第2章　温度测量仪表

2.1　概述

2.1.1　温度测量方法分类

温度测量可分为两大类，即接触法测温和非接触法测温。

（1）接触法

测温仪表与被测对象应具有良好的热接触，使两者达到热平衡，因此，测温准确度较高。接触法测温时，由于感温元件与被测对象接触，往往会破坏被测对象的热平衡状态，并受被测介质的腐蚀作用，因此，对感温元件的结构、性能要求苛刻。

（2）非接触法

利用物体的热辐射能随温度变化的原理测定物体温度，这种测温方式称为非接触法。其特点是不与被测物体接触，因此不改变被测物体的温度分布，热惯性小。通常用来测定1000℃以上的移动、旋转或反应迅速的高温物体的温度。

两种测温方法的特点如表1-2-1所示。

2.1.2　测温仪表的分类

温度测量的范围很广（从处于接近绝对零度的低温，直至几千摄氏度的高温），需要用各种不同的温度检测方法加以测量。

温度的测量通常利用一些材料或元件的性能随温度而变化的特性，通过测量该性能参数而得到被检测的温度，这些特性包括基于材料的热电动势、电阻、热膨胀、磁导率、介电常数、光学特性和弹性等。表1-2-2列出各类常用的测温原理以及基于这些原理设计的测温仪表。

2.1.3　测温仪表的选用

测温仪表种类多、应用范围宽，其精度及测量范围等技术要求差异较大，图1-2-1列举出工业常规测温仪表的种类、使用条件及测量范围。

2.1.4　温标

表示物体温度值的标准尺度，简称温标。温标规定了温度的读数起点（零点）和温度测量的基本单位。国际上使用较多的温标为经验温标（摄氏温标、华氏温标）、热力学温标以及国际实用温标。

（1）摄氏温标

摄氏温标规定在标准大气压下纯水的冰熔点为0℃，水沸点为100℃，把0～100℃分成100等份，每一等份为1℃，摄氏温度用t表示。

（2）华氏温标

华氏温标规定在标准大气压下纯水的冰熔点为32℉，水沸点为212℉，中间180等份，每一等份为1℉。华氏温度用tF表示。

摄氏温度t（℃）和华氏温度tF（℉）之间的关系为

（3）热力学温标

热力学温标是以热力学第二定律为基础的理论温标，与被测介质性质无关，国际权度大会将其采纳为国际统一的基本温标。

热力学温标基于工作在高温和低温之间的理想（卡诺）热机与两个热源之间交换热量，用T表示，单位为开尔文，符号为K。热力学温标可表示为

式中，Q1为热源给予热机的传热量；Q2为热机传给冷源的传热量。

热力学温标可以借助于理想气体温度计实现，或者用与理想气体在一定范围内性质极其相似的实际气体制成的气体温度计实现。

（4）国际实用温标

第一个国际温标是1927年第七届国际计量大会决定采用的温标，称为“1927年国际温标”，记为ITS-27。此后大约每隔20年进行一次重大修改，相继有1948年国际温标（ITS-48）、1968年国际实用温标（IPTS-68）和1990年国际温标（ITS-90）。

国际计量委员会（CIPM）在1989年的会议上正式通过了ITS-90。我国从1994年1月1日起全面实行ITS-90国际温标。

（5）温度量值的传递

温度量值的传递，即是将国家计量基准所复现的温度计量单位量值通过各级计量标准传递到工作温度计量器具上，以保证被计量的被测温度量值准确一致的全部过程。

温度量值的传递系统如图1-2-2所示。

2.2　电接点温度计

2.2.1　电接点玻璃温度计

（1）结构原理

电接点玻璃温度计可在某一温度点上接通或断开，与水银继电器或其他电子继电器等装置配套后，可用以对某一温度点进行发信、报警或二位控制。

电接点玻璃温度计分为工作接点固定在某一规定温度点上的固定电接点玻璃温度计和工作接点可以在标尺范围内任意调节的可调电接点玻璃温度计两种。电接点玻璃温度计的感温液体均为水银。

图1-2-3（a）为两个工作接点的内标式固定接点玻璃温度计，图1-2-3（b）为两个工作接点的棒式接点玻璃温度计，工作接点是用与玻璃膨胀系数相近的铂丝烧结在给定温度点（4、5）的毛细管上，感温包1中的感温液体2受温度作用后沿着毛细管3上升，当水银与铂丝接点接触时，外接电路接通（反之，感温包1中的水银受温度作用后沿着毛细管下降，当水银与铂丝接点脱离时，外接电路断开），以达到控制温度或在某一温度点发出信号的目的。棒式电接点玻璃温度计无分度标尺。

图1-2-3（c）为可调电接点玻璃温度计，它的标尺分度线按照内标式玻璃温度计的规定分度。

（2）动作误差

电接点温度计接通和断开各一次的实际通断温度数值（由标准温度计确定）与标尺上接点温度的最大值为动作误差，其数值不应超过表1-2-3的规定。

（3）电接点玻璃温度计的寿命

当开路直流或交流电压为36V，工作电流为20mA时，电接点玻璃温度计经过100万次的接通或断开，电接点玻璃温度计的接通温度和断开温度之间的差值称为不灵敏区，其数值不应大于动作误差的1/10。

