特性4、下列光电器件是基于光导效应的是（）。

A. 光电管B. 光电池C. 光敏电阻D. 光敏二极管5、光敏电阻的相对灵敏度与入射波长的关系称为（）。

A. 伏安特性B. 光照特性C. 光谱特性D. 频率特性6、下列关于光敏二极管和光敏三极管的对比不正确的是（）。

A. 光敏二极管的光电流很小，光敏三极管的光电流则较大B. 光敏二极管与光敏三极管的暗点流相差不大C. 工作频率较高时，应选用光敏二极管；工作频率较低时，应选用光敏三极管D. 光敏二极管的线性特性较差，而光敏三极管有很好的线性特性7、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。

A. 光电效应传感器B. 红外热释电探测器C. 固体图像传感器D. 光纤传感器8、光敏电阻的特性是（）A．有光照时亮电阻很大 B．无光照时暗电阻很小C．无光照时暗电流很大 D．受一定波长范围的光照时亮电流很大9、基于光生伏特效应工作的光电器件是（）A．光电管 B.光敏电阻C．光电池 D.光电倍增管10、CCD以（）为信号A. 电压B.电流C．电荷 D.电压或者电流11、构成CCD的基本单元是（）A. P型硅B.PN结C. 光电二极管D.MOS电容器12、基于全反射被破坏而导致光纤特性改变的原理，可以做成（）传感器，用于探测位移、压力、温度等变化。

A.位移B.压力C.温度D.光电13、光纤传感器一般由三部分组成，除光纤之外，还必须有光源和( )两个重要部件。

A.反射镜B.透镜C.光栅D.光探测器14、按照调制方式分类，光调制可以分为强度调制、相位调制、频率调制、波长调制以及( )等，所有这些调制过程都可以归结为将一个携带信息的信号叠加到载波光波上。

10第十章 矿化阶段及矿物的生成顺序

10第十章 矿化阶段及矿物的生成顺序

第十章矿化阶段及矿物的生成顺序矿床是经过较长的地质时期，在一定的成矿作用下产生的。

矿化期、矿化阶段和矿物生成顺序等能反映矿床、矿体、矿石及其组成矿物等的形成作用以及它们在空间和时间上的演化特征。

因此它们能为恢复成矿历史和确定矿床成因等提供基础资料，具有一定的理论与实际意义。

第一节矿化期及矿化阶段一、矿化期(一)矿化期的基本概念矿化期也称成矿期，是指一个较长的成矿作用过程。

不同的矿化期反映了成矿地质条件和物理化学条件有显著的差别，同时各成矿期之间具有较长的时间间隔。

根据成矿作用的特点，可以划分为岩浆矿化期、伟晶岩矿化期、气成热液矿化期、风化矿化期、沉积矿化期以及变质矿化期等。

如与某个岩浆源有关的高温深成条件下，岩浆成矿作用的全过程即为岩浆矿化期。

于常温常压下，在水盆地中的沉积成矿作用的过程为沉积矿化期等等。

矿床的形成可以经历一个或多个矿化期，但有经济价值的，主要造矿矿物沉淀的矿化期往往是比较集中，并是由它们可以帮助确定矿床的成因。

例如安徽某硫铁矿矿床的形成是经历了滨海一泻湖沉积矿化期、气水热液矿化期以及表生矿化期等，主要造矿矿物产于沉积期与热液期，矿床系沉积-热液改造成因的。

(二)矿化期的确定不同矿化期中，由于它们的成矿作用、地质条件和物理化学条件不同，反映在矿床的产状、矿体和矿石的特点上亦不相同，确定矿化期应注意以下主要问题：1．必须对矿床的基础地质进行观察分析，了解成矿地质条件和矿体的产出特点．如甘肃白银厂黄铁矿型铜矿床，矿床产于寒武纪变质的中酸性火山沉积岩系中，包括火山沉积岩、火山碎屑岩及火山熔岩等交互成层，并夹有千枚岩和大理岩。

