熱電偶、熱電阻與紅外測(cè)溫傳感器的方法比較及研究
熱電偶、熱電阻與紅外測(cè)溫傳感器的方法比較及研究
一、溫度測(cè)量的基本概念 溫度是度量物體冷熱程度的物理量，在生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn)中占有極其重要的地位，是國(guó)際單位制(SI)中7個(gè)基本物理量之一。從能量角度來(lái)看，溫度是描述系統(tǒng)不同自由度間能量發(fā)布狀況的物理量；從熱平衡觀點(diǎn)來(lái)看，溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量；從微觀上看，溫度標(biāo)志著系統(tǒng)內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，溫度高的物體，分子平均動(dòng)能大，溫度低的物體，分子平均動(dòng)能小。
早期人們以人的器官感覺(jué)出發(fā)，憑感覺(jué)到的或接觸到的冷熱程度區(qū)別溫度的高低。這樣得出的結(jié)果往往不可靠、不準(zhǔn)確。研究表明，幾乎所有物質(zhì)的性質(zhì)都與溫度有關(guān)，例如尺寸、體積、密度、硬度、彈性橫量、破壞性強(qiáng)度、電導(dǎo)率、導(dǎo)磁率、光輻射強(qiáng)度等，利用這些性質(zhì)及其隨溫度變化規(guī)律可進(jìn)行溫度測(cè)量。也就是說(shuō)，溫度只能通過(guò)物體隨溫度變化的某些特性來(lái)間接測(cè)量，而用來(lái)量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)(零點(diǎn))和測(cè)量溫度的基本單位。目前國(guó)際上用得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)和國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)。
二、主要測(cè)溫方法介紹
溫度測(cè)量方式有接觸式和非接觸式兩大類。
1．將傳感器置于與物體相同的熱平衡狀態(tài)中，使傳感器與物體保持同一溫度的測(cè)溫法，即為接觸式測(cè)溫法。例如利用介質(zhì)受熱膨脹的原理的水銀溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)和雙金屬溫度計(jì)等。還有利用物體電氣參數(shù)隨溫度變化的特性來(lái)檢測(cè)溫度。例如熱電阻、熱敏電阻、電子式溫度傳感器和熱電偶等。
接觸式測(cè)溫儀表測(cè)溫儀表比較簡(jiǎn)單、可靠，測(cè)量精度較高；但因測(cè)溫元件與被測(cè)介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交換，需要一定的時(shí)間才能達(dá)到熱平衡，所以存在測(cè)溫的延遲現(xiàn)象，同時(shí)受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測(cè)量。
2.非接觸式儀表測(cè)溫是通過(guò)熱輻射原理來(lái)測(cè)量溫度的，測(cè)溫元件不需與被測(cè)介質(zhì)接觸。實(shí)現(xiàn)這種測(cè)溫方法可利用物體的表面熱輻射強(qiáng)度與溫度的關(guān)系來(lái)檢測(cè)溫度。有全輻射法、部分輻射法、單一波長(zhǎng)輻射功率的亮度法及比較兩個(gè)波長(zhǎng)輻射功率的比色法等。非接觸式儀表測(cè)溫的測(cè)溫范圍廣，不受測(cè)溫上限的限制，也不會(huì)破壞被測(cè)物體的溫度場(chǎng)，反應(yīng)速度一般也比較快；但受到物體的發(fā)射率、測(cè)量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測(cè)量誤差較大。
三、標(biāo)準(zhǔn)要求
基本上所有的CSA和UL電氣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)都要求進(jìn)行溫升測(cè)試，而且會(huì)詳細(xì)要求測(cè)試條件，例如產(chǎn)品的輸入電源、負(fù)載要求和測(cè)試環(huán)境等；測(cè)試方法，例如安裝位置和使用測(cè)溫方法等；測(cè)試時(shí)間；判斷準(zhǔn)則，溫升的*大值和附帶測(cè)試等。在測(cè)試方法中，會(huì)對(duì)測(cè)溫的方法進(jìn)行規(guī)定，通常有對(duì)熱電偶的要**30AWG(0.51平方厘米)，鐵－康銅(分度號(hào)J)或銅－康銅(分度號(hào)T)和相配合的記錄儀器