（4）电接点玻璃温度计动作误差的校验

对于固定接点的电接点玻璃温度计应在所有的工作接点温度上进行校验。对于可调接点的电接点玻璃温度计可以在标尺上任意选两个温度点进行校验。

将电接点玻璃温度计插入恒温槽中，然后将电接点的引出线连接到信号装置上，使恒温槽温度缓慢上升（对于分度值为0.1℃、0.2℃的恒温槽的升温速度不大于0.01℃/min，对于分度值为0.5℃、1℃、2℃、5℃的恒温槽的升温速度不大于0.05℃/min），在信号装置接通的同时，读取标准玻璃温度计的示值，即为接通时的温度。然后使恒温槽的温度缓慢下降（下降的速度与升温的速度相同），在信号装置断开的同时，读取标准玻璃温度计的示值，即为断开时的动作温度。

接通（断开）时的动作温度与工作接点的接点温度之差即为动作误差。

2.2.2　压力式温度计

压力式温度计和玻璃温度计一样，同样属于膨胀式温度计的一种，它可用于测量并可直接显示工业生产过程的介质自-100℃至600℃范围的温度。

（1）压力式温度计的基本结构

如图1-2-4所示，压力式温度计由充有感温介质的温包、传压元件（毛细管）及压力敏感元件（弹簧管）构成的金属组件（即充灌式感温系统）组成。温包内充填的感温介质为气体、液体及蒸发液体等。测温时将温包置于被测介质中，温包内的工作介质因温度升高体积膨胀而导致压力增大。该压力变化经毛细管传给弹簧管并使其产生一定形变，然后借助齿轮或杠杆等传动机构带动指针转动，指出相应的温度。

1—弹簧管；2—指针；3—变换机构；4—工作介质；5—温包；6—连接螺钉；7—毛细管；8—感温部分；9—连接部分；10—传导部分；11—显示部分

温包是直接与被测介质相接触感受温度变化的元件，要求它具有一定强度、较低的膨胀系数、较高的热导率及一定的抗腐蚀性能。

毛细管主要用以传递压力变化。如果毛细管细而长，则传递压力的滞后现象严重，致使温度计的响应速度变慢。但是，在长度相同的条件下，毛细管越细，仪表的准确度越高。

（2）指示带电接点压力式温度计

图1-2-5（a）所示为指示带电接点部分结构。其电接点装置的动作原理如图1-2-5（b）所示。

指示带电接点压力式温度计的电接点装置的上、下限接点（带接点的指针1、4）可根据需要，通过专用工具调整到任意给定的温度点上，动接点3由压力式温度计的指针2带动。当被测量介质的温度到达（或超过）最高（或最低）给定的温度值时，动接点便和上限接点（或下限接点）相接触，此时应发出信号或闭合（断开）控制回路，起到两位式的调节作用。图1-2-5中5为接线端子。

表盘外形如图1-2-6所示。电接点动作误差即接点动作的实际温度与动接点指针所指的示值之间的差值不应超过基本误差绝对值的1.5倍。

2.2.3　双金属温度计

利用膨胀系数不同的双金属元件测量温度的仪器称双金属温度计。它是一种固体膨胀式温度计。其结构简单、牢固，又可将温度变化直接转换成机械量变化，因此，广泛用于简单的控温装置，而且还可以部分取代水银温度计，用于测量气体、液体及蒸汽的温度。采用双金属温度计有效解决了汞害。

（1）结构及分类

①按结构形式，双金属温度计可分为：普通型、热套式、电接点型和防爆型等。

热套式双金属温度计可配合各式安装套管，满足不同压力等级要求。可以直接测量各种生产过程中-80～500℃的液体、蒸汽和气体介质以及固体表面测温。

电接点型双金属温度计除了直接测量各种生产过程中的液体、蒸汽和气体介质温度并进行现场显示外，还可利用温度变化带动继电器的触点动作，从而对温度实现自动控制及报警。

防爆型双金属温度计可直接测量生产现场存在碳氢化合物等爆炸物的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。防爆型双金属温度计通常带有电接点装置。

②按金属片的形状，双金属温度计可分为杆型（金属片为直螺旋形）和盒型（金属片为平螺旋形）。

盒型双金属温度计如图1-2-7所示，平螺旋形的双金属带无需保护管，直接安装在仪表壳内，通常放置于室内作温度指示用，也可制成表面温度计以及其他专用温度计。

1—固定端；2—指针；3—感温元件；4—指针轴；5—标度盘；6—表壳

（2）双金属温度计的使用注意事项

①工作条件　双金属温度计应在环境温度为-40～55℃、相对湿度小于85％的情况下工作。

使用中避免强力的冲击和碰撞，以免保护管变形而影响测量机构的正常工作。

②插入介质　为保证测量的准确度，温度计进入被测介质的深度必须大于感温元件的长度。通常：

温度计插入深度小于300mm，浸入被测介质的长度大于80mm；

温度计插入深度小于300mm，浸入被测介质的长度大于100mm；

温度计插入深度小于1000mm，浸入被测介质的长度大于120mm。

2.2.4　带热电阻（偶）温度变送器的双金属温度计

这是一种现场就地显示并可远传电信号的温度传感器。它既可以现场指示温度，又可传送热电阻（偶）或二线制温度变送器信号，作为新型温度计已广泛用于冶金、石化、电力等工业部门。

