溫度是一個(gè)基本的物理現(xiàn)象，它是生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用zui普通、zui重要的工藝參數(shù)，無(wú)論是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還是科學(xué)研究和國(guó)防現(xiàn)代化，都離不開(kāi)溫度測(cè)量及溫度熱電偶及熱電阻。它是現(xiàn)代測(cè)試和工業(yè)過(guò)程控制中應(yīng)用頻率zui高的傳感器之一。然而，溫度的準(zhǔn)確測(cè)量并非輕而易舉，即使有了準(zhǔn)確度很高的溫度熱電偶及熱電阻，但是，如果測(cè)量方法選擇不當(dāng)或者測(cè)量的環(huán)境不能滿(mǎn)足要求，則都難以得到預(yù)期的結(jié)果。

溫度測(cè)量的進(jìn)展
 
　　當(dāng)前，雖然主要的溫度熱電偶及熱電阻，如熱電偶、熱電阻及輻射溫度計(jì)等的技術(shù)已經(jīng)成熟，但是只能在傳統(tǒng)的場(chǎng)合應(yīng)用，不能滿(mǎn)足許多領(lǐng)域的要求，尤其是高科技領(lǐng)域。因此，各國(guó)專(zhuān)家都在針對(duì)性的競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)發(fā)各種新型溫度熱電偶及熱電阻及特殊的實(shí)用測(cè)量技術(shù)。

光纖溫度熱電偶及熱電阻
 
　　光導(dǎo)纖維(簡(jiǎn)稱(chēng)光纖)自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，隨著激光技術(shù)的發(fā)展，從理論和實(shí)踐上都已證明它具有一系列的*性，光纖在傳感技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用也日益受到廣泛重視。光纖傳感器是一種將被測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的光信號(hào)的裝置。它是由光耦合器、傳輸光纖及光電轉(zhuǎn)換器等三部分組成。目前已有用來(lái)測(cè)量壓力、位移、應(yīng)變、液面、角速度、線(xiàn)速度、溫度、磁場(chǎng)、電流、電壓等物理量的光纖傳感器問(wèn)世，解決了傳統(tǒng)方式難以解決的測(cè)量技術(shù)問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前約有百余種不同形式的光纖傳感器，用于不同領(lǐng)域進(jìn)行檢測(cè)。可以預(yù)料，在新技術(shù)革命的浪潮中，光纖傳感器必將得到廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮出更多的作用。

特種測(cè)溫?zé)崦綦娎|
 
　　熱電偶是傳統(tǒng)的溫度熱電偶及熱電阻，用途非常廣泛。近年來(lái)，又發(fā)展出了一種新的測(cè)溫技術(shù)，能在火災(zāi)事故預(yù)警中有*的應(yīng)用。這種新型溫度熱電偶及熱電阻稱(chēng)為特種測(cè)溫?zé)崦綦娎|，又被稱(chēng)為連續(xù)熱電偶Continuous Thermocouple)或?qū)崾綗犭娕?Heating Seeking Thermocouple)。
 
　　熱敏電纜利用電偶熱電效應(yīng)，但測(cè)量的不是偶頭部的溫度，而是沿?zé)犭姌O長(zhǎng)度上zui高溫度點(diǎn)的溫度。由于這種*功能，zui初被發(fā)達(dá)國(guó)家作為高精技術(shù)設(shè)備鋪設(shè)在航空母艦、驅(qū)逐艦的艦艙以及軍用飛機(jī)等軍事設(shè)備中。目前，已被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域來(lái)預(yù)防和減少因“過(guò)熱”引起的事故和損失。

熱敏電纜的主要性能
 
　　目前，熱敏電纜主要有兩種產(chǎn)品 類(lèi)型(FTLD和CTTC)，它們測(cè)溫原理相同，只是技術(shù)參數(shù)不同。
 
　　材料構(gòu)成 外層保護(hù)管：FTLD型采用雙層聚四氟乙烯，CTTC型采用鉻鎳鐵合金。為有效避免測(cè)量環(huán)境中的粉塵、油脂以及水分等介質(zhì)浸入，以及溫度范圍不同而引起的誤報(bào)，故采用不同材料。測(cè)溫元件：K型熱電偶。
 
