________________________________6工作原理：双金属温度计是基于绕制成环性弯曲状的双金属片组成。一端受热膨胀时，带动指针旋转，工作仪表便显示出所应的温度值。3.2.2压力式温度计压力式温度计的原理是基于密闭测温系统内蒸发液体的饱和蒸气压力和温度之间的变化关系，而进行温度测量的。当温包感受到温度变化时，密闭系统内饱和蒸气产生相应的压力，引起弹性元件曲率的变化，使其自由端产生位移，再由齿轮放大机构把位移变为指示值，这种温度计具有温包体积小，反应速度快、灵敏度高、读数直观等特点，几乎集合了玻璃棒温度计、双金属温度计、气体压力温度计的所有优点，它可以制造成防震、防腐型，并且可以实现远传触点信号、热电阻信号、0-10mA或4-20mA信号。是目前使用范围最广、性能最全面的一种机械式测温仪表。3.3电阻式温度传感器热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。电阻式传感器测量原理：电阻式传感器的基本原理是将被测的非电量转化成电阻值的变化，再经过转换电路变成电量输出。根据传感器组成材料变化或传感器原理变化，产生了各种各样的电阻式传感器，主要包括压敏式传感器、热敏传感器、光敏传感器、湿敏传感器。电阻传感器可以测量力、压力、位移、应变、加速度和温度等非电量参数。电阻式传感器结构简单，性能稳定，灵敏度较高，有的还可用于动态测量。电阻式传感器按其工作原理可分为：电阻应变式；电位计式；热电阻式；半导体热能电阻传感器等。电阻应变式传感器的工作原理：在外力的作用下，弹性元件产生变形，贴在弹性元件上的应变片产生一定的应变，再转换成电阻，由应变仪中的电桥获得输出信号，读出读数。3.3.1金属热电阻传感器金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的。它的阻电丝采用双线并绕法绕制在具有一定形状的云母、石英或陶瓷塑料支架上，支架起支撑和绝缘作用。热电阻广泛用来测量－200～850℃范围内的温度，少数情况下，低温可测量至1K，高温达1000℃。标准铂电阻温度计的精确度高，作为复现国际温标的标准仪器。目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。铂热电阻的特点是精度高、稳定性好、性能可靠，所以在温度传感器中得到了广泛应用。在一些测量精度要求不高且温度较低的场合，可采用铜热电阻进行测温，它的测量范围为-50～150℃。铜热电阻在测量范围内其电阻值与温度的关系几乎是线性的。铜热电阻的优点电阻温度系数较大、线性性好、价格便宜；缺点是电阻率较低，电阻体的体积较大，热惯性较大，稳定性较差，在100℃以上时容易氧化，因此只能用于低温及没有浸蚀性的介质中。对用于制造热电阻材料的要求：（1）具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和电阻；（2）R-t关系最好成线性；（3）物理化学性能稳定、复现性好等。3.4热电偶传感器热电偶具有构造简单、适用温度范围广、使用方便、承受热、机械冲击能力强以及响应速度快等特点，常用于高温区域、振动冲击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合；但其信号输出灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号和前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。3.4.1热电偶测温原理热电偶测温原理：热电偶的工作原理是基于热电效应，热电效应是指两种不同材料的导体（或半导体）组成一个闭合回路，当两接点温度T和T0不同时，则在该回路中就会产生电动势的现象。（1）接触电动势：电子e的浓度差造成的电动势。（2）温差电动势：温差不同，造成电子的运动速度不同。机理：高温端的电子能量要比低温端的电子能量大，从高温端跑到低温端的电子数比从低温端跑到高温端的要多，结果高温端因失去电子而带正电，低温端因获得多余的电子而带负电，在导体两端便形成温差电动势。应用：利用热电偶进行测温，必须在回路中引入连接导线和仪表，接入导线和仪表后不会影响回路中的热电势。在热电偶测温回路内，接入第三种导体时，只要第三种导体的两端温度相同，则对回路的总热电势没有影响。均质导体定律：由两种均质导体组成的热电偶，其热电动势的大小只与两材料及两接点温度有关，与热电偶的大小尺寸、形状及沿电极各处的温度分布无关。即热电偶必须由两种不同性质的均质材料构成。中间导体定律：在热电偶回路中，接入第三种导体，只要这种导体两端温度相同，则热电偶所产生的热电动势保持不变。中间温度恒定定律：在热电偶回路中，两接点温度为T、T0时的热电动势，等于该热电偶在接点温度为T、Ta和Ta、T0时的热电动势的代数和，即：EAB(T，T0)= EAB(T,Ta)+EAB(Ta，T0)。3.4.2热电极材料及常用热电偶为了适应不同生产对象的测温要求和条件，热电偶的结构形式有：（1）普通型热电偶；（2）铠装型热电偶；（3）薄膜热电偶等。3.4.3热电偶的结构热电偶材料一般有铂铑一铂铑和铂铑一铂，镍铬一镍硅等。这种热电偶的结构主要由接线盒、保护套管、绝缘管和热电极等组成。3.4.4热电偶冷端补偿热电偶的补偿导线及冷端温度的补偿方法：当热电偶材料选定以后，热电动势只与热端和冷端温度有关。因此只有当冷端温度恒定时，热电偶的热电势和热端温度才有单值的函数关系。热电偶的分度表是以冷端温度0℃作为基准进行分度的，而在实际使用过程中，冷端温度往往不为0℃，所以必须对冷端温度进行处理，消除冷端温度的影响。3.5辐射式温度传感器3.5.1辐射测量的物理基础辐射式温度传感器是利用物体的辐射能随温度变化的原理制成的。

