2021/9/24 @ 第三章 各种物理量的测试计量 @3.4温度计量测试 一、温度的薇念 第1节时间频率计量测试 安现派念：冷热程度的体现，即热的物体湿度高，冷的物体温度低 第2节电磁学计量测试 撒观振念：大量分子运动的平均动能的体现，即分子运动雄别烈温 度放城高。 第3节电子计量测试 定量新含：温度是表征淋平衡系统神热程度的物理量，一切互为热 平衡的系统都具有相同的温度。 第节温度计量测试 热力擎第得定神（温度存在定 )：两个热力学系毓分别与第三个 第5节光学计量测试 热力学系统处于平衡态，则两个热力 学系统棱此必座处于热平衡。 第6节其他计量测试 热力学第零定律的置要性在于它 几何、力学、声学、电离福射、物质的量) 给出了温度定义的落础（密观的特性） ”6 和温度的测量方法（热平衡）。 票为学第零定株都意图 电子样航大争自样化工恒学院 干科钱天学自始化三植年他一 @ 二、温标 ⊙ 温标（即温度的“标尺”、“标准”）是温度量值的表示法。 热力学温标：理论通标 首先用纯物质的三相点、沸点、超固点和超导转变点等作为温度计量的 英国开尔文提出以热力学第二定律为基础。与持定的物质性质无关， 固定点（基准点包，并慰予一个确定的温度：然后选择随温度呈线性一定 以水的三相点为基准(273.16K,具有稳定性.唯一性、复现性和客观性 函数关系的物理参量作为昌度指示的标志， 热力学温标以卡诺循环为基础：一个工作于恒温热游与怕温冷源之问 温标三要素：固定点、测温物质、内插公式 华氏温标：最早的公认湿标 选用水的三相点作为基本固定点，得到热力学温标 水的冰点为32下，水的点212,中间10等分（德回华林海特，1714年） 列氏温标： T=273.16K 水的冰点为R',水的洗点为0R',中间0等分（法国，列奥爆尔，730年） 摄氏温标：亦稼“百分温标 水的冰点为0℃，水的沸点为10F℃，中间100等分（瑞典，费尔萨重。742年） 国温标(TS-90) S90就是热力学温标 「=1.8t+32 经验通标（舰据物体的体积冷输热张的现象制定） 列氏温度 .=08L 电子得航大单自好亿工框学院 低温计量基准 第一温区(0.65-5.00K)）,1TS-90规定由3Hc和4Hc的蒸气压与 热学计量器具： 温度的关系式来定义， 它是基于封闭系统中，两相系的饱和蒸 汽压与温度对应的关系 热电偶、热电阻、温度计、高温计、德射感温器、体温计、温度计 第二温区(3.0-24.5661K),用属气体温计来定义。 检定装置、电子电位差计、电子平衡电桥、高温毫伏计、比率计、温度 。 原理是波尔定律： —定质量的理想气体在温度保持不变的情况 指示调节仪、温度变送器、温度自动控制仪、温度巡回检测仪、测温电 下，它的压强与体积成反比. 桥、热量计、比热装置、热物性测定装置、热流计、热象仪. 中温计量基准 第三温区(13.8033-1234.93K0,计量仪器是铂电阻温度计.原 理是金属的电阻随温度的变化而变化。 高温计量基准 ·第四温区（温度大于1234.93K)，按照普朗克辐射定律来定义 ，计量仪器是光电高温计，并福过对来 复现亮度温度。 电于释做人学自对化玉租举他 1
2021/9/24 1 第三章 各种物理量的测试计量 第1节 时间频率计量测试 第2节 电磁学计量测试 第3节 电子计量测试 第4节 温度计量测试 第5节 光学计量测试 第6节 其他计量测试 （几何、力学、声学、电离辐射、物质的量） 3.4 温度计量测试 一、温度的概念 宏观概念：冷热程度的体现，即热的物体温度高，冷的物体温度低。 微观概念：大量分子运动的平均动能的体现，即分子运动越剧烈温 度就越高。 定量概念：温度是表征热平衡系统冷热程度的物理量，一切互为热 平衡的系统都具有相同的温度。 热力学第零定律（温度存在定 律）：两个热力学系统分别与第三个 热力学系统处于平衡态，则两个热力 学系统彼此必定处于热平衡。 热力学第零定律的重要性在于它 给出了温度定义的基础（宏观的特性） 和温度的测量方法（热平衡）。 二、温标 温标（即温度的“标尺”、“标准”）是温度量值的表示法。 