于火山沉积期形成块状黄铁矿化，矿体的直接围岩为凝灰岩，矿体呈似层状，与围岩整合产出，反映沉积成矿作用的特点。

以后由于中酸性火山热液成矿作用的叠加产生了铜矿化、黄铁矿化并伴有金矿化，从而形成了主要由网脉状和浸染状矿石构成的含铜黄铁矿矿体，一些富铜矿脉明显受构造控制。

围岩有强烈地硅化和绢云母化现象，显然具有热液矿床的特点。

10第十章-稳态工况法及加载减速的检测

10第十章-稳态工况法及加载减速的检测

- 117 -石家庄华燕交通科技有限公司机动车检测培训教材（原理篇）第十章 稳态工况法及加载减速的检测对于在用的汽油车和柴油车来说，按照以往的做法，对在用汽车排放检测时用的是怠速法、双怠速法和自由加速法，由于这几种方法与汽车行驶时的工况有较大差异，不能完全反映汽车的实际排放水平。

而且，汽油车排放物中的NO ，只是在汽车有负荷，且发动机温度较高时才生成，在怠速工况下，NO 的生成都很少，但NO 却是汽油车排放物中的一种主要的污染物，对环境空气的污染后果较大，有必要进行有效的检测和控制。

为了解决这几种方法与汽车运行情况差异太大的问题，汽油车的ASM 工况法（稳态工况法）和柴油车的加载减速试验法，成为了在用车的汽车排放检测的实用方法。

依据标准：GB18285-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值和测量方法》、GB3847-2005《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值和测量方法》、HB/T291-2006 《汽油车稳态工况法排气污染物测量设备技术要求》、HB/T290-2006 《汽油车简易瞬态工况法排气污染物测量设备技术要求》、HB/T241-2005 《确定压燃式发动机在用车加载减速法排气烟度排放限值的原则和方法》。

10.1 轻型底盘测功机结构及原理10.1.1 轻型测功机基本结构1功率吸收装置（电涡流测功机） 7同步带及同步轮 13气囊举升器2连轴器 8飞轮 14万向连轴器3手动挡轮 9 速度传感器 15反拖电机及传动带4滚筒 10扭力传感器 16框架5产品铭牌及中间盖板 11力臂 17起重吊环6滚筒轴承 12轮胎挡轮图10-1 测功机结构第十章 稳态工况和加载减速的检测- 118 -10.1.2 设备组成及测试原理图10-2 设备组成彩色电视废气分析仪透射式 烟度计 底盘测功- 119 - 石家庄华燕交通科技有限公司机动车检测培训教材（原理篇）底盘测功机是一种可用于辅助机动车尾气排放检测的试验设备。

光纤测温传感器

光纤测温传感器


10.2.1
半导体光吸收型光纤温度传感器
许多半导体材料在它的红限波长 g （即其禁带宽度对应 的波长）的一段光波长范围内有递减的吸收特性，超过这 一波段范围几乎不产生吸收，这一波段范围称为半导体材 料的吸收端。 例如 GaAs, CdTe 材料的吸收端在0.9 μm 附近，如图10.1(a)所示。
液作为温度敏感探头，并分别采用波长为 655 nm 和 800nm 的光作为敏感信号和参考信号。

10.2.2
热色效应光纤温度传感器
这种温度传感器的组成如图10.4所示。 光源采用卤素灯泡，光进入光纤之前进行斩波调制。探头 外径 1.5mm，长为 10 mm，内充钴盐溶液，两根光纤插入
图10.11示出了信号检测系统的原理框图。采用这样的系
统，在 500℃ ~ 1800℃ 的高温范围内，测温精度高达 0.1％。如果采用光谱校准技术，测温精度可达 0.05％ 。

10.3.3
热辐射光纤高温传感器
图10.11
信号检测系统的原理框图

这个原理的。
热辐射光纤高温传感器
热辐射光纤高温传感器是基于光纤被加热要引起热辐射 接触式热辐射光纤高温传感器通常有两种构成方式：分 布黑体腔和固定黑体腔。 固定黑体腔光纤高温传感器，其构成原理如图10.10所示。
图10.10
固定黑体腔光纤高温传感器的构成原理