①特点

a.集热电阻（偶）、双金属温度计、温度变送器为一体。

b.适合在恶劣环境中长期工作。

c.远传电信号精度高，工作稳定。也可直接以二线制的形式输出，提高信号长距离传送过程中的干扰能力。

d.性能价格比高。

②技术指标

a.测量范围：-60～500℃。

b.显示精度等级：1.5级。

c.远传电信号偏差：

K、E型热电偶允许偏差为±2.5℃或±0.75％t（t为测量端温度）。

Pt100铂电阻允许偏差：

A级为±（0.15+0.002|t|）；

B级为±（0.30+0.005|t|）。

温度变送器基本偏差Δ为

Δ=Δ1±0.5％FS

式中　Δ1——热电阻（偶）允差；

FS——测量范围。

d.温度变送器传送方式：二线制（4～20mA）。

e.正常工作环境。

环境温度：-25～80℃（危险场所不高于70℃）。

相对湿度：5％～95％RH。

f.环境温度影响：≤0.05％/1℃。

2.3　热电偶

热电偶温度计是以热电效应为基础将温度变化转换成热电动势变化进行温度测量的仪表。由于其测量范围广（-200～1600℃），结构简单，使用方便，准确可靠，且便于信号的远传、自动记录和集中控制，在工业生产和科研领域里应用极为普遍。

2.3.1　热电偶的测温原理

如图1-2-8所示，导体A、B称为热电极（A为正极，B为负极），一端采用焊接或铰接的方法连接在一起，感受被测温度，称为热电偶的热端，又称测量端或工作端；另一端通过导线与显示仪表相连，称为热电偶的冷端，又称参比端或自由端。

1—热电偶；2—导线；3—显示仪表

2.3.2　热电偶的分类

对实用热电偶测温元件，其热电极需要满足以下要求。

①测温范围内物理、化学性质稳定，即热电特性不随时间变化。

②相同冷、热温差下能产生的热电势尽可能大，热电特性尽可能接近线性。

③电阻温度系数小，热电极的电阻随温度变化不大，不会对测量造成大的影响。

④材料的延展性好，便于生产，复现性好。

生产中常用的热电极材料可分成4类：廉价金属，如铁、铜等；贵金属，如铂等；难熔金属，如钨、铼等；非金属材料，如石墨等。由这些热电极构成的热电偶，按电动势与温度的关系可分成两类：一大类是具有统一的分度号、分度表，满足生产过程的基本要求，为标准化热电偶，称为定型热电偶；另一类没有统一的分度号，是为满足生产过程中特殊的使用场合而生产的，为非标准化热电偶，称为未定型热电偶。国际电工委员会（IEC ）在1977年制定了标准热电偶的国际统一标准。此后，我国也制定了相应的国家标准。从1988年1月1日起，我国的热电偶均按IEC 标准设计、生产。目前IEC 推荐的标准化热电偶有8种，如表1-2-4所示。

注：1.表中温度t表示测量端温度。

2.允许偏差有两种表示方法，采用二者计算值较大者。

8种标准化热电偶中，最常使用的是铂铑10-铂热电偶和镍铬-镍硅热电偶。铂铑10-铂热电偶是一种测量精度很高的贵金属热电偶，其性能稳定，耐高温，不易被氧化，不仅在实验室及生产过程中广泛使用，还被用作温标传递系统中603.74～1064.43℃温度范围复现温标的基准器，可用作热电偶检定过程的标准热电偶。S型热电偶的非线性大，灵敏度差，不宜用于还原气体和真空环境。镍铬-镍硅热电偶是廉价金属热电偶中性能最稳定的。这种热电偶的热电特性的线性度好，且在相同温差下能产生较大的热电势，即测量灵敏度高，高温下抗氧化能力强。

由表1-2-4可见，标准化热电偶的测温上、下限受限制。为了满足超高温、低温、快速测温等场合的需要，一些特殊的热电偶——非标准化热电偶应运而生。这类热电偶没有统一的分度号、分度表。常见的非标准化热电偶的主要性能指标见表1-2-5。

2.3.3　普通热电偶

（1）结构原理

热电偶温度传感器广泛应用于工业生产过程的温度测量，根据用途和安装位置不同，普通热电偶具有多种结构形式，但通常由热电极、绝缘套管、保护管和接线盒4部分组成，其结构如图1-2-9所示。

1—出线孔密封圈；2—出线孔螺母；3—盖；4—接线柱；5—盖的密封圈；6—接线盒；7—接线座；8—保护管；9—绝缘管；10—热电极

（2）结构形式

普通热电偶根据保护管形式、固定装置以及接线盒类型设计成不同结构形式，如表1-2-6所示。

2.3.4　铠装热电偶

铠装热电偶是将热电偶丝、绝缘材料以及金属套管经整体复合拉伸工艺加工成可弯曲的坚实组合体。如图1-2-10所示，铠装热电偶的结构形式和外形与普通热电偶相仿，内有单支、双支或多支感温元件。

1—接线盒；2—金属套管；3—固定装置；4—绝缘材料；5—热电极

铠装热电偶由于体积小，热容量小，可挠性好，强度高，因此具有动态响应快、柔性好、安装方便、耐压、耐震、耐冲击等特点，被广泛应用于工业生产过程。

我国已生产S型、R型、B型、K型、E型和J型等铠装热电偶，外直径从0.12～12mm不等，套管长度可以长达500m，根据需要自由选取。

铠装热电偶的测量端有露端型、接壳型、绝缘型及分离式绝缘型4种。此外，为满足特殊场合的需要，还有扁变截面型、圆变截面型（见图1-2-11）。通常情况下多采用绝缘型，只有当要求高速响应或处于非腐蚀性气体中才用露端型。铠装热电偶还有多点式结构，如图1-2-12所示。

1—热电偶测量端；2—MgO绝缘材料；3—不锈钢外套管

1—测量端；2—MgO绝缘材料；3—不锈钢外套管；4—铠装热电偶

由于铠装热电偶的直径很小，普通工业电偶的安装固定装置不适用，必须根据它的特点设计。表1-2-7中为常用的铠装热电偶的安装固定形式。

2.3.5　专用热电偶

除了常用的普通型热电偶、铠装热电偶外，还有各种专用热电偶，用于满足不同的测温需求。

（1）薄膜热电偶

由两种金属薄膜连接而成的一种特殊结构的热电偶，制作方法很多，如真空蒸镀、化学涂层和电泳等。可以制成片状、针状或直接蒸镀到被测物体表面，其结构如图1-2-13所示。

采用真空蒸镀法制作薄膜热电偶时，先把两种热电极材料放到真空炉内加热，使金属材料蒸发镀到绝缘基板上，使两者牢固地结合在一起形成热接点，用云母、陶瓷、玻璃、浸酚醛塑料纸作为绝缘基板和保护层。为了防止热电极氧化或使之与被测物体绝缘，常在薄膜热电偶表面蒸镀一层绝缘薄膜，如二氧化硅作为保护层。

目前薄膜热电偶的品种包括铁-镍、铁-康铜和铜-康铜等。我国生产的铁-镍薄膜热电偶与普通热电偶的热电特性相同，时间常数τ<0.01s，薄膜厚度在3～6μm之间。其长、宽、高分别为60mm、6mm、0.2mm，使用时用黏结剂贴在被测物体的壁面上。由于受黏结剂耐热性的影响，只能在200～300℃范围内使用。该热电偶的特点如下。

①由于测量端是非常薄的薄膜，因此热容量小，反应时间极短，可用于测量瞬变的表面温度，如直接蒸镀在被测物体表面上的薄膜热电偶，可用来测量10-7s的瞬变温度，比一般热电偶快得多。

②薄膜热电偶可制作很小、用于测量极小面积物体表面的温度，如半导体元件或集成电路上小到12.5×50μm2区域的温度。

目前国外还研制出高温薄膜热电偶，最高可测量2760℃，是用氧化镁、氧化铍、氧化钍等高温材料做基板，在基板两侧蒸镀各种金属或非金属热电偶材料（如钨铼热电偶），然后再在热电偶表面上蒸镀一层BN的绝缘保护膜，反应时间为0.1s。

（2）表面热电偶

表面热电偶是用来测量各种状态（静态、动态或带电物体）的固体表面温度的，如测量轧辊、金属块、炉壁等的表面温度。目前已定型并广泛应用的表面热电偶有以下几种。

①凸形探头　适用于测量平面或凹面物体的表面温度，其结构形式如图1-2-14（a）所示。

②弓形探头　适用于测量凸形物体表面温度。测量管壁温度时可紧紧压在管壁上，接触面积大，效果好，其结构形式如图1-2-14（b）所示。

③针形探头　适用于测量固体金属表面温度，结构形式如图1-2-14（c）所示。

④垫片式探头　这种热电偶的测量端是焊接在垫片上，测温时把垫片安装在被测物体表面上，用螺栓拧紧，使垫片紧压在被测物体的表面上，适于测量表面带有螺栓的物体表面，如图1-2-14（d）所示。

⑤铆接式探头　用铆钉将连接片铆在被测物体表面上，结构形式如图1-2-14（e）所示。

⑥环式探头　利用环形夹紧器加在被测管子上测量表面温度，适用于测量管道表面温度，结构形式如图1-2-14（f）所示。

（3）隔爆热电偶

化工厂的生产现场常伴有各种易燃、易爆等化学气体、蒸气，使用普通的热电偶非常不安全，极易引起环境气体爆炸。在这些场合，应使用隔爆型的热电偶。所谓隔爆型是指隔爆外壳能承受内部爆炸气体混合物的爆炸压力，并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播。

隔爆热电偶和普通热电偶的结构基本相同，其区别在于：隔爆型产品的接线盒设计上采用特殊防爆结构，接线盒用高强度铝合金压铸而成，并具有足够的内部空间、壁厚和机械强度，橡胶密封圈的热稳定性均符合国家的防爆标准。因此，当接线盒内部的爆炸性混合气体发生爆炸时，其内压不会破坏接线盒，而由此产生的热量不会向外扩散。

