【正文】 E T? ???? ? —黑度，它反映了物體接近黑體的程度。 ? 非接觸測溫 —利用光輻射來測量物體溫度 任何物體溫度高于絕對零度 （ ?C）時 ， 都將有熱輻射 ， 溫度越高 ， 則發(fā)射到周圍空間的能量就越多 。 C 溫度信號轉換為電壓信號。 – 可用于測量 平均溫度 。 二、熱電偶分類 (按照結構 )： ? 普通型 ： 普通型結構熱電偶工業(yè)上使用最多 , 它一般由熱電極、絕緣套管、保護管和接線盒組成。 國產鎢錸 鎢錸 20熱電偶使用溫度范圍 300～ 2022℃ 分度精度為 1％ 。 負極：鉑銠合金 （ 用 94％ 鉑 ， 6％ 銠冶煉而成 ） 。 3． 鎳鉻 — 考銅熱電偶 (E型 ) 分度號為 EA— 2 工業(yè)用熱電偶絲 :Ф ～ 2mm， 實驗室用可更細些 。 ? 熱電勢較弱 。 正極：鉑銠合金絲 ,用 90％ 鉑和 10％ 銠 (重量比 )冶煉而成 。 ? 采用補償導線將冷端遠移至溫度變化比較平緩的環(huán)境中 , 再采用上述的補償方法進行補償。 ? 為了避免冰水導電引起兩個連接點短路 ， 必須把連接點分別置于兩個玻璃試管里 ， 浸入同一冰點槽 ， 使其相互絕緣 。 3. 中間溫度定律 如果不同的兩種導體材料組成熱電偶回路 , 當接點溫度為 T T2時 ,其熱電勢為 EAB(T1, T2)； 當接點溫度為 T T3時 ， 其熱電勢為 EAB(T2, T3)； 當接點溫度為 T T3時 ， 其熱電勢為 EAB(T1, T3)， 則 EAB(T1, T3)=EAB(T1, T2)+EAB(T2, T3) B B A T2 T1 T3 A A B 中間溫度定律圖示 必要性： ? 熱電偶的輸出電壓與溫度成非線性關系 。 如果使 EAB(T0)=常數 ， 則回路熱電勢 EAB(T， T0)就只與溫度 T有關 ， 而且是 T的單值函數 ， 這也是 利用熱電偶測溫的原理 。 00000( , ) l n l n ( )TATATA B A BTB T B TNkTNkTE T T d Te N e N??? ? ? ? ??注：在工程應用中，常用實驗的方法得出溫度與熱電勢的關系并做成表格，以供備查。 ? 這個電場阻礙了電子的擴散，達到動平衡時，在接觸區(qū)形成一個穩(wěn)定的電位差，即 接觸電勢（帕爾貼電勢 Peltier） 。熱電動勢的大小與兩種導體材料的 性質及接點溫度有關 。 溫度測量 汽車水溫測量 自動熱水器 電冰箱等家用電器的溫度控制 應用實例：基于熱敏電阻的電機過熱保護器： Rt1 Rt2 Rt3 ：熱敏電阻 (NTC) ，安裝在三相繞組附近 溫度低時 ：電阻高 三極管不導通 繼電器不吸合 電機運行 溫度高時 ：電阻低 三極管導通 繼電器吸合 電機停止 2022/6/1 傳感器原理及應用 熱敏電阻的應用 恒溫控制電路 ? Rt為熱敏電阻， A為比較器，當環(huán)境溫度達到 T℃ 時，輸出信號實現(xiàn)自動調溫控制。 由測試結果表明，不管是由氧化物材料，還是由單晶體材料制成的 NTC熱敏電阻器，在不太寬的溫度范圍（小于 450℃ ），都能利用該式，它僅是一個 經驗公式 。 （一）熱敏電阻的優(yōu)點： 1 結構簡單、體積小、可測點溫度； 2 電阻溫度系數大，靈敏度高（ 10倍）； 3 電阻率高、熱慣性小、適宜動態(tài)測量。 電阻式溫度傳感器 金屬熱電阻傳感器 一 、熱電阻類型 :金屬熱電阻主要有鉑電阻、銅電阻和鎳電阻等 ,其中鉑電阻和銅電阻最為常見。 接觸式測溫方法的優(yōu)缺點： 二、非接觸式測溫 利用被測對象的熱輻射能量隨溫度的變化而變化的原理，通過測量一定距離處被測物體發(fā)出的熱輻射強度來確定被測對象的溫度。 