10.3.3
式中，t t2 t1
；A是常数； I P (T ) 是停止激励时的荧
(T ) 是荧光余辉寿命， 光峰值强度，t 是温度的函数；
是温度的函数。
式(10.1)表明，I P (T ) 和 (T ) 是两个与温度T 有关的 独立的参数，可用于计量温度。联合使用这两个温度参 数实现温度计量的方法是所谓的余辉强度积分法，即

第10章 机械工程中的温度测量

第10章 机械工程中的温度测量
第10章 机械工程中温度的测量 10章 主要内容： 主要内容：
10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 温度的测量方法 电阻式温度传感器 热电偶 数字温度传感器 机床的温度和热变形测试
10.1
温度的测量方法
1．测温原理
如果两物体的温度不等，它们之间就有热不平衡， 如果两物体的温度不等，它们之间就有热不平衡，也 就有热交换，热量就会由高温物体传输到低温物体。 就有热交换，热量就会由高温物体传输到低温物体。若利 用这一原理，我们就可以测量物体的温度。 用这一原理，我们就可以测量物体的温度。
2. 温度传感器分类
3．温标
(1)摄氏温标（℃） (2)华氏温标(℉) (3) 热力学温标（K，开尔文） (4)国际实用温标（IPTS）
10.2 电阻式温度传感器
1． 铂电阻温度计
铂电阻温度计由于准确度高，稳定性好，在-259.34～ 630.74℃温度范围内可以铂电阻温度计为标准温度计。
2 铜电阻温度计 铜电阻的电阻温度函数表达式为：
另外一端则称为参考端也称自由端热电动势由接触电动势和温差电动势两部分组lnkt接触电子示意图热电偶的热电势lnln均匀导体定律由单一的均匀金属构成的热电偶闭合回路即满足无论冷热端的温差多大也不会产生热电动势中间导体定律在热电偶回路中插入测量仪表或插入第三种材料只要插入材料的两端的温度相同则插入后对回路热电动势没有影响
热电动势由接触电动势和温差电动势两部分组 成 1) 接触电动势 2) 温差电动势
kT nA EAB (T ) = ln e nB
E (T ) = σ dT ∫T A A T EB (T ) = ∫ σ B dT T
T
0 0
接触电子示意图
kT nA kT0 nA EAB (T , T0 ) = ∫ σ A dT − ∫ σ BdT + ln − ln T T e nB e nB

10第十章 稳态工况法及加载减速的检测

第十章稳态工况法及加载减速的检测对于在用的汽油车和柴油车来说，按照以往的做法，对在用汽车排放检测时用的是怠速法、双怠速法和自由加速法，由于这几种方法与汽车行驶时的工况有较大差异，不能完全反映汽车的实际排放水平。

而且，汽油车排放物中的NO，只是在汽车有负荷，且发动机温度较高时才生成，在怠速工况下，NO的生成都很少，但NO却是汽油车排放物中的一种主要的污染物，对环境空气的污染后果较大，有必要进行有效的检测和控制。

为了解决这几种方法与汽车运行情况差异太大的问题，汽油车的ASM工况法（稳态工况法）和柴油车的加载减速试验法，成为了在用车的汽车排放检测的实用方法。

依据标准：GB18285-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值和测量方法》、GB3847-2005《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值和测量方法》、HB/T291-2006 《汽油车稳态工况法排气污染物测量设备技术要求》、HB/T290-2006 《汽油车简易瞬态工况法排气污染物测量设备技术要求》、HB/T241-2005 《确定压燃式发动机在用车加载减速法排气烟度排放限值的原则和方法》。

10.1 轻型底盘测功机结构及原理10.1.1 轻型测功机基本结构1功率吸收装置（电涡流测功机） 7同步带及同步轮 13气囊举升器2连轴器 8飞轮 14万向连轴器3手动挡轮9 速度传感器15反拖电机及传动带4滚筒 10扭力传感器 16框架5产品铭牌及中间盖板 11力臂 17起重吊环6滚筒轴承 12轮胎挡轮图10-1 测功机结构- 117 -- 118 -10.1.2 设备组成及测试原理图10-2 设备组成主控柜 计算机 打印机 彩色电视废气分析仪透射式 烟度计底盘测功地锚车辆散热风扇挡车器电机变 频器底盘测功机是一种可用于辅助机动车尾气排放检测的试验设备。

用测功机模拟汽车在实际行驶时的不同负载及各种运动阻力，来实现对不同尾气排放检测工况的模拟。

《基础护理学》第10章题库

《护理学基础》第10章题库第十章一、单选题1C 2C 3A 4A 5A 6A 7C 8D 9B 10B11D 12A 13D 14D 15C 16A 17B 18C 19C 20E1（）护理高热病人不符合要求的是A、病人卧床休息B、冰袋放腋窝、头顶部C、每日测体温4次D、给予高热量流质或半流质饮食E、病情允许情况下多饮开水2（）可采用口腔测温的是A、支气管哮喘者B、急性左心衰竭者C、胃溃疡出血者D、精神异常者E、小儿患者3（）患者张某，男性，50岁，因“胃溃疡”住院，由于不慎咬破体温计，吞下水银，立即采取的措施是：A、清除口腔内玻璃碎屑B、催吐C、口服大量牛奶D、服用大量韭菜E、洗胃4（）患者李某，女性，40岁，患“结核性脑膜炎”处于昏迷状态，下列措施正确的是A、测口温时护士应用手扶托B、义齿取下后浸泡在温水中C、防止坠床应用约束带保护D、插鼻饲管前应将病人头向后仰E、用橡胶气圈防止褥疮发生5（）体温升高至39℃以上，持续数日，日差不超过1℃，见于A、伤寒B、疟疾C、流感D、败血症E、流感6（）体温上升期病人表现为:A、畏寒、皮肤苍白、无汗B、畏寒、皮肤潮红、多汗C、畏寒、皮肤潮红、无汗D、畏寒、皮肤苍白、多汗E、皮肤潮红、出汗、少尿7（）代谢性酸中毒患者的呼吸异常表现为:A、吸气呼吸困难B、呼吸间断C、呼吸深大D、呼吸浅快E、呼吸不规则8（）血压的生理性变化,其哪一项是错误的:A.睡眠不佳时,血压可稍升高B.傍晚血压高于清晨C、寒冷环境中血压上升 D.高热环境中血压上升E、45岁前的成年人中，男性血压要比女性高9（）检查体温计的准确性的水温应是A、30℃以下B、35℃以下C、40℃以下D、45℃以下E、37℃以下10（）“不规则热”多见于A、肺炎球菌肺炎B、流行性感冒C、败血症D、伤寒E、疟疾11（）高热病员退热期提示可能发生虚脱的症状是A、皮肤苍白，寒战B、头晕，出汗，疲倦C、脉搏呼吸渐慢，出汗D、脉细数，四肢湿冷，出汗E、恶心，无汗，乏力12（）为房颤病人测脉搏哪项不正确A、由两人各测1分钟心率脉率B、以分数式记录心率/脉率C、将食、中、无名指的指端按在桡动脉上D、压力大小以清楚触到脉搏为宜E、二位护士同时开始测量13（）某高血压脑溢血患者，伴右上肢偏瘫，护士在测血压时正确的是A、袖带缠在上臂下部B、松紧以放入二指为宜C、听不清应立即重测D、袖带宽为12cmE、左侧卧位时应测右侧上肢的血压14（）失血性休克病人的脉搏特征是A、绌脉B、奇脉C、洪脉D、丝脉E、脉搏短绌15（）属于节律改变的呼吸是A、鼾声呼吸B、呼吸缓慢C、毕奥氏呼吸（间断呼吸）D、蝉鸣样呼吸E、酸中毒呼吸16（）发热最常见的病因是A、感染B、无菌坏死组织的吸收C、变态反应性疾病D、体温调节中枢机能失常E、外伤17（）以下哪种情况可使基础体温增高：、A、饥饿状态下B、女性月经前C、进食前D、沐浴时E、睡梦中18（）护理高热病员，不符合要求的是A、病员卧床休息B、给高热量流质或半流质饮食C、每日测量体温四次并观察脉搏、呼吸与血压等D、头袋放前额、腋窝19（）测量成人直肠温度时，将肛表插入肛门的深度为:A.1～2cmB.2～3cmC.3～4cmD.4～5cmE.5～6cm20（）.一垂危病人呼吸微弱不易观察，测量呼吸时此时应采取何种方法观察:A.耳朵贴近病人口鼻处,听其呼吸声响B.手背置病人鼻孔前,以感觉气流C.手按胸腹部,观察其起伏次数D.测脉率除以4,以测呼吸次数E.用少许棉花置病人鼻孔前,观察棉漂动次数二、填空：1、测量血压时，被测肢体应与处于同一水平，坐位时，肱动脉应平，卧位时肱动脉平。

