十章温度测量

1第十章第十章 温度测量温度测量210.1 概述概述一、温度的基本概念和测量方法一、温度的基本概念和测量方法 宏观概念宏观概念-是物体冷热程度的表示是物体冷热程度的表示.热平衡的两物体，其温度相等热平衡的两物体，其温度相等微观概念微观概念-是大量分子运动平均强度的表示是大量分子运动平均强度的表示分子运动愈激烈其温度表现越高分子运动愈激烈其温度表现越高3一、温度的基本概念和测量方法一、温度的基本概念和测量方法温度量的特殊性温度量的特殊性:1.二温度不能相加或相减；二温度不能相加或相减；2.无标准量直接进行比较测量；无标准量直接进行比较测量；3.温度只能通过物体随温度变化的某些温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量特性来间接测量4用来量度物体温度数值的标尺叫用来量度物体温度数值的标尺叫温标温标它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位的基本单位目前国际上用的较多的温标有目前国际上用的较多的温标有经验温标经验温标(华氏华氏温标、摄氏温标等温标、摄氏温标等)、热力学温标热力学温标二、二、温标温标5二、二、温标温标1.经验温标经验温标n以物体以物体热胀冷缩热胀冷缩现象为基础。

现象为基础n认为选定的测温物质体积的变化与温度成线认为选定的测温物质体积的变化与温度成线性关系n把在两温度点之间把在两温度点之间体积的总变化分为若干等体积的总变化分为若干等分分，每个等分定义为，每个等分定义为1度度n按这个原则建立的有按这个原则建立的有摄氏温标、华氏温标摄氏温标、华氏温标6摄氏温标摄氏温标：标准仪器是水银水银玻璃温度计规定在标准大气压下，水的冰点为水的冰点为0度，沸点为度，沸点为100度度，水银体积膨胀被分为100等份等份，对应每份的温度定义为1摄氏度，单位为“oC”；华氏温标华氏温标：标准仪器是水银水银温度计，按照华氏温标，水的冰点为水的冰点为32oF，沸点是，沸点是212oF分成180等份等份，对应每份的温度为1华氏度，单位为“oF”摄氏温度和华氏温度的关系为：9325t Ft C 7 2.热力学温标热力学温标n 热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标n 分子运动停止时的温度为分子运动停止时的温度为绝对零度；绝对零度；n 热力学温标（符号为热力学温标（符号为T）它的单位为开尔文）它的单位为开尔文（符号为（符号为K），定义为水三相点的热力学温度的），定义为水三相点的热力学温度的1/273.16。

n 相当摄氏温标相当摄氏温标0，华氏温标，华氏温标32 的开氏温标的开氏温标为为273.15K273.15tCT K8三、测温方法与测温仪器的分类三、测温方法与测温仪器的分类 温度测量分为接触式接触式和非接触式非接触式两大类1.接触式测温接触式测温 测温元件直接与被测对象相接触，两者之间进行充分的热交换达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值优点：直观可靠缺点:感温元件影响被测温度场的分布；接触不良等带来测量误差；高温和腐蚀性介质影响感温元件的性能和寿命9 2、非接触式测温、非接触式测温 感温元件不与被测对象相接触，而通过热辐射感温元件不与被测对象相接触，而通过热辐射进行热交换；进行热交换；具有较高的测温上限；具有较高的测温上限；热惯性小，可达千分之一秒，故便于测量运动热惯性小，可达千分之一秒，故便于测量运动物体的温度和快速变化的温度物体的温度和快速变化的温度103、测温仪器、测温仪器接触式测温仪器接触式测温仪器 膨胀式温度计膨胀式温度计（包括液体和固体膨胀式温度计、压力式温度计）：利用物体热胀冷缩原理 电阻式温度计电阻式温度计（包括金属热电阻温度计和半导体热敏电阻温度计）：利用电阻随温度变化的特性 热电式温度计热电式温度计（包括热电偶和P-N结温度计以及其它原理的温度计）：利用热电效应非接触式温度计非接触式温度计 可分为辐射温度计、亮度温度计和比色温度计，由于它们都是以热辐射为基础，故也统称为辐射温度计。