攝氏溫度 t 和華氏溫度 θ之間的關系： 5 ( 3 2 )9t ???T(176。它規(guī)定了溫度的讀數起點（零點）和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標有華氏溫標、攝氏溫標、熱力學溫標 . 溫標及測溫方法 （ 1）溫度與溫標 ?溫度定義 ?對物體或系統(tǒng)的冷熱程度的衡量（宏觀）的物理量。 F)=t(176。 —— 輻射換熱 （傳感器不需和被測對象接觸） ? 優(yōu)點： 測溫范圍廣，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場； 反應速度一般比較快，幾乎不存在測量滯后，便于測量運動物體的溫度和快速變化的溫度； 因為非接觸，所以可在高溫、腐蝕、有毒等惡劣環(huán)境中使用。 鉑熱電阻： 在 200～ 0℃ 的范圍內 在 0～ 850℃ 的范圍內 銅熱電阻：可表示為 工業(yè)熱電阻 鎧裝式熱電阻 ? 二、熱電阻的結構 :熱電阻主要由電阻體、絕緣套管和接線盒等組成。 4 測量范圍窄，目前只能達到 50～ 300176。 ?(三 ) 使用注意事項 ： ? 注意自熱效應 ? 熱敏電阻溫度特性的非線性（指數規(guī)律） 措施： ?利用包含熱敏電阻的 線性化網絡 代替單個熱敏電阻 ?利用電子裝置中其他部件的特性進行 綜合修正 。 ? 同相端輸入有 RP、 R R3分壓確定作比較電平， RP可調節(jié)比較器的比較電平，從而調節(jié)所需控制溫度。 熱端 冷端 B ? 導體 A， B 稱為 熱電極 。 + A B T eAB(T ) BAAB NNekTTe ln)( ?eAB(T)—— 導體 A、 B結點在溫度 T 時形成的接觸電動勢； e—— 單位電荷， e = 1019C； k—— 波爾茲曼常數， k = 1023 J/K ； NA、 NB —— 導體 A、 B在溫度為 T 時的電子密度。 ? 如果冷端溫度 固定 ? 則 EAB(T,T0)成為 T的單值函數。 均質導體定律 該定律內容是：由一種均質導體或半導體組成的閉合回路，不論導體或半導體的截面積、長度和各處溫度分布如何，都不能產生熱電勢。 對于任何一種實際的熱電偶 ,并不是由精確的關系式表示其特性 ,而是用特性分度表 。 mV A B A’ B’ T C C’ 儀表 銅導線 試管 補償導線 熱電偶 冰點槽 冰水溶液 T0 零點遷移法（冷端恒溫法） 實施方法：冷端置于恒溫器內 (如恒溫車間或有空調 的場所 )，雖不是 0℃ ，但十分 穩(wěn)定 。 5 、冷端溫度計算校正法 一般與熱電偶配套使用的指示儀表刻度是根據分度表取值，而分度表是在 時得到的，所以當 ，指示儀的示值就必須加以修正，修正方法如下： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0,0, 000 TETETETETTE ABABABABAB ????? ? ? ? ? ?0,0, 00 TETTETE ABABAB ??測量儀表值 校正值 真實值 CT 00 0?CT 00 0?例： S型熱電偶在工作時自由端溫度 ，現(xiàn)測得熱電偶的電勢為 ，求被測介質的實際溫度。 負極：鉑絲 。 （一）熱電偶常用材料 2． 鎳鉻 — 鎳硅 (鎳鋁 )熱電偶 (K型 ) 分度號 EU— 2 工業(yè)用熱電偶絲： Φ ～ ， 實驗室用可細些 。 正極：鎳鉻合金 負極：考銅合金 （ 用 56％ 銅 ， 44％ 鎳冶煉而成 ） 。 