　　外形尺寸 目前現(xiàn)有的產(chǎn)品長(zhǎng)度約6~15m，若需長(zhǎng)度加大，可以將幾根熱敏電纜連接起來(lái)。外徑尺寸FTLD為f3.5mm，CTTC為f9.3~18.7mm，可安裝在傳統(tǒng)探頭無(wú)法鋪設(shè)到的惡劣環(huán)境中。
 
　　工作溫度FTLD為-40~200℃，CTTC為-40~899℃。
 
　　分度與靈敏度 熱敏電纜的分度與普通熱電偶相近，由于連續(xù)熱電偶的“臨時(shí)”熱接點(diǎn)不是緊密連接，熱接點(diǎn)之外兩電極間也并非*絕緣，所以熱敏電纜的輸出熱電勢(shì)與同種熱電偶相比稍有降低，換算成溫度大約相差十幾攝氏度，這對(duì)于火警預(yù)報(bào)來(lái)說(shuō)是可以接受的。
 
　　彎曲半徑 除和熱敏電纜組成材料的性能和質(zhì)量有關(guān)外，還與隔離材料的密實(shí)程度有關(guān)。一般彎曲半徑為熱敏電纜外徑的10~20倍。

石英溫度計(jì)
 
　　隨著生產(chǎn)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各部門(mén)對(duì)溫度測(cè)量與控制的要求越來(lái)越高，尤其對(duì)高精度、高分辨率溫度熱電偶及熱電阻的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，普通的傳感器難以滿(mǎn)足要求。

石英溫度計(jì)的特性
 
　　高分辨率分辨率達(dá)0.001~0.0001℃。 高精度 在-50℃~120℃范圍內(nèi)，精度為±0.05℃。普通溫度計(jì)的精度為±0.1℃。
 
　　誤差小 熱滯后誤差小，響應(yīng)時(shí)間為1s，可以忽略。
 
　　性能穩(wěn)定 它是頻率輸出型傳感器，故不受放大器漂移和電源波動(dòng)的影響，即使將傳感器遠(yuǎn)距離(如1500m)設(shè)置也不受影響，但是抗強(qiáng)沖擊性能較差。

石英溫度計(jì)的應(yīng)用
 
　　石英溫度計(jì)既可用于高精度、高分辨率的溫度測(cè)量，又可作為標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)進(jìn)行量值傳遞，也可以在現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)合下進(jìn)行精密測(cè)溫或用于恒溫槽的精密控溫，還可用作遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度測(cè)量等。

聲學(xué)溫度計(jì)
 
　　聲學(xué)測(cè)溫技術(shù)具有測(cè)溫原理簡(jiǎn)單、非接觸、測(cè)溫范圍寬(0~1900℃)、可在線(xiàn)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已應(yīng)用于發(fā)電廠(chǎng)、垃圾焚燒爐、水泥回轉(zhuǎn)窯等工業(yè)過(guò)程的溫度測(cè)量和控制。

利用超聲波測(cè)量氣體溫度
 
　　利用測(cè)量超聲波在氣體中傳播速度因溫度不同而變化的溫度計(jì)稱(chēng)為超聲波溫度計(jì)。用超聲波測(cè)量氣體溫度具有響應(yīng)速度快、不受外壁熱輻射影響等優(yōu)點(diǎn)。測(cè)量對(duì)象十分廣泛，從滾梯上方氣體的平均溫度，到內(nèi)燃機(jī)混合氣體爆炸燃燒時(shí)的溫度測(cè)量等。
 
　　超聲波測(cè)量氣體溫度的工作原理與聲學(xué)測(cè)溫相同，聲速的測(cè)量方法有兩種：
 
　　脈沖法測(cè)量 如果揚(yáng)聲器與收音器間的距離為l，傳播的時(shí)間為τ，則可依據(jù)u=l/τ，求得u。當(dāng)測(cè)量場(chǎng)所有風(fēng)時(shí)，若直接測(cè)量聲速將產(chǎn)生誤差。在這種情況下，將揚(yáng)聲器與收音器交換測(cè)量，選用兩者的平均速度更為準(zhǔn)確。
 
　　共振法測(cè)量 利用共振頻率f=u/l可求得u。

固體超聲波溫度計(jì)
 