1110.2 膨胀式温度计膨胀式温度计1.液体膨胀式温度计液体膨胀式温度计由液体储存器、毛细管和标尺组成由液体储存器、毛细管和标尺组成测温上限上限取决于所用液体汽化点的温度，下限下限受液体凝点温度的限制为防止毛细管中液柱出现断续现象，并提高测温液体的沸点，常在毛细管中液体上部充以一充以一定压力的气体定压力的气体1213u 液体玻璃温度计分液体玻璃温度计分全浸式全浸式和和部分浸入式部分浸入式两种全浸：全浸：测温时把液柱部分全部浸入被测介质中测温时把液柱部分全部浸入被测介质中部分浸入：部分浸入：把温度计部分插入被测介质中把温度计部分插入被测介质中u 全浸式测量精度较高，故多用于实验室和标全浸式测量精度较高，故多用于实验室和标准温度计，部分浸入式用于一般工业测温准温度计，部分浸入式用于一般工业测温12()()1:2:ttt nttn 温度计示值露出部分平均温度；、测温液柱的膨胀系数和玻璃膨胀系数露出液柱部分的度数修正值计算：修正值计算：142、固体膨胀式温度计、固体膨胀式温度计 利用两种材料的膨胀系数不同的原理制成，分利用两种材料的膨胀系数不同的原理制成，分为为杆式杆式和和双金属式双金属式两大类。

两大类范围：范围：-30600oC；精度：精度：0.5-1.0级 1516双金属片温度计双金属片温度计 双金属片温度计双金属片温度计是由膨胀系数不同的两种金属片牢固是由膨胀系数不同的两种金属片牢固结合在一起而制成，一端固定，另一端为自由端结合在一起而制成，一端固定，另一端为自由端当温度变化时，由于两种材料的膨胀系数不同而使双当温度变化时，由于两种材料的膨胀系数不同而使双金属片的曲率发生变化，自由端产生位移，经传动放大金属片的曲率发生变化，自由端产生位移，经传动放大机构带动指针指示温度值机构带动指针指示温度值为了满足不同用途的要求，双金属元件制成各种不同为了满足不同用途的要求，双金属元件制成各种不同的形状171810.3 热电偶温度计热电偶温度计 热电偶是当前热电测温中普遍使用的一种感温元件，它的工作原理是基于热电效应一）热电效应及基本定律（一）热电效应及基本定律 两种不同材料的金属丝两端牢靠地接触在一起，两种不同材料的金属丝两端牢靠地接触在一起，组成闭合回路，当两个接触点（组成闭合回路，当两个接触点（称为结点称为结点）温度）温度t和和t0不同时，回路中即产生电势，并有电流流通，这种把不同时，回路中即产生电势，并有电流流通，这种把热能转换成电能的现象称为热电效应。

热能转换成电能的现象称为热电效应19称回路电势为热电势两金属丝称为偶极或热电极称回路电势为热电势两金属丝称为偶极或热电极两个结点中与被测介质接触的一个称为测量端或工作两个结点中与被测介质接触的一个称为测量端或工作端、热端，另一个称为参考端或自由端、冷端端、热端，另一个称为参考端或自由端、冷端切记切记 两线两线 两端两端)20热电势的组成热电势的组成两根异质材料的接触电势两根异质材料的接触电势导线两端的温差电势导线两端的温差电势21（1）两种导体的接触电动势）两种导体的接触电动势两种导体A、B接触时，由于导体内的自由电子密度不同，如果NANB，电子密度大的导体A中的电子就向电子密度小的导体B扩散，导体A失去电子而具有正电位，导体B由于接收了电子而具有负电位这样在扩散达到动态平衡时A、B之间就形成了一个电位差这个电位差称为接触电动势22EAB(T)-A、B两种材料在温度为T时的接触电动势；K-玻耳兹曼常数（1.3810-23J/K）；e为电子电荷（1.602189210-19C）；NA(T)、NB(T)为A、B两种材料在温度T时的自由电子密度)()ln()AABBNTKTETeNT23回路中总的接触电势为：回路中总的接触电势为：0000()()ln()AABBKTNTETeNT0000()()()()lnln()()AAABABBBNTNTKETETTTeNTNT24（2）单一导体中的温差电动势）单一导体中的温差电动势 对单一金属导体，两端温度不同，两端的自由电子就对单一金属导体，两端温度不同，两端的自由电子就具有不同的动能。