隔爆热电偶应有防爆标志。

（4）快速微型热电偶

快速微型热电偶的工作原理同一般热电偶，测量系统如图1-2-15所示。这种热电偶的主要特点是测量元件很小，而且每次测量后进行更换。

1—热电极；2～4—补偿导线；5—显示仪表；6，7—插件；8—测温枪杆

热电极一般采用直径为0.1mm的铂铑10-铂、铂铑30-铂铑6、钨铼3-钨铼25等材料，长度为25～40mm，补偿导线3固定在测温枪杆8内，并通过插件7与接往显示仪表的补偿导线4相连，补偿导线2和热电偶固定连接组成可更换的测温头（见图1-2-16）。

1—外保护帽；2—U形保护；3—外纸管；4—高温水泥；5—热电偶参考端；6—填充物；7—绝缘纸管；8—小纸管；9—塑料插件

热电极和U形保护管应满足测温上限要求，尺寸要小，以便减小热容量，加快反应速度。U形保护管一般用外径为3mm的透明石英管。热电偶参考端在测温头内，为保证在测温过程中热电偶参考端温度不超过允许值（一般为100℃），必须用绝缘性能好的纸管加以保护。同时支撑U形保护管及外保护帽的高温水泥应有良好的绝缘性能。测温头的绝热纸管可用陶瓷或木质代替，陶瓷能抗炉渣侵蚀且有较低的热导率。纸管结构的测温头，制造工艺简单，价格低廉。测温头的后端带有塑料插件，便于和测温枪杆连接。

（5）浸入式热电偶

浸入式热电偶常用于钢水、铁水、铜水、银水等的温度测量。图1-2-17为浸入式热电偶结构图，由弯曲钢管、石墨管、石英管及滚轴组成。热电偶装在较长的钢管中。为了经受住熔融金属及炉渣的侵蚀，钢管前段外面套有耐高温、抗热震性好的石墨管，并选用石英管作热电偶保护套管。

1—弯曲钢管；2—石墨管；3—石英管；4—滚轴

（6）测量气流温度的热电偶

①抽气式热电偶　这种热电偶的结构如图1-2-18所示。其特点是热电偶测量端套一个防止辐射热损失用的屏蔽罩3（2为屏蔽帽），由抽吸器6提供抽吸力把被测气流从进气口1吸收，经热电偶测量端后从抽气管4排出。为控制抽气速度，在抽吸器管路上安装节流孔板5，并用差压计随时监测，以保证稳定的对流换热状况，达到测温准确的目的。

1—进气口；2—屏蔽帽；3—屏蔽罩；4—抽气管；5—节流孔板；6—抽吸器

②带滞止罩热电偶　这种热电偶的结构如图1-2-19所示。被测气流由滞止罩1上的进气口3进入，通过热电偶测量端2经排气口4排出。滞止罩的作用是使气流减速，提高对流换热能力，保证测量的准确性。

1—滞止罩；2—热电偶测量端；3—进气口；4—排气口

（7）多点式热电偶

多点热电偶适合于生产现场温度变化不显著、须同时测量多个位置或同一位置的多点测量。广泛应用于大化肥合成塔、存储罐等装置中，测量点数一般为2～12。

多点热电偶有整体铠装式，适合安装在反应器、管道、狭窄弯曲的场所，用于化学反应罐、催化裂解炉、蒸馏塔、分馏塔等设备上，测量不同深度或不同位置的温度。不但测量精度高，而且使用寿命长，安全可靠。

2.3.6　热电偶参比端温度的补偿导线法

由于各种热电偶的分度表均对应参比端温度为0℃，但实际使用中热电偶的参比端温度往往不是0℃，而且可能不稳定，因此需要对热电偶参比端温度进行补偿。最常用的方法是补偿导线法。

（1）作用原理

补偿导线将热电偶的参比端延伸到温度恒定的场所，以便与显示器或其他仪表相连。如图1-2-20所示，根据“中间温度定律”，当连接导线A'、B‘和热电极A、B具有相同的热电特性时，便可代替部分热电偶丝，将参比端延伸到远离被测对象且温度较稳定场所。

补偿导线同样由两种不同金属材料制成，在一定的温度范围内（100℃以下），与所连接的热电偶具有相同或相似的热电特性，且为廉价金属，电阻率较低。

（2）常用补偿导线的类型

补偿导线的结构形式如图1-2-21所示。根据所用材料，补偿导线可分为两类。

1—线芯（单股或多股软型）；2—绝缘层；3—护套；4—屏蔽层

①补偿型补偿导线（C）补偿导线材料与热电极材料不同（即A≠A'，B≠B'），常用于贵金属热电偶。

②延伸型补偿导线（K）补偿导线材料与热电极材料相同（即A=A'，B=B'），常用于廉价金属热电偶。

表1-2-8所示为各种常用热电偶所配用的补偿导线材料，型号中第一个字母与配用热电偶的分度号相对应。表1-2-9所示为各种补偿导线的使用范围及允许误差。表1-2-10所示为补偿导线的外层材料。

注：G为一般用，H为耐热用，允许误差是在热端和冷端温度范围内规定的值。

注：1.无论是补偿型还是延伸型，补偿导线只是起到热电偶参比端的延伸作用，改变了参比端的位置，以便于采用其他补偿方法。

2.即使在规定使用温度范围内，由于补偿导线热电特性不可能与热电偶完全相同，因而仍存在一定的误差。

2.3.7　热电偶的安装

热电偶的安装是否正确合理，对测量结果有着重要影响。通常要求尽量测量准确、安全可靠、维修方便。热电偶安装时应遵守以下原则。

①热电偶的测量端应处于能够真正代表被测介质温度的地方。管道上安装热电偶时，应使保护管末端超过管道中心线5～10mm。

②热电偶应有足够的插入深度。一般最小不小于热电偶保护管外径的8～10倍。

③为了防止热损失，热电偶保护管露在设备外部应尽可能短，并加保温层。

④若被测介质具有负压或为有害气体时，热电偶安装必须严格密封，以免外界冷空气进入，影响测量的准确性，或有害气体溢出污染空气。

⑤热电偶的安装地点，应尽量避开其他热源、强磁场、电场等，防止外来干扰。

⑥热电偶安装位置应尽量保持垂直，防止保护管在高温下产生变形。但在有流速情况下，热电偶必须倾斜安装，应尽量安装在管道的弯曲处（见图1-2-22）。若需水平安装时，则应有耐火砖或耐热金属支架加以支撑（见图1-2-23）。

2.4　热电阻

热电阻作为温度测量和调节的检测仪表，通常与显示仪表或控制及调节仪表等配套，以直接测量-200～850℃温度范围内的液体、气体、蒸气等介质以及固体表面的温度。

（1）热电阻的特点

①测量精度高、性能稳定　所有的温度检测仪表中热电阻的测量精度为最高。其中铂热电阻还可用以作为标准温度计传递金点（1064.43℃）以下的温度。

②信号可远传和记录　由于热电阻可将温度信号转换为电流信号，因此可以远距离传送和记录，也可集中检测和控制。

③灵敏度高　与热电偶比较，在温度为300℃以下时，可得到比热电偶大得多的测量信号，因此其灵敏度较热电偶高。

（2）分类

①按照感温元件的材料分类　按照制造感温元件的材料分为金属导体和半导体两大类。

金属导体有铂、铜、镍、铁和铑铁合金，目前在工业中大量使用的材料为铂、铜和镍3种。其中铂和铜两种制成的热电阻称为铂热电阻和铜热电阻，均属统一设计的定型产品。

半导体有锗、碳和热敏电阻（氧化物）等，热敏电阻不稳定和互换性较差，因此在工业中主要用于温度补偿。

②按照用途和结构分类　热电阻按照用途和结构可分为普通工业用及专用两类。

普通工业用的热电阻分为直形、角形和锥形（其中包括无固定装置、螺纹固定装置和法兰固定装置等品种）。

专用的热电阻可分为轴承测温用热电阻、便携式简易热电阻和薄型热电阻等。

2.4.1　热电阻的工作原理

热电阻是利用电阻与温度呈一定函数关系的金属导体或半导体材料制成的感温元件进行温度测量的。

如图1-2-24所示，感温元件A是以直径为0.03～0.07mm的纯铂丝2绕在锯齿状的云母骨架1上，再用两根直径为0.5～1.4mm的银导线作为引出线3引出，与显示仪表4连接。当感温元件上的铂丝受到温度作用时，感温元件的电阻值随温度而变化，并呈一定的函数关系：Rt=f（t）。将变化的电阻值作为信号输入具有平衡或不平衡电桥回路的显示仪表以及调节器和其他仪表等，即能测量或调节被测量介质的温度。

1—骨架；2—铂丝；3—引出线；4—显示仪表

由于感温元件占有一定的空间，所以不能像热电偶那样，用它测量“点”的温度，然而在有些情况下，当要求测量任何空间内或表面部分的平均温度时，使用热电阻比较方便。即热电阻所测量的温度，代表它所占空间的平均温度。

2.4.2　热电阻的结构

工业热电阻的基本结构如图1-2-25所示。热电阻主要由感温元件12、内引线11、保护管9三部分组成。通常具有与外部测量及控制装置、机械装置连接的部件。其外形与热电偶类似，使用时应注意避免选错。

1—出线孔密封圈；2—出线孔螺母；3—链条；4—盖；5—接线柱；6—盖的密封圈；7—接线盒；8—接线座；9—保护管；10—绝缘管；11—内引线；12—感温元件

2.4.3　工业用热电阻的基本特性参数

定型的工业用热电阻为铂热电阻和铜热电阻，常用热电阻的电阻与温度的关系特性公式如表1-2-11所示，工业热电阻的基本参数如表1-2-12所示。

注：1.Rt、R0分别为热电阻在t和0℃时的阻值。

2.A、B、C为分度常数，与热电阻感温元件的电阻比（W100=R100/R0）有关。

2.4.4　其他结构的热电阻

（1）铠装热电阻

铠装热电阻是将电阻体与引出线焊好后，装入金属小套管，再充以绝缘材料粉末，最后密封、整体拉伸而成，其外形与铠装热电偶类似（见图1-2-26）。铠装热电阻与普通热电阻相比，外形尺寸小，套管内为实体，故响应速度快；抗振、可挠，使用方便，适于安装在结构复杂的部位。

1—电阻体；2—引出线；3—绝缘材料；4—金属套管

铠装热电阻的外径尺寸一般为2～8mm，甚至可制成1mm。

（2）铂膜热电阻

铂膜热电阻是将铂质膜层用特殊工艺制成，根据膜层厚度可分为厚膜型和薄膜型，测温上限为500℃，适用于快速测温和表面测温。

薄膜型电阻元件是将纯铂用真空溅射法均匀地覆盖在氧化铝基板上，厚度为2～3mm；厚膜型电阻元件是将一定比例的高纯铂粉、玻璃粉和有机载体混合后，用印刷法印制在氧化铝基板上，厚度约为7mm。

铂膜电阻经加热固化后，用激光刻度法调节其电阻至规定值，再用超声热压法焊接引线，并在表面覆盖一层釉作为保护层。

铂膜热电阻的主要优点：体积小，阻值大；灵敏度高；热响应时间短。

（3）隔爆热电阻

生产现场常伴有各种易燃、易爆等化学气体、蒸气，如果使用普通的铂电阻极易引起环境气体爆炸。隔爆热电阻是利用间隙隔爆原理，设计具有足够强度的接线盒等部件，将所有会产生火花、电弧和危险温度的零部件密封在接线盒腔内，当腔内发生爆炸时，能通过接合面间隙熄火和冷却，使爆炸后的火焰和温度不易传到腔外，从而实现隔爆功能。

隔爆热电阻通常和显示仪表、记录仪表、电子计算机等配套使用。直接测量-200～500℃生产现场存在碳氢化合物等爆炸物的液体、蒸气和气体介质以及固体表面温度。

近年来，德国贺利氏（Heraeus）公司研制一种Pt1000铂电阻感温元件，其灵敏度比Pt100高，测量范围为-200～800℃。Pt1000适合测量小量程温度变化（±3.8Ω/℃）。而Pt100适合测量大量程温度变化（0.38Ω/℃）。按IEC 751国际标准，温度系数TCR=0.003851，Pt100（R0=100Ω）、Pt1000（R0=1000Ω）为统一设计型铂电阻。TCR=（R100-R0）/（R0×100），如表1-2-13所示。

2.4.5　热电阻的导线连接方式

热电阻与显示仪表的实际连接中，由于一般金属热电阻的阻值通常在几欧至几十欧的范围内，使得热电阻本身的引线电阻和连接导线的电阻变化给温度的测量结果带来较大影响，需要采取措施加以克服。

与带有电桥的显示仪表（如动圈式仪表或自动平衡电桥）配套使用时，热电阻导线的连接方式通常有三种方式。

①两线制　传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值，由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高，用于测量精度要求不高的场合，并且导线的长度不宜过长。如图1-2-27所示。

②三线制　要求引出的三根导线截面积和长度均相同，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻，将导线中的一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及其相邻的桥臂上。当桥路平衡时，通过计算可知。当R1=R2时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差。但是必须为全等臂电桥，否则不可能完全消除导线电阻的影响。由分析可见，采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差。工业上一般采用三线制接法，如图1-2-28所示。

③四线制　当测量电阻数值很小时，测试线的电阻可能引入明显误差，四线测量用两条附加测试线提供恒定电流，另两条测试线测量未知电阻的电压降，在电压表输入阻抗足够高的条件下，电流几乎不流过电压表，这样便可精确测量未知电阻上的压降，通过计算得出电阻值。其测量结构如图1-2-29所示。

2.4.6　热电阻的安装

由于热电阻的感温元件长度较长、体积较大，因此当被测介质存在温度梯度时，仅测量得到感温元件所在范围内的被测介质层中的平均温度。

为了保证热电阻温度测量结果准确、可靠，其安装要求除了与热电偶相同外，尚需注意的是由于热电阻的感温元件较长，因此应将热电阻感温元件放置在被测介质的温度最高处；如果是安装在管道上，则应将感温元件总长的1/2放置在最高流速的位置上。

2.5　辐射式测温仪表

辐射式测温方法是利用物体辐射能与其温度相关的原理进行测温的。这种测温方法因测温元件与被测物体不直接接触而不会干扰或破坏被测对象的温度场，且有测温上限不受限制、动态性能好、灵敏度高等优点。随着红外技术的发展，辐射测温方法的测温范围已从主要用于高温范围（>800℃）逐步扩展到中温、常温甚至低温范围。

辐射测温仪表包括光学高温计、辐射高温计、比色温度计、红外测温仪以及红外热像仪等，如表1-2-14所示。

注：TE—热电势型；TC—热电阻型；PV—光生伏特型；PC—光电导型；PE—光电效应型。

2.5.1　光学高温计

光学高温计是一种非接触式的高温测量仪表，当测量温度高于热电偶使用上限或者热电偶不适用于现场条件时，一般可用光学高温计测量。目前，光学高温计已广泛用于测量浇铸、轧钢、玻璃熔融、锻打、热处理等的温度，成为冶金、化工等工业生产过程中不可缺少的高温测量仪表。

