溫度測量-資料下載頁
2025-10-15 15:38本頁面
【導讀】溫度是一個基本物理量。溫度的宏觀概念是冷熱程度的表示，或者說，互為熱平衡的兩物體，其溫度相等。衡的系統(tǒng)具有相同的溫度。分子運動愈激烈其溫度表現(xiàn)越高。自然界中幾乎所有的物理化學過程都與溫度緊密相關，普遍進行測量和控制的一個重要物理量。由于不同物質的不同物理特性與溫度有著不同的關系，就需要建立統(tǒng)一的標準溫度單位，即溫標。經(jīng)驗溫標的基礎是利用物質體膨脹與溫度的關系。變化一份的溫度定義為1度。按照這個原則建立的有攝氏溫標、華氏溫標和列氏。銨和冰水混合物的溫度為零度，為100度。華氏度，單位為“oF”。按照華氏溫標，水的冰。點為32oF，沸點是212oF?？ㄖZ定律指出，一個工作于恒溫熱源。定點來確定此溫標。故稱它為科學的溫標或絕對熱力學溫標。測量都以熱力學溫標作為基準。兩者之間進行充分的熱交換，最后達到熱平衡，的溫度，2800K以上被認為是超高溫。大機構帶動指針指示溫度值。
【正文】 0( ) ( ) ( )()()M T T M TMTM T T? ? ?????式中：為非黑體光譜輻射出射度，為黑體溫度 的光譜輻射出射度()fT? 就是溫度 T時絕對黑體的光譜輻射出射度 (二 )斯忒潘 — 玻耳茲曼定律 斯式潘根據(jù)實驗得出結論，物體的總的輻射出射度 與溫度的四次方成正比。 0()MT04424()()TM T TM T TTTW m KT???????????3對于非黑體的一般物體：式中：為溫度為 時全波長范圍的材料發(fā)射率，也稱為黑度系數(shù)；為斯忒潘－玻耳茲曼常數(shù)；＝ 696 10為物體的熱力學溫度（三）普朗克定律 也可用亮度表示： 式中， ?為波長； c1為普朗克第一輻射常數(shù) , c2為普朗克第二輻射常數(shù)， h為普朗克常數(shù)； c為光速； k為玻耳茲曼常數(shù) （四）維恩位移定律 熱輻射電磁波中包含著各種波長．從實驗可知，物體峰值輻射波長 與物體自身的絕對溫度 T成以下關系 2 8 9 7 ( )m T m k???二、輻射溫度計 （一）全輻射溫度計 全輻射溫度計是利用物體的溫度與總輻射出射度全光譜范圍的積分輻射能量的關系來測量溫度的。根據(jù)斯忒潘一玻耳茲曼定律總輻射出射度為： 只要采用敏感元件測量出這輻射功率的大小，就可以測量出被測對象的溫度。 應該注意的是儀表是以絕對黑體輻射功率與溫度的關系分度的，而實際使用時，被測物體并不是黑體，這樣測出的溫度自然要低于被測物體的實際溫度。我們一般把這個溫度稱為 “ 輻射溫度 ” 。它和真實溫度的差異自然和這個物體的發(fā)射率有關。為此我們將這個溫度定義為輻射溫度，即黑體的總輻射出射度等于非黑體的總輻射出射度時，此黑體的溫度為非黑體的輻射溫度，寫成如下關系式： 式中， T和 TF分別為物體的真實溫度和輻射溫度； ?T為溫度 T時物體全輻射的黑度系數(shù) （二）部分輻射溫度計 (二 )部分輻射溫度計 為了提高儀表的靈敏度，有時熱敏元件不是采用熱電堆，而是采用光電池、光敏電阻以及其它的一些紅外探測元件，這些元件和熱電堆相比具有光譜選擇性，它們僅能對某一波長范圍的光譜產(chǎn)生效應。因此它們對測量的要求是，只能使工作光譜僅限于一定的光譜范圍內。我們稱此類輻射溫度計為部分輻射溫度計。 部分輻射溫度計的光路系統(tǒng)所示，一般由主鏡和次鏡一組發(fā)射系統(tǒng)來完成焦距的調整，使成像集中在熱敏元件表面。 而目鏡系統(tǒng)主要用于對目標的瞄準、熱敏元件的輸出信號通過測量電路來完成信號的放大和整流。測量電路包括測量橋路、前置放大、選頻、移相放大以及相敏整流等部分。 三、亮度溫度計 四、顏色溫度計 根據(jù)位移定律和物體輻射曲線可以看出．當溫度升高時，一方面輻射峰值向波長短的方向移動，另一方面光譜分布曲線斜率也明顯增大，斜率的增大使兩個波長對應的光譜能量也 將發(fā)生明顯變化。顏色溫度計就是通過兩個光譜能量比的方法來測量溫度的，所以也稱為比色溫度計。和前面幾種溫度計類似，用這種方法測量非黑體溫度時得到的 “ 顏色溫度 ” 和真實溫度有差異。我們將顏色溫度定義為：絕對黑體輻射的兩個波長和 的亮度比等于非黑體的相應亮度變化時，絕對黑體的溫度就稱為這個非黑體的顏色溫度。 顏色溫度計和光電亮度溫度計相似，也包含有光路系統(tǒng)、調制系統(tǒng)、單色器、光敏元件、放大器、顯示儀表等。它一般用一個開孔的旋轉調制盤進行調制。在開孔上附有兩種顏色的濾光片，多選用紅色和藍色。經(jīng)調制后的單色紅光、藍光交替照在光敏元件上，使光敏元件輸出相應的紅光和藍光的信號、再放大并經(jīng)過運算后送到顯示儀表。如圖 9—16所示。
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