温度高则动能大，动能大的自由电子具有不同的动能温度高则动能大，动能大的自由电子就会向温度低的一端扩散失去了电子的这一端就处于就会向温度低的一端扩散失去了电子的这一端就处于正电位，而低温端由于得到电子处于负电位这样两端正电位，而低温端由于得到电子处于负电位这样两端就形成了电位差，称为温差电动势就形成了电位差，称为温差电动势001(,)()()TAATAKE T Td NT TeNT25在整个闭合回路中产生的总电动势在整个闭合回路中产生的总电动势E EABAB(T,T(T,T0 0)可表示为可表示为:000000000(,)()()(,)(,)()()11 lnln()()()()()()ABABABABTTAAABTTBBABET TETETE T TE T TNTNTKKTTd NT Td NT TeNTNTeNTNT对于由对于由A、B两种导体构成的闭合回路，在两种导体构成的闭合回路，在A、B两导体上两导体上产生的温差电动势之和为：产生的温差电动势之和为：000011(,)(,)()()()()TTABABTTABKE T TE T Td NT Td NT TeNTNT26热电偶总电动势与电子密度NA、NB及两节点温度T、T0有关，电子密度取决于热电偶材料的特性。

当热电偶材料一定时，热电偶的总电动势EAB(T，T0)成为温度T和To的函数差，即00(,)()()ABET Tf Tf T0(,)()ABET Tf TC 如果如果T0固定，则：固定，则：27(二二)热电偶基本定律热电偶基本定律（1）均质导体定律）均质导体定律 由均质材料构成的热电偶，热电动势的大小只与材料及结点温度有关与热电偶的尺寸大小、形状及沿电极温度分布无关如材料不均匀，由于温度梯度的存在，将会有附加电动势产生28（2）中间导体定律）中间导体定律 将A、B构成的热电偶的T0端断开，接入第三种导体C，只要保持第三导体两端温度相同，接入导体C后对回路总电动势无影响29（3）连接导体定律）连接导体定律在热电偶回路中，如果热电极A、B分别与连接导线A、B相连接，结点温度分别为T、Tn、T0，那么回路的热电势将等于热电偶的热电势EAB(T,Tn)与连接导线A、B在温度Tn、T0 时热电势 EAB(T,Tn)的代数和，即：EABBA(T,Tn,T0)=EAB(T,Tn)+EAB(Tn,T0)30如A与A、B与B材料相同，且结点温度分别为T、Tn、T0时，有：热电偶在结点温度为T、T0时的热电势值EAB(T,T0)，等于热电偶在(T,Tn)、(Tn,T0)时相应的热电势EAB(T,Tn)与 EAB(Tn,T0)的代数和。