測量溫度：長期可到 1600℃ ， 短期可達 1800℃ 。 （ 3） 金鐵 — 鎳鉻熱電偶 主要用在低溫測量 ， 可在 2～273K范圍內使用 ， 靈敏度約為 10μV ／ ℃ 。測量 液體和氣體 的溫度。 熱電偶的連接形式： 串聯(lián) 熱電偶： ? 又稱 熱電堆 。 非線性； 熱電偶基本定律：均質導體定律、中間導體定律、中間溫度定律、標準電極定律。 輻射能以波動形式表現(xiàn)出來 ， 其波長的范圍極廣 ， 從短波 、 x光 、 紫外光 、 可見光 、 紅外光一直到電磁波 。 0 1 2 3 4 5 )(TM?m)(??維恩位移 定律 每條曲線的峰值叫最大單色輻射強度，與峰值對應的波長用 表示。光學系統(tǒng)有透射式、反射式和混合式幾類。 雙通道光電比色溫度計 5 非接觸式測溫（輻射測溫） 9 2 . 2 癋1 0 0 . 6 癋951007 3 . 5 癋1 0 6 . 4 癋80100S P 0 1L I0 1紅外線輻射溫度計 紅外輻射溫度計既可用于高溫測量，又可用于冰點以下的溫度測量，所以是輻射溫度計的發(fā)展趨勢。 光纖結構及其傳光原理 1. 光導纖維 (光纖 )結構 光纖的基本結構 纖芯 n1包層 n2保護層由纖芯和包層組成 。 若要在纖芯和包層的界面上發(fā)生全反射 ， 則界面上的光線臨界折射角 φc=90176。s i ns i n39。 2 ?c?i? ?? ??in0n2n1纖芯包層光纖傳感器的工作原理 光纖傳感器原理實際上是研究光在調制區(qū)內 ， 外界信號 （ 溫度 、 壓力 、 應變 、 位移 、 振動 、 電場等 ） 與光的相互作用 ， 即研究光被外界參數的調制原理 。透射過半導體材料的光強隨溫度而變化，探測器檢測輸出光強的變化即達到測量溫度的目的。 q是電子電荷量 。 流過電路的總電流 IT為 : 式中當 R和 r一定時 , 電路的輸出電流與溫度有良好的線性關系 。 調整好以后 , 固定可調電阻 , 即可由輸出電壓 VT讀出 AD590所處的熱力學溫度 。此電勢稱為熱電勢。 均質導體定律 BAAB NNekTTe ln)( ?2. 中間導體定律（或第三方導體定律） 當在 A、 B材料組成的熱電偶回路中接入第三導體 C時 ,只要引入的第三導體 C兩端溫度相同 ,則此導體的引入不會改變總電勢 EAB(T,T0)的大小。 實質：在測量結果中人為地加一個恒定值，因為冷端溫度穩(wěn)定不變，電動勢 EAB(TH,0)是常數，利用指示儀表上 調整零點 的辦法，或在回路中加入相應的 修正電壓 而實現(xiàn)補償。 集成溫度傳感器 電流輸出型集成溫度傳感器 AD590 工作原理：輸出電流與溫度成比例的電流源。 外界信號可能引起光的強度 、 波長 、 頻率 、 相位 、 偏振態(tài)等光學性質的變化 ， 從而形成不同的調制 。 冷端補償器 mV EAB(T,T0) T0 T0 T A B + + a b U Uab RCu R1 R2 R3 R ? 不平衡電橋由 R R R3(錳銅絲繞制，溫度系數為零 )、RCu(銅絲繞制，其值隨溫度變化 )四個橋臂和橋路電源 組成。 對于任何一種實際的熱電偶 ,并不是由精確的關系式表示其特性 ,而是用特性分度表 。 BAAB NNekTTe ln)( ?a) 接觸電勢 是由于兩種不同導體的自由電子密度不同而在接觸處形成的電動勢。 。 基本電路與圖 1 20一樣 , 只是增加了一些啟動電路 , 防止電源反接以及使左右兩支路對稱的附加電路 , 以進一步地提高性能 。 r 是 T1和 T2管發(fā)射結的面積之比 。 集成溫度傳感器 集成溫