首先用纯物质的三相点、沸点、凝固点和超导转变点等作为温度计量的 固定点(基准点)，并赋予一个确定的温度；然后选择随温度呈线性或一定 函数关系的物理参量作为温度指示的标志。 温标三要素：固定点、测温物质、内插公式 • 华氏温标：最早的公认温标 水的冰点为32℉，水的沸点212℉，中间180等分（德国，华林海特，1714年） • 列氏温标： 水的冰点为0°R’，水的沸点为80°R’，中间80等分（法国，列奥缪尔，1730年） • 摄氏温标：亦称“百分温标” 水的冰点为0℃，水的沸点为100℃，中间100等分（瑞典，摄尔萨斯，1742年） 经验温标（根据物体的体积冷缩热胀的现象制定） 国际温标（ITS-90） ITS-90就是热力学温标。 Tk=273.15 + tc TF =1.8tc + 32 TR’ =0.8tc Tk：热力学温度 Tc：摄氏温度 TR’：列氏温度 热力学温标: 英国开尔文提出以热力学第二定律为基础。与特定的物质性质无关， 以水的三相点为基准(273.16K)，具有稳定性、唯一性、复现性和客观性。 热力学温标以卡诺循环为基础：一个工作于恒温热源与恒温冷源之间 的可逆热机，假设从温度为T2的热源获得的热量为Q2，放给温度为T1的 冷源的热量为Q1，则Q1 /Q2=T1 /T2。（绝对温度，单位K） 选用水的三相点作为基本固定点，得到热力学温标: 2 1 273.16 Q T K Q 理论温标 低温计量基准 • 第一温区（0.65-5.00K），ITS-90规定由3He和4He的蒸气压与 温度的关系式来定义，它是基于封闭系统中，两相系的饱和蒸 汽压与温度对应的关系。 • 第二温区（3.0-24.5661K），用氦气体温计来定义。 • 原理是波尔定律：一定质量的理想气体在温度保持不变的情况 下，它的压强与体积成反比。 中温计量基准 • 第三温区（13.8033-1234.93K)，计量仪器是铂电阻温度计。原 理是金属的电阻随温度的变化而变化。 高温计量基准 • 第四温区（温度大于1234.93K），按照普朗克辐射定律来定义 ，计量仪器是光电高温计，并通过温度灯来复现亮度温度。 热学计量器具： 热电偶、热电阻、温度计、高温计、辐射感温器、体温计、温度计 检定装置、电子电位差计、电子平衡电桥、高温毫伏计、比率计、温度 指示调节仪、温度变送器、温度自动控制仪、温度巡回检测仪、测温电 桥、热量计、比热装置、热物性测定装置、热流计、热象仪
2021/9/24 @ 三、常用温度计与温度计量方法 @ 玻璃液体温度计： >电阻温度计（热电阻测温） 储液泡、毛细管、刻度标尺 取-只100W/220V灯泡， 测温介质：水银威其合金、酒精等 用万用表测量其电阻值，可以发 30℃-300℃ 现其冷态阳值只有几十欧姆，而 压力式温度计 计算得到的额定热态电阻值应为 4840. 密闭温度测量系统+指示仪表 气体压力式（氨气），液体压力式（甲醇、水银等）、蕊汽压力式 温度升高，金属内部原子品格的振动加，从而使金属内部的 (苯、丙酮等低沸点液体)。 自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大 -100C-600℃ 电阻值增加正温度系数). 基于物质的热胀冷缩特性制成的 电寻科机大是看桥花王程手院 电手韩税大季自幼花祖准陆 @ @ 热电粗温度计的组成： 热电阻（电阻体、绝缘艺和保护老管） 分类（根据材料类型）： ·连接导线 只示位法 金属电阻（正温度系数） 测三原理 金属导体半导体： 电阳值R一f温度到 R.-Ra I AR R=尾[1+Ar+Br2+Ct-100)(在.200-0C范围内) 电8 R 铂电阻 (在0一850C范周内》 温度变化1气 R,=R(1+A+Br) 的相对变 单位为C 电 半导体电阻（正、负温度系数） >a1一灵敏度1. 广泛用于低温计量 >金属导体：→R1,为正值（正温度系数）： 结电阻：0.01K~100K 而半导体：叶→R:,·为负通（负温度系数） 热敏电阻：50C-300℃， 金属纯度1一+。有合金材料如锰钢a一。 金属电阻 作计量器具 ≤6000 Ca) 标夏8电盈 1一石美骨架，一花性，3一明由晚 膜型帕橋电图 1一公封地一相此，一型然引出线4一屋护用安4一扎月氧审 量标准 帕电阻温皮示、变进 电用1一型期觉，一，一引线 工作计量器具 汽车用水温传 及水海 d信型相些电阻1一名管，2一获瑞罐，多一悠温密性，一出线 e)工金用色雕温度什外形 上一保护管，2一电照练，子骨4一 2