如下式所示：EAB(T,Tn,T0)=EAB(T,Tn)+EAB(Tn,T0)（3）连接导体定律）连接导体定律连接导体定律是工业上运用补偿导线进行温度连接导体定律是工业上运用补偿导线进行温度测量的理论基础测量的理论基础31（4）中间温度定律）中间温度定律 在热电偶回路中，两接点温度为在热电偶回路中，两接点温度为T、T0时的热时的热电动势，等于该热电偶在接点温度为电动势，等于该热电偶在接点温度为T、Ta和和Ta、T0时热电动势的代数和，即时热电动势的代数和，即00(,)(,)(,)ABABaABaET TET TET T已知参比端为已知参比端为0oC时的热电势和温度的关系，时的热电势和温度的关系，则两端点在任意温度时的热电势为：则两端点在任意温度时的热电势为：(,)(,0)(,0)ABaABABaEt tEtEt32（5）标准电极定律）标准电极定律 两种导体A、B分别与第三种导体C组成热电偶，如果A、C和B、C热电偶的热电动势已知、那么这两种导体A、B组成的热电偶产生的电动势可由下式求得000(,)(,)(,)ABACBCET TET TET T33 (四四)热电偶的参比端处理热电偶的参比端处理 为使热电偶的热电动势与被测量间呈单值函为使热电偶的热电动势与被测量间呈单值函数关系，热电偶的参比端温度必须固定。

数关系，热电偶的参比端温度必须固定热电偶的温度热电动势关系以及分度表是热电偶的温度热电动势关系以及分度表是在参比端为在参比端为0 C得到的可采用以下方法处理可采用以下方法处理1)0C恒温法 将冰水混合物放置在保温容器中，使热电偶的将冰水混合物放置在保温容器中，使热电偶的参比端保持在稳定的参比端保持在稳定的0 C环境34（2）参比端温度修正法）参比端温度修正法当热电偶参比端为不等于0 C时，需对仪表的示值加以修正修正公式：(中间温度定律中间温度定律)00(,0)(,)(,0)E TCE T tE tC35(3）电桥补偿法）电桥补偿法ABxabUEU36（4）补偿导线的应用）补偿导线的应用补偿导线就是用热电性质与热电偶相近的材料制成导线，用它将热电偶的参比端延长到需要的地方参比端延长到需要的地方，而且不会对热电偶回路引入超出允许的附加测温误差；国际电工委员会也制定了补偿导线国际标准，适合于标准化热电偶使用373810.4 电阻温度计电阻温度计利用导体和半导体的电阻随温度变化导体和半导体的电阻随温度变化这一性质做成的温度计称为电阻温度计大多数金属在温度升高1C 时电阻将增加0.40.6半导体电阻一般随温度升高而减小，其灵敏度比金属高，每升高1 C，电阻约减小26。

目前由纯金属制造的热电阻的主要材料是铂、铜和镍铂、铜和镍39(一一)铂电阻温度计铂电阻温度计铂是一种贵金属它的特点是精度高，性能稳定性精度高，性能稳定性，耐氧化性能很强耐氧化性能很强铂在1200C以下都能保证上述特性铂 很 容 易 提 纯铂 很 容 易 提 纯，复现性好复现性好，可制成很细的铂丝（0.02mm或更细）或极薄的铂箔与其它材料相比，铂有较高的电阻率铂有较高的电阻率，因此普遍认为是一种较好的热电阻材料缺点：铂电阻的电阻温度系数比较小；价格贵40 在0C 以上，其电阻与温度的关系接近于直线，其电阻温度系数A为3.8510-3/C按IEC标淮，使用温度已扩大到-200850 C，初始电阻有100和10两种0(1)tRRAt41(二二)铜电阻温度计铜电阻温度计在测量精度要求不高、温度较低的场合，普遍地使用铜电阻它可用来测量-50+150C的温度，在这温度范围内，铜电阻和温度呈线性关系：03(1)4.25 4.28 10/tRRAtAC42铜电阻的缺点是电阻率小制成相同阻值的电阻时，铜电阻丝要细，这样机械强度就不高，或者就要长，使体积增大铜很容易氧化，所以它的工作上限为150 C但铜电阻价格便宜，因此仍被广泛采用。