第十章 锅炉火焰检测系统

T= C2(1/λ1-1/λ2)/In[Eλ1(T)/ Eλ2(T)( λ1/λ2)2] ……………………….(6)
比色测温根据同一时刻测量到的两个相邻波长幅射能的“比值”确 定温度值，镜头污染，器件特性漂移等时变因素相互抵消，同时，测量 过程是可延续可重复的。彩色工业摄像机所拍摄的炉膛内部图像的每一 个像素都是由红(R)绿(G)蓝(B)三基色组成，可以从红绿蓝中任取两值 相比，根据比值确定每个像素对应的温度。利用参考测温及推温度反推 温度分布的检测计算方法，实时监测特定波长下的炉内幅射能及其变化 率，重建炉膛温度场（二维或三维）。该方法是通过比色法实时测得视 场中某一参考点（ｉ０，ｊ０）实际温度，计算对应点相应波长下的实 际幅射能量Ｅλ（ｉ０，ｊ０）。假设ＣＣＤ在可见光范围内的光电转 换特性为ｆ（·），可以通过光学电路设计或数字补偿方法线性化，确 定当前测量条件下图像亮度Ｓλ（ｉ０，ｊ０）和Ｅλ（ｉ０，ｊ０） 之间的比例系数Ｋ，再由ＣＣＤ图像数据计算炉膛其它区域的实际幅射 能量值Ｅλ（ｉ，ｊ），最后反推出温度分布值。可见比色测温是实现 ＣＣＤ火焰图像处理过程中的灰度归一化的有效方法。
微元和面积微元上CCD 象素E（IJ）的辐射份额系数，称为REAK数它 们由各个元素的辐射特性参数所决定，可采用结合Monte Carlo方法的 快速算法得解。
READ数中包含了炉膛燃烧空间的多次散射和非独立散射的影响。以 及其它非直接辐射区域的影响。另外考虑到现有的计算方法、计算机硬 件和CCD器件分辨率及记录精度等性能的限制，一般只将镜头视角之内 的有效燃烧区域划分为有限的子域进行分析计算，因此，（7）式演变 成：
2）火焰幅射图像处理 Ａ幅射计算 幅射以电磁波的形式传播，通过传播空间时将产生散射和被吸收， 在充满气固两相流动介质的炉膛空间的过程更加复杂多变。针对这一过 程的特殊性，火焰图像的处理基本上采用不确定性视觉计算的方法，重 点在于幅射性质的研究和计算，假定炉膛空间的有效燃烧区域为一个由 灰色固体壁面包灰色气体组成的物理空间。理论上，具有mxn个像素的 ＣＣＤ器件的任一个像素Ｅ（λ，ｊ）可接受到的幅射能可归纳为下 式。 E（ij）=∫∫∫（Ω）R(dj)(x、y、z)→(ij)4kg(x、y、z)Бt4g(x、 y、 z)dxdydz+∫∫(s)Rdw[(x/,y/)→（ij）]εw(x/,y/)Бt4g(x/,y/)dx/dy/ ………………(7) 式中：（ｘ，ｙ，ｚ）为炉膛空间基准坐标系；（ｘ’,y’）为炉 膛周边各壁面在基准坐标下的变换坐标；Kg为介质的消光系数，εω为 壁面吸收率；Tg为微元温度；Rαg和Rdw分别为气体和壁面在相应体积

红外测温典型图谱

第四章 隔离开关红外检测诊断故障典型图谱 ............................................................ 34
1． 隔离开关刀口过热 ...................................................................................................................... 34 2． 隔离开关转头过热 ...................................................................................................................... 35 3． 隔离开关接线板过热 .................................................................................................................. 36
第五章 互感器红外检测诊断故障典型图谱 .................பைடு நூலகம்.............................................. 37
1． 电流互感器头部过热 .................................................................................................................. 37 2． 电流互感器头部温度异常........................................................................................................... 38
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
29
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3.85×10-3/C 。
R t R 0 (1 A t )
按IEC标淮，使用温度已扩大到-200～850 C，初始电阻有100和10两种。
30
目前工业用铂电阻分度号为Pt100和Pt10，其 中Pt100更为常用。
10.5 光辐射测温方法及仪表
非接触测温—利用光辐射来测量物体温度
1、任何物体温度高于绝对零度（-273.16C）时， 都将有热辐射，温度越高，则发射到周围空间的 能量就越多。 2、辐射能以波动形式表现出来，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、温度测量中主要是可见光和红外光，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。
t F 9 5
6
t C 3 2
2.热力学温标
热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标。
分子运动停止时的温度为绝对零度；
热力学温标（符号为T）它的单位为开尔文 （符号为K），定义为水三相点的热力学温度的 1/273.16。 相当摄氏温标0℃，华氏温标32℉的开氏温标 为273.15K。
6
0 .1 1
2
400 m
21
0 . 0005
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。
22
双金属温度计的感温
双金属元件的形状有 平面螺旋型和直线螺 旋型两大类，其测温 范围大致为-80℃— 600℃，精度等级通 常为1.5级左右。 双金属温度计抗振性 好，读数方便，但精 度不太高，只能用做 一般的工业用仪表。
3. 温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。
3
二、 温标
用来量度物体温度数值的标尺叫温标。 它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度 的基本单位。 目前国际上用的较多的温标有经验温标(华氏 温标、摄氏温标等)、热力学温标。
4
二、 温标
1.经验温标


以物体热胀冷缩现象为基础。
认为选定的测温物质体积的变化与温度成线 性关系。 把在两温度点之间体积的总变化分为若干等 分，每个等分定义为1度。 按这个原则建立的有摄氏温标、华氏温标 。
整个测温系统结构复杂、体积大、调整麻 烦、价格昂贵；仪表读数通常只反映被测 物体表现温度(需进一步转换)；不易组成 测温、控温一体化的温度控制装置
10
3、测温仪器
接触式测温仪器
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（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
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。 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。
38
三线制接法
39
二线制接法
要求引线电阻不超过铜电阻R0的 0.2%
40
四线制接法 电位差计测量电阻电路
5


摄氏温标 ：标准仪器是水银玻璃温度计。规
定在标准大气压下，水的冰点为0度，沸点为 100度，水银体积膨胀被分为100等份，对应 每份的温度定义为1摄氏度，单位为“oC”；
华氏温标 ：标准仪器是水银温度计，按照华
氏温标，水的冰点为32oF，沸点是212oF。 分成180等份，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：
41
(五) P-N结与集成电路温度传感器
1、锗和硅二极管的正向压降以-2mV/C的斜率随温度变 化； 2、晶体管的基极-发射极电压Vbe 与温度基本成线性关系。
U
be
U
0

kT e
ln(
T
Ic2

)
集成电路温度传感器将温敏晶体管与激励电路、放大电 路等辅助电路集成在同一块芯片上，能直接给出正比于 绝对温度的理想线性输出，一般用于-55℃~150℃之 间 的 温 度 测 量 ， AD590 （ 1μA/C ） ， ICL8073 42 （1mV/C ）….
双金属片温度计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。 当温度变化时，由于两种材料的膨胀系数不同而使双 金属片的曲率发生变化，自由端产生位移，经传动放大 机构带动指针指示温度值。
20
设在零摄氏度时双金属片处于没有弯曲的水平状 态，当温度变为T时，自由端的弯曲变形为:
8
2、非接触式测温
感温元件不与被测对象相接触，而通过热辐射 进行热交换；
具有较高的测温上限；
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。
9
接触式与非接触式测温特点比较
方 式 测量 条件 接 触 式 感温元件要与被测对象良好接触；感温元件 的加入几乎不改变对象的温度；被测温度不 超过感温元件能承受的上限温度;被测对象不 对感温元件产生腐蚀 特别适合1200℃以下、热容大、无腐蚀性 对象的连续在线测温，对高于l 300℃以上 的温度测量较困难 工业用表通常为1.0、0.5、0.2及0.1级， 实验室用表可达0.01级 慢，通常为几十秒到几分钟 非 接 触 式 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
电接点压力式温度 计
25
26
10.4 电阻温度计
利用导体和半导体的电阻随温度变化这一性质做成的 温度计称为电阻温度计。
大多数金属在温度升高1C 时电阻将增加0.4％～0.6％。 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2％～6％。 目前由纯金属制造的热电阻的主要材料是铂、铜和镍。
热电式温度计（包括热电偶和P-N结温度计以及其它 原理的温度计）：利用热电效应
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。
11
各类温度检测方法构成的测温仪表的大体测温范围
12
10.2 膨胀式温度计和压力式温度计
一、膨胀式温度计
是基于物体受热时产生膨胀的原理，分为液体膨胀式 和固体膨胀式两类。 1. 液体膨胀式温度计
8
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。
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。 初始电阻有100和50两种。
33
(三) 半导体热敏电阻
材料：半导体 --- 半导体热电阻
特点： （1）温度系数大 → 灵敏度高 （为热电阻10-100倍） （2）结构简单，体积小 → 可以测量点温度 （3）电阻率高、热惯性小 → 适于动态测温 （4）易于维护、使用寿命长 → 适于现场测温 （5）互换性差，非线性严重，精度低 （6）成本低，应用广泛 分类：正温度系数热敏电阻(PTC)
23
二、压力温度计
压力温度计是根据一
定质量的液体、气体、 蒸汽在体积不变的条 件下其压力与温度呈 确定函数关系的原理 实现其测温功能的。 压力温度计的典型结 构示意图
24
这类压力温度计其毛细管细
而长(规格为1—60m)它的 作用主要是传递压力，长度 愈长，则使温度计响应愈慢， 在长度相等条件下，管愈细， 则准确度愈高。 压力温度计和玻璃温度计相 比，具有强度大、不易破损、 读数方便，但准确度较低、 耐腐蚀性较差等特点。
Y KL T t
式中：K——两种金属的热膨胀系数的差值；
L——双金属片的长度； T——温度；
2
t——双金属片的厚度。
设双金属片的长度为L=10cm，厚度为t=0.0005m，钢和锌 的热膨胀系数的差值为K=20×10-6/℃，温度改变ΔT=1℃时，自 由端的变形量为
Y KL T t
2

20 10
L、R0——电位器有效长度和总电阻 x——电刷位置
35
(五) 电阻温度计的测温误差
热电阻测温系统的误差包括：

热电阻的基本误差

引线电阻误差
36
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。
37
引线电阻误差
27
28
(一) 铂电阻温度计
铂是一种贵金属。它的特点是精度高，性能稳定性，
耐氧化性能很强。铂在1200C以下都能保证上述特性。 铂很容易提纯，复现性好，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， 铂有较高的电阻率，因此普遍认为是一种较好的热电 阻材料。 缺点：铂电阻的电阻温度系数比较小； 价格贵
测量 范围
原理上测量范围可以从超低温到极高温， 但1000℃以下，测量误差大，能测运动物 体和热容小的物体温度 通常为1.0、1.5、2.5级
精 度
响应 速度
快，通常为2～3秒钟
其它 特点
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 测物体实际温度；可方便地组成多路集中 测量与控制系统
B( 1 T 1 T0 )
负温度系数热敏电阻(NTC)
RT R0e
非线性
临界温度系数热敏电阻(CTR)
34
(四) 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
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 x Rt R w R0 L
第十章
温度的测量