________________________________6

工作原理：双金属温度计是基于绕制成环性弯曲状的双金属片组成。一端受热膨胀时，带动指针旋转，工作仪表便显示出所应的温度值。

3.2.2压力式温度计

压力式温度计的原理是基于密闭测温系统内蒸发液体的饱和蒸气压力和温度之间的变化关系，而进行温度测量的。当温包感受到温度变化时，密闭系统内饱和蒸气产生相应的压力，引起弹性元件曲率的变化，使其自由端产生位移，再由齿轮放大机构把位移变为指示值，这种温度计具有温包体积小，反应速度快、灵敏度高、读数直观等特点，几乎集合了玻璃棒温度计、双金属温度计、气体压力温度计的所有优点，它可以制造成防震、防腐型，并且可以实现远传触点信号、热电阻信号、0-10mA或4-20mA信号。是目前使用范围最广、性能最全面的一种机械式测温仪表。

3.3电阻式温度传感器

热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。

电阻式传感器测量原理：电阻式传感器的基本原理是将被测的非电量转化成电阻值的变化，再经过转换电路变成电量输出。根据传感器组成材料变化或传感器原理变化，产生了各种各样的电阻式传感器，主要包括压敏式传感器、热敏传感器、光敏传感器、湿敏传感器。

电阻传感器可以测量力、压力、位移、应变、加速度和温度等非电量参数。电阻式传感器结构简单，性能稳定，灵敏度较高，有的还可用于动态测量。

电阻式传感器按其工作原理可分为：电阻应变式；电位计式；热电阻式；半导体热能电阻传感器等。

电阻应变式传感器的工作原理：在外力的作用下，弹性元件产生变形，贴在弹性元件上的应变片产生一定的应变，再转换成电阻，由应变仪中的电桥获得输出信号，读出读数。

3.3.1金属热电阻传感器

金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的。它的阻电丝采用双线并绕法绕制在具有一定形状的云母、石英或陶瓷塑料支架上，支架起支撑和绝缘作用。热电阻广泛用来测量－200～850℃范围内的温度，少数情况下，低温可测量至1K，高温达1000℃。标准铂电阻温度计的精确度高，作为复现国际温标的标准仪器。

目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。铂热电阻的特点是精度高、稳定性好、性能可靠，所以在温度传感器中得到了广泛应用。在一些测量精度要求不高且温度较低的场合，可采用铜热电阻进行测温，它的测量范围为-50～150℃。铜热电阻在测量范围内其电阻值与温度的关系几乎是线性的。铜热电阻的优点电阻温度系数较大、线性性好、价格便宜；缺点是电阻率较低，电阻体的体积较大，热惯性较大，稳定性较差，在100℃以上时容易氧化，因此只能用于低温及没有浸蚀性的介质中。

对用于制造热电阻材料的要求：

（1）具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和电阻；

（2）R-t关系最好成线性；

（3）物理化学性能稳定、复现性好等。

3.4热电偶传感器

热电偶具有构造简单、适用温度范围广、使用方便、承受热、机械冲击能力强以及响应速度快等特点，常用于高温区域、振动冲击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合；但其信号输出灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号和前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。

3.4.1热电偶测温原理

热电偶测温原理：热电偶的工作原理是基于热电效应，热电效应是指两种不同材料的导体（或半导体）组成一个闭合回路，当两接点温度T和T0不同时，则在该回路中就会产生电动势的现象。

（1）接触电动势：电子e的浓度差造成的电动势。

（2）温差电动势：温差不同，造成电子的运动速度不同。

机理：高温端的电子能量要比低温端的电子能量大，从高温端跑到低温端的电子数比从低温端跑到高温端的要多，结果高温端因失去电子而带正电，低温端因获得多余的电子而带负电，在导体两端便形成温差电动势。

应用：利用热电偶进行测温，必须在回路中引入连接导线和仪表，接入导线和仪表后不会影响回路中的热电势。在热电偶测温回路内，接入第三种导体时，只要第三种导体的两端温度相同，则对回路的总热电势没有影响。

均质导体定律：由两种均质导体组成的热电偶，其热电动势的大小只与两材料及两接点温度有关，与热电偶的大小尺寸、形状及沿电极各处的温度分布无关。即热电偶必须由两种不同性质的均质材料构成。

中间导体定律：在热电偶回路中，接入第三种导体，只要这种导体两端温度相同，则热电偶所产生的热电动势保持不变。

中间温度恒定定律：在热电偶回路中，两接点温度为T、T0时的热电动势，等于该热电偶在接点温度为T、Ta和Ta、T0时的热电动势的代数和，即：EAB(T，T0)= EAB(T,Ta)+EAB(Ta，T0)。

3.4.2热电极材料及常用热电偶

为了适应不同生产对象的测温要求和条件，热电偶的结构形式有：

（1）普通型热电偶；

（2）铠装型热电偶；

（3）薄膜热电偶等。

3.4.3热电偶的结构

热电偶材料一般有铂铑一铂铑和铂铑一铂，镍铬一镍硅等。这种热电偶的结构主要由接线盒、保护套管、绝缘管和热电极等组成。

3.4.4热电偶冷端补偿

热电偶的补偿导线及冷端温度的补偿方法：当热电偶材料选定以后，热电动势只与热端和冷端温度有关。因此只有当冷端温度恒定时，热电偶的热电势和热端温度才有单值的函数关系。热电偶的分度表是以冷端温度0℃作为基准进行分度的，而在实际使用过程中，冷端温度往往不为0℃，所以必须对冷端温度进行处理，消除冷端温度的影响。

3.5辐射式温度传感器

3.5.1辐射测量的物理基础

辐射式温度传感器是利用物体的辐射能随温度变化的原理制成的。