初始电阻有100和50两种881.7 109.81 10CuPtmm43材料：材料：特点：特点：分类：分类：（1 1）温度系数大）温度系数大 灵敏度高灵敏度高 （为热电阻（为热电阻10-10010-100倍）倍）（2 2）结构简单，体积小）结构简单，体积小 可以测量点温度可以测量点温度（3 3）电阻率高、热惯性小）电阻率高、热惯性小 适于动态测温适于动态测温（4 4）易于维护、使用寿命长）易于维护、使用寿命长 适于现场测温适于现场测温（5 5）互换性差，非线性严重，精度低互换性差，非线性严重，精度低 正温度系数热敏电阻正温度系数热敏电阻(PTC)(PTC)负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻(NTC)(NTC)临界温度系数热敏电阻临界温度系数热敏电阻(CTR)(CTR)半导体半导体 -半导体热电阻半导体热电阻（6 6）成本低，）成本低，应用广泛应用广泛 非线性非线性 )11(00TTBTeRR(三三)半导体热敏电阻半导体热敏电阻44(四四)热电阻测量电路热电阻测量电路 热电阻把温度量转换成电阻量，测量电阻通常可利用欧姆表或电桥w平衡电桥法平衡电桥法如果电阻R1=R2，当热电阻Rt阻值随温度变化时，调节电位器Rw的电刷位置x，使电桥处于平衡状态，则有0twxRRRLL、R0电位器有效长度和总电阻电位器有效长度和总电阻x电刷位置电刷位置45(五五)电阻温度计的测温误差电阻温度计的测温误差 热电阻测温系统的误差包括：n 热电阻的基本误差热电阻的基本误差n 指示仪表的误差指示仪表的误差n 电阻体自热误差电阻体自热误差n 引线电阻误差引线电阻误差 46电阻温度计的测温误差之一电阻温度计的测温误差之一u 自热误差自热误差 由流过电阻体的电流引起 电流 ，输出信号 ，自热误差 一般工业热电阻工作电流被限制在6mA以内，这样自热温差就不会超过0.1C。

47u引线电阻误差引线电阻误差电路中两根连线的电阻随环境温度变化时，全部变化量都加在同一桥臂上，带来连线误差为了减小该项误差，一般采用三线连接法，将热电阻的两根连线分别置于相邻两桥臂内，温度引起连线电阻的变化对电桥的影响相互抵消48三线制接法三线制接法49二线制接法二线制接法要求引线电阻不超过铜电阻R0的0.2%50 四线制接法 电位差计测量电阻电路51(五五)P-N结与集成电路结与集成电路温度传感器温度传感器1、锗和硅、锗和硅二极管二极管的正向压降以的正向压降以-2mV/C的斜率的斜率随温度变随温度变化；化；2、晶体管晶体管的基极的基极-发射极电压发射极电压Vbe与温度基本成线性关系与温度基本成线性关系集成电路温度传感器将温敏晶体管与激励电路、放大电集成电路温度传感器将温敏晶体管与激励电路、放大电路等辅助电路集成在同一块芯片上，能直接给出正比于路等辅助电路集成在同一块芯片上，能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，一般用于绝对温度的理想线性输出，一般用于-55150之之间的温度测量，间的温度测量，AD590（1A/C），），ICL8073（1mV/C）.)ln(20cbeITekTUU5210.5 光辐射测温方法及仪表光辐射测温方法及仪表非接触测温非接触测温利用光辐射来测量物体温度利用光辐射来测量物体温度 1、任何物体温度高于绝对零度（任何物体温度高于绝对零度（-273.16C）时，时，都将有热辐射都将有热辐射，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、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、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53 辐射测温特点：辐射测温特点：n 非接触测量非接触测量-不影响被测温度分布不影响被测温度分布n 响应速度快：对高速运动物体测温响应速度快：对高速运动物体测温n 灵敏度高，能分辨微小的温度变化；灵敏度高，能分辨微小的温度变化；n 测量范围广测量范围广(-101300 C)；n 抗干扰能力强，无需修正抗干扰能力强，无需修正54一、热辐射基本定律一、热辐射基本定律(一一)基尔霍夫定律基尔霍夫定律(二二)斯忒潘斯忒潘玻耳兹曼定律玻耳兹曼定律（三）普朗克定律（三）普朗克定律（四）维恩位移定律（四）维恩位移定律551.出射辐射能与吸收辐射能的出射辐射能与吸收辐射能的一致性一致性 辐通量：单位时间内通过某一截面的辐射能，辐通量：单位时间内通过某一截面的辐射能，又称辐射功率，又称辐射功率，SI单位为瓦单位为瓦一一)基尔霍夫定律基尔霍夫定律光谱吸收率光谱吸收率 ：-表示物体对辐射到其上的辐通量可吸收的比例。