　　利用聲波在固體中傳播速度，隨溫度而變化的溫度計(jì)稱(chēng)為固體超聲波溫度計(jì)。由于聲波在固體中傳播時(shí)，聲速的靈敏度隨溫度的升高而增大，因此，這種溫度計(jì)更適用于高溫測(cè)量。
 
　　核四級(jí)共振溫度計(jì)(NQR溫度計(jì))
 
　　核磁共振是原子核系統(tǒng)的磁共振。具有核自旋的物質(zhì)處于靜磁場(chǎng)中，當(dāng)在靜磁場(chǎng)垂直方向加電磁波時(shí)，將對(duì)某頻率的電磁波產(chǎn)生吸收現(xiàn)象即為核磁共振。氯酸鉀KCIO3晶體中核自旋具有電四極矩的CI35原子核，在軸對(duì)稱(chēng)電場(chǎng)梯度中，自旋產(chǎn)生能級(jí)躍遷，出現(xiàn)吸收電磁波的現(xiàn)象，稱(chēng)核四級(jí)共振。利用共振吸收頻率隨溫度升高而減少的特性制成的溫度計(jì)，稱(chēng)為核四級(jí)共振溫度計(jì)。該溫度計(jì)可以作為標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)或高精度實(shí)用溫度計(jì)。

NQR溫度計(jì)的特性
 
　　高準(zhǔn)確度、高分辨率 準(zhǔn)確度可達(dá)±0.005K;共振吸收頻率與溫度的相關(guān)性好，在室溫附近為5kHz/K，分辨率達(dá)1mK。
 
　　不需要分度 溫度與吸收頻率的關(guān)系，只取決于KCIO3的結(jié)構(gòu)，從根本上保證良好的重現(xiàn)性(在6Kz以下)。
 
　　互換性好 在水三相點(diǎn)其互換性為±10Hz，性能極其*。
 
　　輸出為頻率信號(hào)，容易保護(hù)高精度 可利用標(biāo)準(zhǔn)電波、電視信號(hào)等作高精度的基準(zhǔn)信號(hào)，便于數(shù)字化處理。
 
　　溫度范圍廣 對(duì)于高精度測(cè)量適用于室溫至低溫范圍。 從檢測(cè)微弱的吸收信號(hào)直到轉(zhuǎn)換成溫度，可全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

熱噪聲溫度計(jì)
 
　　由于電子的熱運(yùn)動(dòng)，可在電阻的兩端產(chǎn)生由熱噪聲引起的電位起伏。這種熱噪聲又稱(chēng)*噪聲，熱噪聲電壓與溫度之間存在確定關(guān)系。利用熱噪聲電壓與溫度的相互關(guān)系，可制成熱噪聲溫度計(jì)。熱噪聲溫度計(jì)具有如下特性：不需要分度;與傳感器材料無(wú)關(guān)，不受壓力影響;傳感器的阻值幾乎不影響測(cè)量精度;測(cè)溫范圍廣(4-1400K)。
 
　　因此，熱噪聲溫度計(jì)可望成為一種理想的測(cè)溫方式。然而，熱噪聲溫度計(jì)產(chǎn)生的電壓信號(hào)小，信號(hào)處理困難，操作也復(fù)雜，至今仍未實(shí)用化。

半導(dǎo)體集成電路溫度熱電偶及熱電阻
 
　　*，晶體管的基極— 發(fā)射極的正向壓降隨著溫度的升高而減少。利用P-N結(jié)的這一固有特性，可制成溫度熱電偶及熱電阻。AD590集成電路溫度熱電偶及熱電阻就是典型的一種，DS1820則是的發(fā)展。

DSl820智能溫度熱電偶及熱電阻
 
　　智能溫度熱電偶及熱電阻是在半導(dǎo)體集成溫度熱電偶及熱電阻的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。其主要優(yōu)點(diǎn)是采用數(shù)字化技術(shù)，能以數(shù)字形式直接輸出被測(cè)溫度;能夠遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù);用戶(hù)可設(shè)定溫度上、下限，具有越限自動(dòng)報(bào)警功能;自帶總線(xiàn)接口，適配各種微處理器和單片機(jī)，便于開(kāi)發(fā)具有一定智能功能的溫度測(cè)控系統(tǒng)。其中，DS1820就是典型的智能溫度熱電偶及熱電阻。

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