2021/9/24 2 三、常用温度计与温度计量方法 玻璃液体温度计： 储液泡、毛细管、刻度标尺 测温介质：水银或其合金、酒精等 -30℃-300℃ 压力式温度计 密闭温度测量系统 + 指示仪表 气体压力式（氮气）、液体压力式（甲醇、水银等）、蒸汽压力式 （苯、丙酮等低沸点液体）。 -100℃-600℃ 基于物质的热胀冷缩特性制成的 电阻温度计（热电阻测温） 取一只 100W/220V 灯泡， 用万用表测量其电阻值，可以发 现其冷态阻值只有几十欧姆，而 计算得到的额定热态电阻值应为 484 。 温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的 自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大， 电阻值增加(正温度系数)。 热电阻温度计的组成： • 热电阻（电阻体、绝缘管和保护套管） • 连接导线 • 显示仪表 测温原理 • 金属导体或半导体: 电阻值R = f (温度t) • 电阻温度系数（α） 温度变化1℃时，导体电阻值的相对变化量， 单位为1/℃。 0 0 0 0 1 ( ) t t t t R R R R t t R t α ↑→ 灵敏度↑。 金属导体: t↑→Rt↑ ，∴α为正值（正温度系数）； 而半导体: t↑→Rt↓ ，∴α为负值（负温度系数）。 金属纯度↑→α↑。有些合金材料，如锰铜 α→0。 dT dR R 1 分类（根据材料类型）： 金属电阻（正温度系数） 铂电阻（ 13.8K~1234.94K ） 、铑铁电阻（低温0.1K~273K）、 铂钴电阻 （4K~292K，低温段比铂、铑铁稳定、准确， ） 铂电阻 半导体电阻（正、负温度系数） 广泛用于低温计量 锗电阻：0.01 K～100 K 热敏电阻：-50℃-300℃， 2 3 0 1 ( 100) R R At Bt Ct t t 2 0 (1 ) R R At Bt t （在-200～0℃范围内） （在0～850℃范围内） 金属电阻 薄膜型铂热电阻 防爆型铂热电阻 铂电阻温度显示、变送器 汽车用水温传 感器及水温表 铜热电阻 计 量 标 准 工 作 计 量 器 具 工 作 计 量 器 具
2021/9/24 半导体电阻温度计 @ 4= Q AMF2型NTC热电■ 来病制装T角绿地■ 大动率FTC精雄电■ 施度 负度系教NTC做电（凰道度升高面减少） 热敏电阻体温计 采用nO:MaNOes Cuo.Cu(NOh等化合物制适： 正盖虎系戴PTC格敏电厘，采用NO,等化合物制透： 临界温皮CTR)触板电思 当温度超过某一数通居.电阻会意测增加成减少」 电热水墨 热电阻测温电路 @ 电桥设计在仪表内，而热电阻R 安装在被测对像中，距仪表有一定的 工业上在测低温时通常采用热电阻温度计，其测温范围 距离。 R:-RAxRp 为-200-500℃。 ·用热电偶测量500©C以下温度时，热电势小，测量精度 R RB 由于R,~温度T,故移动R的电 低：因此在高温段，一般采用热电偶测温方式。 阻值不断平衡，可通过R,电阻刻度 或温度列度度取品度变化 @ >热电偶温度计 将两种不同材料的导体组成一个闭合回路，如果两端接点的 温度不同，回路中将产生电势，称为热电势。这个物理现象称 为热电效应或塞贝克效应。 1821年，德国物理学家赛贝克用 两种不同金属组成闭合回路。井用酒 精灯加热其中一个接触点（称为结 热域 冷端 点)，发现放在回路中的雷针发生编 (工作端) (测量端) 自由端) (参考端) 如果用两盏酒精灯对两个结点同明 坞电效7> 加热，指针的偏转角反而减小。 赛贝克实验 塞贝克效应原理圈 电手得机大童自特化王程季被 电手科枝文座自幼化三租举他 3
2021/9/24 3 半导体电阻温度计 热敏热电阻温度特性 负温度系数(NTC)热敏电阻（阻值随温度升高而显著减少） 采用MnO2、Mn(NO3 )4、CuO、Cu(NO3 )2等化合物制造； 正温度系数(PTC)热敏电阻。采用NiO2等化合物制造； 临界温度(CTR)热敏电阻 当温度超过某一数值后，电阻会急剧增加或减少。 T k R A e 材料常数 绝对温度 常数 0 0 T k T e R A MF12型 NTC热敏电阻 玻璃封装NTC热敏电阻 大功率PTC热敏电阻 热敏电阻 热敏电阻体温计 电热水器 热电阻测温电路 电桥设计在仪表内，而热电阻Rt 安装在被测对象中，距仪表有一定的 距离。 D B A t R R R R 由于Rt～温度T，故移动RD的电 阻值不断平衡，可通过RD电阻刻度 或温度刻度读取温度变化。 二线制连接法（惠斯登电桥） • 工业上在测低温时通常采用热电阻温度计，其测温范围 为 -200～500℃。 • 用热电偶测量500℃以下温度时，热电势小，测量精度 低；因此在高温段，一般采用热电偶测温方式。 热电偶温度计 A B A B 1821年，德国物理学家赛贝克用 两种不同金属组成闭合回路，并用酒 精灯加热其中一个接触点（称为结 点），发现放在回路中的指针发生偏 转。 如果用两盏酒精灯对两个结点同时 加热，指针的偏转角反而减小。 赛贝克实验 将两种不同材料的导体组成一个闭合回路，如果两端接点的 温度不同，回路中将产生电势，称为热电势。这个物理现象称 为热电效应或塞贝克效应。 冷端 （自由端） （参考端） 热端 （工作端） （测量端） 热电流 热电极A/B 塞贝克效应原理图
2021/9/24 @ 热电问的热电势（要贝克电势） @ 标准化热电偶 指生产工艺成熟、成批生产、性能优越并已列入国家或行业标准文 件中的热电偶。特点：发展早、性能稳定、应用广泛，具有统一的分度 表，可以互换，并有与其配套的显示仪表可供使用，十分方便. 国际电工委员会正G在1975年推荐种标准化热电偶，在19%6年又推 荐了一种。我国目前共采用八种标准热电偶.。 标准化热电偶： (1)铂铑10-铂(S)0-1600℃，长温最高1300℃.短温最高1600℃； E=Us()-U(;)=K-in E (2)铂铑30-铂老6(B)长温16009℃，短温1800C: (3)销铑13铂(R)-1500C: U一接触电势 k一波尔兹曼常数 含mw 一电子电荷 A、g—金属A、B的电子密度 阁宝出保 电子科机大是看陆花王程手院 电手韩仪文季自幼儿三祖摩陆 @ ,辐射温度计 通过被测物体在全波长或某一波段的射能量确定温度. 非接触法测温：不破坏被测物体的热平衡，对惩温元件结构要求不高， 可计量热容量小的物体，可计量高温，对动态温度响应较好，但精度低 技长 1、任何物体湿定高于地对零度(23.15℃)时。都将有热福射，湿攻趋亮， 被长 粉典到巴▣安间的传量计道多， 华稠锅的分布而 2、蝠射能以寂动形式表现出来。其波长的范图极广，从短波、x光、紫外光， 公一 可见光、红外光一到电磁克. 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 能 热能.使物体的温度升高，所以一极称为热福射。 g-4 分布。 @ ■亮度法： ·亮度温度： 检测某一特定波长下的光诺辐射能量800℃-4000C 亮度温度定义：当物体在福射波长为，温度为T 光学高温计、光电高温计、红外高温计 时，其光谱辐射亮度L和全福射体在辐射波长为入，温 度为T时的光谱辐射亮度L0相等，则把T称为这个物 体在波长为入时的亮度温度.。物体和全辐射体的亮度公 根据普朝克定斧 式，分别为： T为待测物体亮度温度 La=ce,c1ie分 6,为温度为7时，波长的单色发射率 一比例常数 双有在片一南反二有双耐的是制保有一生体发射的粥州塑的共料 L0=cG2e证 ·灯丝隐灭式光学温度计 假如两者的亮度相等，就得到 光电亮度温度计：用光敏元件代普人眼，实现自动测量。 T 件短成女 度 电于特枝大争年好化工学被 电于研技人学自始化玉组举他 4
2021/9/24 4 热电偶的热电势（赛贝克电势） B A AB AB n n e k T T E U T U T ln ( ) ( ) ( ) 1 2 1 2 UAB—接触电势 k—波尔兹曼常数 e—电子电荷 nA、nB—金属A、B的电子密度 指生产工艺成熟、成批生产、性能优越并已列入国家或行业标准文 件中的热电偶。特点：发展早、性能稳定、应用广泛，具有统一的分度 表，可以互换，并有与其配套的显示仪表可供使用，十分方便。 国际电工委员会(IEC)在1975年推荐7种标准化热电偶，在1986年又推 荐了一种。我国目前共采用八种标准热电偶。 标准化热电偶 标准化热电偶： （1）铂铑10-铂（S） 0~1600℃,长温最高1300℃，短温最高1600℃ ； （2）铂铑30-铂铑6 （B）长温1600℃，短温1800℃； （3）铂铑13-铂 （R）0-1500℃ ； （4）镍铬-镍硅(镍铬-镍铝) （K） －200～1300℃ ； （5）铜-铜镍(康铜) （T） 300℃以下； （6）镍铬-康铜（E） －200～900℃ ； （7）铁-康铜 （J）-200~1200℃ ； （8）镍铬-金铁热偶以及铜-金铁热偶。 辐射温度计 通过被测物体在全波长或某一波段的辐射能量确定温度。 非接触法测温：不破坏被侧物体的热平衡，对感温元件结构要求不高， 可计量热容量小的物体，可计量高温，对动态温度响应较好，但精度低。 1、任何物体温度高于绝对零度（-273.15C）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。 波长 能量 任何波段都有能量的分布，而呈 不间断的连续分布 波长 强度 在某些特殊的波段有能量分布的辐射现象产 生，而呈有间断性的辐射谱线分布。 一个低压的气体位于一高温连续光源前，某 些特殊的波段有能量被吸收的现象产生， 而 呈有间断性的吸收谱线分布。 波长 能量 人眼可观测到的光谱类型 亮度法： 检测某一特定波长下的光谱辐射能量800℃- 4000℃ 光学高温计、光电高温计、红外高温计 • 灯丝隐灭式光学温度计 • 光电亮度温度计：用光敏元件代替人眼，实现自动测量 。 2 1 1 ln T L L T T T C T T 为待测物体亮度温度 为温度为 时，波长 的单色发射率 根据普朗克定律： 发射率：在同一温度下一表面发射的辐射量与一黑体发射的辐射量的比例 亮度温度： 亮度温度定义：当物体在辐射波长为 ，温度为T 时，其光谱辐射亮度 和全辐射体在辐射波长为 ，温 度为 时的光谱辐射亮度 相等，则把 称为这个物 体在波长为 时的亮度温度。物体和全辐射体的亮度公 式，分别为： L Ts L0 Ts 2 1 5 c T L c c e 2 1 5 0 s c T L cc e c——比例常数 假如两者的亮度相等，就得到 2 1 1 ln T T c s 物体温度 亮度温度
2021/9/24 灯丝隐灭式光学温度计 ■比色法： 可代灯海 被测对橡的两个不同波长的光诺摇射能量交替或同时地投影到检出元件 外>0 M 上，根据它们的比值与被测对像之间的温度关系实现测温。 领色温度计：通过两个光诺能量比的方法测量温度，也称为比色温度计 红色诗片 爱 比色高温计是根据维恩偏移定律工作的温度计。由维恩偏移定律可知， 当温度变化时物体的幅射出射度向波长增加成减小的方向移动，使在波长 将物体辐射的单色亮度和仪表内部的高温灯泡灯丝亮度批较。利用调 下的光需程射亮度比发生变化，测量光诺幅射亮度比的变化即可测得相应 节电阻来改变高温灯泡的工作电流。当灯丝的亮度温度与被测物体的亮度 的温度。对于全福射体，由维恩公式可得： 温度一致时，灯泡的亮度就代表了被测物体的亮度温度。（亮度一样时） 优点：结构简单，使用方便，测温范广(700-200℃)，一般 →= 可满足工业测温的准确度要求。 缺点：人眼观察，并需用手动平衡，因此不能实现快速测量和白 动记录，且测量结果带有主观性. 上式中的和入：是预先规定的值，只要知道在此二波长下的亮度此，就 电子样做大里自样化工恒手院 可求得被测全幅射体的度电手4大化他 @ ⊙ 当温度的实际物体在两个波长下的光谱辐射亮度比 光路系统 测量电路图 值，与温度为T的全辐射体的上述两波长下的光谱辐射 比值相等时，把T称为实际物体的比色温度。 根据上述定义，应用维恩公式，可导出下列公式： In 11 克 光电高比色计的原站料图 式中：a1.￡：分别为实际物体在11和1：时的光谱发射率。已 知T。.么、6/位：，就可由上式求得7， 优点：准确度高（精度为05%），反应速度快，测量范围宽（量程 为800-2000℃) ■全辐射法： 被测物与仅表之问的距晚要满 全波长范围的辐射能量，受周围环境影响大，准确度不如 足距离系数要求：L/D(传感器前 前两种（前两种准确度高，但只能吸收部分波段能量）。 城面到被调对象表面的距离与被测 基本原理：黑体全辐射定律。实际物体吸收能力小于绝 对象的有效直径之比) 对黑体，全辐射法测温低于实际温度。 进行正编喵准，使目标的像充 满投收器，不能偏离。否则也会产 生误差. 应该注意：仪表是以绝对黑体辐射功率与温金的关系分度的. eaT'=aT时 而实际使用时，被测物体并不是果体，这样测出的温度自然要 低于被测物体的实温度。这个温度被称为“福射温度”。 T和T,分别为物体的真实遇度和幅针指示温度：，为温度1时物体全摇射 的发射率.因为非黑体，<1，则T,<T 电寻得机大量自陆化王程季使 电手科其大季自幼化玉租举枕 5
2021/9/24 5 优点：结构简单，使用方便，测温范围广（700~3200℃），一般 可满足工业测温的准确度要求。 缺点：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。 将物体辐射的单色亮度和仪表内部的高温灯泡灯丝亮度比较。利用调 节电阻来改变高温灯泡的工作电流，当灯丝的亮度温度与被测物体的亮度 温度一致时，灯泡的亮度就代表了被测物体的亮度温度。（亮度一样时） 灯丝隐灭式光学温度计 比色法： 被测对象的两个不同波长的光谱辐射能量交替或同时地投影到检出元件 上，根据它们的比值与被测对象之间的温度关系实现测温。 颜色温度计：通过两个光谱能量比的方法测量温度，也称为比色温度计。 比色高温计是根据维恩偏移定律工作的温度计。由维恩偏移定律可知， 当温度变化时物体的辐射出射度向波长增加或减小的方向移动，使在波长 下的光谱辐射亮度比发生变化，测量光谱辐射亮度比的变化即可测得相应 的温度。对于全辐射体，由维恩公式可得： 1 2 和 1 2 0 0 2 1 2 ln 5ln ) 1 1 ( 2 1 c c T T c L L c T 上式中的 是预先规定的值，只要知道在此二波长下的亮度比，就 可求得被测全辐射体的温度 1 2 和 c c T c T L cc e 1 2 1 5 0 1 1 c c T c T L cc e 2 2 2 5 0 1 2 当温度T的实际物体在两个波长下的光谱辐射亮度比 值，与温度为 的全辐射体的上述两波长下的光谱辐射 比值相等时，把 称为实际物体的比色温度。 根据上述定义，应用维恩公式，可导出下列公式： Tc 1 2 2 1 2 ln 1 1 1 1 ( ) T Tc c Tc 式中： 分别为实际物体在 时的光谱发射率。已 知 ，就可由上式求得T。 1 2 、 1 2 和 1 2 1 2 c T 、 、 、 / 优点：准确度高（精度为0.5％），反应速度快，测量范围宽（量程 为800~2000℃） 1 2 2 1 2 ln 1 1 1 1 ( ) T Tc c 光路系统 测量电路图 全辐射法： 全波长范围的辐射能量，受周围环境影响大，准确度不如 前两种（前两种准确度高，但只能吸收部分波段能量）。 基本原理：黑体全辐射定律。实际物体吸收能力小于绝 对黑体，全辐射法测温低于实际温度。 4 1 p T T T 被测物与仪表之间的距离要满 足距离系数要求：L/D（传感器前 端面到被测对象表面的距离与被测 对象的有效直径之比） 进行正确瞄准，使目标的像充 满接收器，不能偏离，否则也会产 生误差。 • 应该注意：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，被测物体并不是黑体，这样测出的温度自然要 低于被测物体的实际温度。这个温度被称为 “辐射温度”。 4 4 4 1 T P P T T T T T T和Tp分别为物体的真实温度和辐射计指示温度；T为温度T时物体全辐射 的发射率。因为非黑体εT <1，则TP <T