復習§2-1-2熱電阻測溫特點：精度高、穩定性好，靈敏度高，測平均溫度；體積大，動態特性差（指標準熱電阻）。一、常用的熱電阻元件鉑熱電阻Pt50Pt100（R0=100Ω）Pt300銅熱電阻Cu50Cu100其他二、熱電阻測量工業上①不平衡電橋，②自動平衡電橋試驗室中①平衡電橋，②電位差計熱電阻溫度變送器二、三線制（不平衡電橋）三、熱電阻校驗與誤差自熱§2-1-3、其他接觸式測溫儀表玻璃溫度計雙金屬溫度計壓力式溫度計§2-1-4接觸式測溫技術與誤差分析一、管道中流體溫度測量導熱誤差分析消退誤差的方法保溫(Tw↑)、增加al、減小l和d二、高溫氣體溫度測量輻射誤差分析消退誤差的方法遮熱罩、抽氣、雙電偶高速氣流溫度測量速度誤差分析1.

氣流總溫與靜溫靜溫是氣體分子無規熱運動平均動能的反映，記為T0動溫是氣體分子有規定向運動動能的反映，記為總溫靜溫測量：傳感器靜止于高速氣流中，必有相對速度，傳感器測得的不是靜溫。總溫測量：T*～Tr（有效溫度－傳感器指示值）。復原系數：表示氣流被傳感器滯止復原為內能的實力速度誤差四、壁面溫度測量

壁面溫度測量二種方式：①接觸式熱電偶熱電阻適合保溫狀況②非接觸式輻射溫度計適合袒露表面

接觸式壁面溫度測量解決的主要問題：由于接觸，破壞了被測壁面溫度場，產生測量誤差。當ts>ta,tr<ts測量溫度（熱接點溫度tr）低于壁面實際溫度ts熱電偶焊接測溫試驗室常用影響壁面溫度測量精度的因素1)

與熱電偶同被測壁面接觸方式有關基本接觸方式：點接觸、分立接觸、等溫線接觸。導熱分析：三種狀況除接觸方式不同外，其余條件同。但接觸點處溫度不同：點接觸，tr下降最大；分立接觸，熱量由二點處導出，每一接點因導出熱量小而使tr下降較點接觸為小；等溫線接觸，接觸點處導出熱量微小，tr下降甚微。由導熱分析可知，以等溫線接觸方式誤差最小。2)

與壁面材料導熱性能有關導出熱量q由接點四周壁面匯合于接點。若熱電偶材料、壁面溫度ts、環境溫度ta確定時，導出熱量q確定。，明顯，λ↑，（ts-tr）↓,即導熱誤差減小。3)

與熱電偶材料導熱性能、幾何尺寸有關熱電偶材料λ↓，導出熱量q↓，（ts-tr）↓；熱電偶d↓,l↑,則q↓，（ts-tr）↓。4)與接點四周傳熱有關，保溫可以大大降低壁面溫度測量誤差。§2-1-3非接觸式溫度測量

接觸式測溫的局限性：a).測溫范圍受限，不超過2800℃b).破壞溫度場，測得的溫度為溫度場被破壞后的溫度（如壁面溫度測量）。c).難以測量運動體溫度，尤其轉動體非接觸式溫度測量可克服以上缺點，且具有響應快、靈敏度高的特點。但：結構困難、精度在可比的范圍內不及接觸式溫度測量測量結果與放射率有關光學高溫計1.

工作原理

利用發熱物體單色輻射強度隨溫度變更，通過亮度比較實現溫度測量。無線電波紅外線可見光紫外線倫琴射線射線熱射線電磁波譜波長l

m約為0.4-600m250000246108500015000350002000010000300001400℃1200℃1000℃800℃600℃λ/μm1.155×10－6Eλ,0/Wm-2

普朗克定律圖示dλ250000246108500015000350002000010000300001400℃1200℃1000℃800℃600℃λ/μm1.155×10－6Eλ,0/Wm-2

普朗克定律圖示dλ

普郎克公式對確定黑體：

溫度3000K以下，可用維恩公式代替，誤差在0.3K以內：對于非黑體需用黑度系數修正

亮度與溫度關系（實際物體）波長下，亮度B和它的E成正比。光學高溫計中，亮度與溫度關系為：已知輻射率(黑度)，測量特定波長輻射亮度，可以得到被測物體的溫度。亮度測量通過亮度平衡法實現。2.