表示物体对辐射到其上的辐通量可吸收的比例)T(,)()()dTTd 式中，式中，为被物体吸收的辐通量；为被物体吸收的辐通量；为照射到物为照射到物体单位面积上的辐通量体单位面积上的辐通量)dT()d 56 基尔霍夫定律基尔霍夫定律()1:T黑体能全部吸收辐射到其上 能量的物体（理想）)1:T非黑体只能部分吸收辐射到其 上能量的物体（实际）57M()()()()()()()TTfTMTfTTfT物体的单色辐射出射度与单色吸收比的比值为一普适函数 与温度及波长有关基尔霍夫证明了：基尔霍夫证明了：辐射出射度：辐射出射度：从辐射源表面从辐射源表面单位面积单位面积发射出的辐通量，发射出的辐通量，某一特定波长的辐射出射度称为单色辐射出射度某一特定波长的辐射出射度称为单色辐射出射度58热平衡时物体向四周的辐射功率等于它能吸收的功率00()()()()T()TM TT M TM TM T其中，为黑体在温度 时的光谱辐射出射度；为非黑体在温度 时的光谱辐射出射度0()()fTMT基尔霍夫定律：基尔霍夫定律：在同样的温度下，各种不同物体对相同波在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于长的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。

该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度590TT()()()MTTMT光谱发射率（）：实际物体与黑体在温度时的光谱辐射出射度之比结论：结论：()()TT则：则：物体的光谱发射率等于其光谱吸收率物体的光谱发射率等于其光谱吸收率吸收辐射能力强的物体，受热后向外辐射的能力也强；吸收辐射能力强的物体，受热后向外辐射的能力也强；60(二二)斯忒潘斯忒潘玻耳兹曼定律玻耳兹曼定律 物体物体辐射出射度与温度间的关系辐射出射度与温度间的关系温度为T的绝对黑体，单位面积元在半球方向上所发射的全部波长的辐射出射度 与温度T的四次方成正比0()MT04424()()TTM TTM TTTW m KT-8对于非黑体的一般物体：式中：为温度为 时全波长范围的材料发射率，也称为黑度系数；为斯忒潘玻耳兹曼常数；5.67032 10为物体的热力学温度辐射式温度计测温的理论根据辐射式温度计测温的理论根据61（三）普朗克定律（单色辐射强度定律）（三）普朗克定律（单色辐射强度定律）1511520)1()1(2)(2TCTkhceCehcTM式中，式中，c光速；光速；h普朗克常数，普朗克常数，6.62617610-34Js；k波尔兹曼常数，波尔兹曼常数，1.3806624410-23J/K；C1第一辐射常数，第一辐射常数，3.741810-16Wm2；C2第二辐射常数，第二辐射常数，1.438810-12mK；T绝对温度。

绝对温度温度为温度为T的单位面积元的的单位面积元的绝对黑体绝对黑体，在半球面方向所辐射，在半球面方向所辐射的波长为的波长为的辐射出射度为的辐射出射度为描述辐射能量在各波长上的分布关系描述辐射能量在各波长上的分布关系也可以用辐射亮度来表示也可以用辐射亮度来表示：00()()MTL T62（四）维恩位移定律（四）维恩位移定律 最大辐射波长与温度的关系最大辐射波长与温度的关系 热辐射光谱中包含着各种波长，从实验可知，物体峰值辐射波长 与物体自身的绝对温度T成以下关系2897mTm Km63温度升高：温度升高：单色辐射强度随温度单色辐射强度随温度升高而增加；升高而增加；总辐射能量增加；总辐射能量增加；峰值波长减小峰值波长减小每一条曲线下的面积每一条曲线下的面积表示该温度下物体辐表示该温度下物体辐射能量的总和，与温射能量的总和，与温度的四次方成正比度的四次方成正比64二、辐射温度计二、辐射温度计（一）全辐射温度计（一）全辐射温度计 利用物体的温度与总辐射出射度的关系来测量温度的根据斯忒潘一玻耳兹曼定律总辐射出射度为：0404()()MTTMTT65采用敏感元件测量出辐射功率的大小，就可以测采用敏感元件测量出辐射功率的大小，就可以测量出被测对象的温度；量出被测对象的温度；主要由光学系统、辐射接收器、测量仪表和辅助主要由光学系统、辐射接收器、测量仪表和辅助装置组成；装置组成；可用于测量可用于测量-5020000C的高温；的高温；对物体黑度系数的估计偏差会给仪表带来误差；对物体黑度系数的估计偏差会给仪表带来误差；环境温度的变化也会使仪表产生误差。

环境温度的变化也会使仪表产生误差二、辐射温度计二、辐射温度计66被测物与仪表之间的距离要满足距离系数要求：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（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）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，否则也会产生误差也会产生误差67应该注意：应该注意：仪表是以绝对黑体辐射功率与温度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的实际温度这个温度被称为“辐射温度辐射温度”T和和TF分别为物体的分别为物体的真实温度真实温度和和辐射温度辐射温度；T为温度为温度T时时物体全辐射的发射率因为非黑体物体全辐射的发射率因为非黑体T1，则，则TFT4441TFFTTTTT 68(二二)部分辐射温度计部分辐射温度计 为提高仪表的灵敏度，热敏元件不采用热电堆，而采用光电池、光敏电阻以及其它的一些探测元件探测元件，这些元件和热电堆相比具有光谱选择性，它们仅能对某一波长范围的光谱产生仅能对某一波长范围的光谱产生效应效应。

因此它们对测量的要求是，只能使工作光谱仅限于一定的光谱范围内我们称此类辐射温度计为部分辐射温度计69三、亮度温度计三、亮度温度计灯丝隐灭式光学温度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，实现自动光电亮度温度计：用光敏元件代替人眼，实现自动测量测量亮度温度计是利用物体在不同温度下辐射的单色光亮度温度计是利用物体在不同温度下辐射的单色光亮度不同原理而测温的亮度不同原理而测温的211lnTLLTTTCTT为亮度温度为温度为 时，波长 的单色发射率根据普朗克定律：根据普朗克定律：70灯丝隐灭式光学温度计（示意图灯丝隐灭式光学温度计（示意图）优点：优点：结构简单，使用方便，测温范围广（7003200），一般可满足工业测温的准确度要求缺点：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，当灯丝的亮度与利用调节电阻来改变高温灯泡的工作电流，当灯丝的亮度与被测物体的亮度一致时，灯泡的亮度就代表了被测物体的亮被测物体的亮度一致时，灯泡的亮度就代表了被测物体的亮度温度。

度温度71四、颜色温度计四、颜色温度计颜色温度计：通过两个光谱能量比的方法测量温度，所以也称为比色温度计用这种方法测量非黑体温度时得到的“颜色温度”：绝对黑体辐射的两个波长 和 的亮度比等于非黑体的相应亮度变化时，绝对黑体的温度就称为这个非黑体的颜色温度TC12注意：注意：根据热辐射体的光谱发射率与波长的关系特性，颜色温度可以小于、等于或大于真实温度)11(ln1121221CTTTTC72红外光硅光电池10 可见光硅光电池8 量程为8002000，精度为0.5 优点：准确度高，反应速度快，测量范围宽，测量温度更接近真实温度。