机械工程测试技术（第2版）课件：温度的测量.pptx

温度的测量;学习导航;知识导图;13.1温度标准与测量方法

13.1.1温度和温标;1摄氏温标(℃)

;3热力学温标（开氏温标(K)、国际温标）(K));13.1.2温度的测量方法;13.2接触式测温传感器

13.2.1热电偶

;1热电效应;(1)接触电势;电子电荷量电子密度

1.6021892×10–19C;2单一导体的温差电势;热电偶的总电动势：;当热电偶的两个电极材料不同，且两个结点的温度不同时，才会产生电势，它是两个接点温度的函数：

EAB(T,T0)=f(T)－f(T0)

当自由端温度为常数，即f(T0)=C，有

EAB(T,T0)=f(T)－C=Φ(T)

依此建立标准的热电偶分度表。该表是将自由端温度保持为0℃，通过实验建立起来的热电势与温度之间的数值关系。;2热电偶的基本定律

(1)中间温度定律;(2)中间导体定律;(3)标准电极定律;3标准化热电偶;镍铬-镍硅或镍铬-镍铝热电势较高，热电特性的线性较好，化学稳定性良好，抗氧化性和抗腐蚀性较强。稳定性稍差，测量精度不高。

镍铬-考铜(Ni43.5,Cu56.5)热电势较高，电阻率小，适于还原性和中性气氛下测量，价格便宜，测量上限较低。

镍铬-康铜(Ni45,Cu55)热电势较高，价格低。高温下易氧化，适于低温和超低温测量。;4热电偶冷端的温度补偿;冰点式参考端工作示意图;（2）冷端补偿法;(3)电桥补偿法;13.2.2热电阻温度计

1常用的热电阻温度计

(1)铂热电阻;;(2)铜热电阻;13.2.3热敏电阻和集成温度传感器;(2)NTC热敏电阻的温度特性;2集成温度传感器

;集成温度传感器采用一对非常匹配的差分对管作为温度敏感元件，使其直接给出正比于绝对温度的严格的线性输出。其中BG1和BG2是结构和性能完全相同的晶体管，都处于正向工作状态。;（1）电流型集成温度传感器

;美国AD公司生产的AD590、我国生产的SD590都是典型的电流型集成温度传感器。AD590的电流-温度特性曲线如图所示。;2．电压型集成温度传感器

;13.2.4机械温度传感器

;13.3非接触式测温

;辐射式测温计的类型及性能;13.3.2红外测温

;13.3.2红外测温

1．红外测温仪（点温仪）

;按测温范围可分为：高温测温仪(700℃～3200℃)

中温测温??（100℃～700℃)

低温测温仪（100℃以下〉。

按成像特性可分为：望远型（测量远距离目标的温度）

一般型（测量1?5m处目标的温度）

显微型（用于测量微小物体的温度）。

红外测温仪的一些主要技术参数有：测温范围、工作波段、测温精确度、最小可分辨温差、读数重复一致性、响应时间、焦点处目标尺寸、距离系数﹑实际工作距离﹑辐射率调整范围等。;2．红外热像仪

;热像仪的主要参数;13.3.3全辐射温度计

;13.3.4光学高温计

;在被测对象的背景上有一根灯丝，如看到的是暗的背景上亮的灯丝说明灯丝亮度高于被测物体，应调整灯丝电流使其亮度降低，如背景亮而灯丝发黑，则灯丝亮度比对象低，应调整增高灯丝亮度，直到灯丝隐灭而看不清（即灯丝顶部与对象分不清），则说明二者亮度相等，即可读取测量结果了。;13.3.5比色高温计

;比色高温计的测量范围为800～2000℃，测量精度可接近量程上限的±0.5％。

比色高温计的优点是测量的色温度值很接近真实温度。在有烟雾、灰尘或水蒸气等环境中使用时，由于这些媒质对λ1及λ2的光波吸收特性差别不大，所以由媒质吸收所引起的误差很小。对于光谱发射率与波长无关的物体（灰体）可直接测出其真实温度。

上述优点都是其他类型的光测高温计所没有的。由于比色高温计使用方便，在冶金和其他工业中的应用仍较广泛。;13.4温度测量实例

13.4.1机床温升测量

;测量从机床的冷态开始，采用空运转方式升温。测量的时间间隔通常为1min至lh，一般在测量开始时间隔短些。可预先估计被测机床的热平衡时间，并作为观测时间，测量工作至无显著温升时结束。根据测量数据，可以绘制出各测点的温升一时间关系曲线和机床热平衡时的等温曲线图。图14-21为某车床在600r/min的转速下，运转4h后各测点的温升及根据插入法画出的等温曲线。从等温曲线图中可以清楚地看到，主轴的前轴承为主要热源，温升达40.3℃；后轴承为次要热源，温升为25.6℃。;13.4.2切削温度测量

;2．用红外测温技术测量磨削温度