亮度溫度

光學高溫計以確定黑體（＝1）刻度。只有當＝1，被測物體溫度才真正等于示值溫度。稱示值溫度為被測物體“亮度溫度”。

定義：在波長為的單色輻射中，若物體在溫度T時的亮度B和確定黑體在溫度Ts時的亮度B0相等，則把確定黑體溫度Ts稱為被測物體在波長時的亮度溫度。

亮度溫度與實際溫度關系隱滅式光學高溫計

單色：0.62~0.72mm

紅色濾光片（5）

吸取玻璃（2）1物鏡2吸取玻璃（高溫）3燈絲4目鏡5紅色濾光片6溫度指示（電流）7燈絲亮度調整光學高溫計實物全輻射高溫計1.

工作原理

由全輻射強度與溫度關系，通過測全輻射能量→溫度全輻射定律（斯蒂芬－波爾茨曼積分）

全輻射能量測量用光電池、熱電堆輻射溫度

被測物體的“輻射溫度”（示值溫度，類似亮度溫度的概念），以Tp表示。輻射溫度與被測物體真實溫度關系為：

2.

影響測溫精度的因素

非黑體輻射的影響變更，產生誤差。

中間介質影響輻射介質、煙氣（空氣）、

距離系數（L／D）影響L／D有確定限制。太大，在熱電堆平面上成像太小，接收輻射能少，示值偏低；太小時，物像大，參比端溫度上升，示值下降。環境溫度影響太高，熱電堆參比端溫度增高，增加測量誤差。三、比色高溫計1.

工作原理通過單色輻射強度（或亮度）比值與溫度關系，通過測比值→溫度

整理得其中：測Eλ1/Eλ2之值，可求T單色輻射強度值檢測

比色溫度類似亮度溫度的概念有比色溫度。實際是溫度計的示值溫度，稱“比色溫度”，以TC表示。比色溫度與被測物體真實溫度關系為：

2.

特點抗拒單色黑度系數變更對測量結果的影響：變更相對于ελ1、ελ2，的變更要小，尤其選擇適當的λ1、λ2。中間介質影響相對較小。被測目標無須充溢視場接受光探測器，響應快、可遠傳、可記錄。困難、價格貴?！?-1-3紅外在溫度場測量中的應用紅外測溫原理與單色、比色高溫計相同，只是接受波段不同近紅外：～1；中紅外：3～5mm；遠紅外：8～14mm；二、熱象儀與紅外成像陣列（紅外CCD?）

工作原理簡述：利用紅外成像（掃描）原理，測量物體表面溫度分布。攝取被測物體的紅外輻射通量的分布，利用紅外探測器，轉換成物體各部分放射出的紅外輻射成正比的序列電信號，綜合、處理，得物體放射紅外輻射通量的分布圖象，稱為熱圖或溫度圖。

制冷非制冷遠紅外：7～14mm常溫（低溫）輻射與輻射率維恩位移定理mT＝2897mmK幾種物體的放射率

材料

溫度/oC

發射率ε

人皮膚

土壤(干)

水

巖石(石英巖)

(大理石)

鋁

銅

鐵

鋼

油膜(厚0.0508mm)

(厚0.0254mm)

沙

混凝土

32

20

20

20

20

100

100

40

100

20

20

20

20

0.98-0.99

0.92

0.96

0.63

0.94

0.05

0.03

0.21

0.07

0.46

0.27

0.90

0.92常溫物體的輻射波長確定了所需的輻射探測系統波長為遠紅外成像(鏡頭)與探測(傳感器)成像－紅外鏡頭（紅外透過）金屬鍺鏡頭（7－14mm）探測－紅外成像陣列低溫工作的紅外焦平面陣列光子型HgCdTe(碲鎘汞)InSb(銻化銦)PtSi非本征Si靈敏度高(<0.1C)響應快(ms或ms)非致冷紅外焦平面陣列熱電型熱電阻氧化釩(VOx)非晶硅(α-Si)鈦(Ti)熱釋電鈦酸鍶鋇(BST)簡潔價廉靈敏度稍低像素（輻射傳感器）紅外熱像儀圖

典型：320×240像素

一個像素-單個傳感器灰度-溫度

（人工彩圖－溫度指示）紅外熱像儀指標DetectorType:MonolithicResistiveBolometer－AmorphousSiliconThermaltimeconstant: 4msecTypicalResolution:320x240PixelPitch:45msquareSpectralresponse: