两种不同材料的导体,例如在某一点处彼此连接,加热连接点,并且在它们未被加热的部分中发生电位差。
该电位差的值与未加热部分的测量点的温度有关,并且与两个导体的材料有关。
这种现象可在很宽的温度范围内发生。
如果准确地测量电位差并且测量未加热部分的环境温度,则可以准确地知道加热点的温度。
因为它必须具有两种不同材料的导体,所以它被称为“热电偶”。
由不同材料制成的热电偶用于不同的温度范围,并且它们的灵敏度变化。
热电偶的灵敏度是指当加热点温度变化1°C时输出电位差的变化量。
对于大多数金属支撑的热电偶,该值介于5到40微伏/°C之间。
热电偶传感器有其自身的优点和缺点。
它灵敏度低,易受环境干扰信号的影响,易受前置放大器温度漂移的影响。
因此,它不适合测量小的温度变化。
由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的厚度无关,因此非常薄的材料也可用作温度传感器。
此外,由于用于制造热电偶的金属材料具有出色的延展性,这种微妙的温度测量元件具有非常高的响应速度,可以测量快速变化的过程。
温度传感器是各种传感器中最常用的。
现代温度传感器尺寸非常小,使其广泛应用于各种生产实践领域,为我们的生活提供了无数的便利和功能。
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有四种主要类型的温度传感器:热电偶,热敏电阻,电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。
IC温度传感器包括两种类型的模拟输出和数字输出。
接触温度传感器的检测部分与待测物体良好接触,也称为温度计。
温度计通过传导或对流达到热平衡,因此温度计的指示可直接指示待测物体的温度。
通常,测量精度高。
温度计还测量在一定温度范围内物体内的温度分布。
但是,对于移动物体,小目标或热容量小的物体,会产生大的测量误差。
常用的温度计包括双金属温度计,玻璃液体温度计,压力温度计,电阻温度计,热敏电阻和热电偶。
它们广泛用于工业,农业,商业和其他领域。
这些温度计通常用于日常生活中。
随着低温技术在国防工程,航天技术,冶金,电子,食品,医药,石油化工,超导技术等领域的广泛应用,开发出温度低于120K的低温温度计,如低温气体温度计和蒸汽。
压力式温度计,声学温度计,顺磁盐温度计,量子温度计,低温热电阻和低温热电偶。
低温温度计要求温度传感元件尺寸小,精度高,可重复且稳定。
通过多孔高硅玻璃的渗碳和烧结形成的渗碳玻璃热阻是低温温度计的温度传感元件,其可用于测量1.6至300K范围内的温度。
非接触式温度传感器的敏感部件不与待测物体接触,也称为非接触式温度测量仪器。
该仪表可用于测量移动物体,小目标和小热量或快速温度(瞬态)物体的表面温度,以及温度场的温度分布。
最常用的非接触式温度测量仪器是基于黑体辐射的基本定律,称为辐射温度测量仪器。
辐射测温法包括亮度方法(参见光学高温计),辐射方法(参见辐射高温计)和比色法(参见比色温度计)。
所有类型的辐射温度测量方法只能测量相应的光度温度,辐射温度或比色温度。
只有测量黑体(吸收所有辐射并且不反射光的物体)的温度才是真实温度。
要确定物体的真实温度,必须校正材料的表面发射率。
材料的表面发射率不仅取决于温度和波长,还取决于表面状态,涂膜和微观结构,因此难以精确测量。
在自动化生产中,通常需要使用辐射温度测量来测量或控制某些物体的表面温度,例如冶金中的钢带轧制温度,轧辊温度,锻造温度和熔炼炉或坩埚中各种熔融金属的温度。
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在这些特定情况下,测量物体的表面发射率是非常困难的。
为了自动测量和控制固体表面温度,可以使用额外的镜子来形成黑体腔,并测量表面。
附加辐射的影响可以增加被测表面的有效辐射和有效发射系数。
仪器通过有效发射系数校正测量温度,最终得到待测表面的真实温度。
最典型的附加镜子是半球形镜子。
在球体中心附近测量的表面的漫射辐射能量被半球形镜子反射回表面以形成额外的辐射,从而增加有效发射系数:其中ε是材料的表面发射率,ρ是镜子的反射率。
至于气体和液体介质的真实温度的测量,可以使用将耐热材料管插入一定深度以形成黑体腔的方法。
通过计算得到与介质热平衡后的圆柱腔的有效发射系数。
在自动测量和控制中,该值可用于校正测量的底部温度(即介质温度)以获得介质的真实温度。