（1）工作原理

光学高温计是利用受热物体的单色辐射强度随温度升高而增强的原理进行高温测量的。对于绝对黑体，其单色强度E0λ与温度的关系可用普朗克公式表示：

式中　C1——常数，C1=3.7418×10-16W·m2；

C2——常数，C2=1.4388×10-2m·K；

λ——波长；

T——绝对黑体的温度，K。

WGG2型光学高温计采用亮度均衡法进行温度测量，亦即使被测物体成像于高温计灯泡的灯丝平面上，通过光学系统在一定波段（0.65μm）范围内比较灯丝与被测物体的表面亮度，调节滑线电阻，使灯丝的亮度与被测物体的亮度均衡，此时灯丝轮廓即隐灭于被测物体的影像中，并可由仪表示值直接读取被测物体的亮度温度。

光学高温计按绝对黑体进行温度刻度。但被测物体往往并非黑体（其单色辐射黑度系数ελ<1），ελ值的大小是由各种物体的性质及其表面状态决定的。所以在同一真实温度下的各种物体，经单色辐射黑度系数ελ修正后，才能求得该被测物体的真实温度。

（2）仪表结构和使用方法

以WGG2型光学高温计为例介绍仪表结构和使用方法。WGG2型光学高温计由两个主要部分组成——光学系统与电测系统，如图1-2-30、图1-2-31所示。

1—物镜；2—吸收玻璃；3—高温计灯泡；4—皮带；5—目镜；6—红色滤光镜；7—目镜定位螺母；8—零位调节器；9—滑线电阻盘；10—测量电表；11—刻度盘；12—干电池；13—按钮开关

1—物镜；2—吸收玻璃；3—高温计灯泡；4—目镜；5—红色滤光镜；6—测量电表；7—滑线电阻；K—按钮开关；E—干电池；R1～R5—电阻

①光学系统　它是由物镜1和目镜5（图1-2-30）所组成的望远系统，光学高温计灯泡3的灯丝置于系统中物镜成像位置。

调节目镜5的位置，使用者可清晰地看到灯丝。调节物镜1的位置，可使被测量物体清晰成像在灯丝平面上。在目镜5观测孔之间置有红色滤光镜6，测量时移入视场，使所利用的光谱的有效波长λ约为0.65μm，从观察孔可同时看到被测物体与灯丝的像，从而能清晰地观察灯丝的隐灭过程，在物镜1与灯泡3之间置有吸收玻璃2，当使用仪器第二量程时，转动吸收玻璃按钮，使吸收玻璃2移入视场中，用以减弱被测物体的亮度，目镜定位螺母7用于锁紧已经调节好的目镜筒位置。

WGG2-323型光学高温计，由于其测量对象的温度很高，因此在物镜头上固定安装一块吸收玻璃，用以减弱被测物体的亮度。当使用仪器第二量程时，仍须将吸收玻璃2移入视场。

②电测系统　由高温计灯泡3、滑线电阻7、按钮开关K、电阻R1与两节1.5V的干电池通过导线连接而成。线路见图1-2-31。调节滑线电阻使灯丝亮度与被测物体的亮度均衡。测量电表6是电磁式直流电压表，用以测量灯丝在不同亮度时线路端的电压降。但指示值则以温度刻度表示，从而能由高温计的刻度盘上直接读取被测物体的亮度温度。

按钮开关K便于使用者在断续测量某些接近的温度值时，不必在每次测量后将滑线电阻盘转回“0”的标志上，因而可以减少测量的调节时间及耗电量。

采用WGG2型光学高温计对某量程进行测量时，应将吸收玻璃按钮拨向该量程所对应的位置，读数时，分别读取相应量程的温度刻度值。不同量程时吸收玻璃按钮所对应的位置，参见表1-2-15。

旋转滑线电阻盘，使流经灯丝的电流均匀地增大，调节灯丝亮度到灯丝顶部的像隐灭在被测物体的像中时，读取刻度盘上的指示值。光学高温计灯泡灯丝的隐灭如图1-2-32所示。

为获得正确的读数，应该逐渐调整高温计灯泡丝电流，先自低而高，再自高而低，每次调整到灯丝隐灭时读出温度读数，然后取其二次读数平均值作为最终读数。

光学高温计是按照绝对黑体标记温度刻度的，但在实际使用时，大部分被测物体单色辐射黑度系数ελ均小于1，故用光学高温计测得的亮度温度S℃总是低于该物体的真实温度T℃，需要加以修正。

2.5.2　光电高温计

光电高温计的基本原理与光学高温计相同，主要差别是光电高温计用光电转换器件代替人眼比较亮度，因而测量结果不受人的主观因素影响。有的光电高温计采用光电倍增管作为转换器件，从而大大提高了仪器的灵敏度，并可进行连续测量和自动记录。

主要技术指标如下。

测温范围：

150～300℃；200～400℃；300～600℃；

400～800℃；600～1000℃；700～1100℃；

800～1200℃；900～1400℃；1100～1600℃；

1200～2000℃；1500～2500℃。

检测器输出：0～10mA。

允许基本误差：量程上限±1％。

反应时间（95％）：<1s。

距离系数：L/D=100（L为被测目标到检测器物镜之间的工作距离，即L>0.5m；D为被测物体的有效直径）。

工作光谱范围：硫化铅元件（PbS），1.8～2.7μm，用于400～800℃和以下测温范围；硅光电池元件（Si），0.85～1.1μm，用于600～1000℃和以上测温范围。

仪表电源：220V，50Hz。

检测器的负载电阻：<500Ω。

2.5.3　辐射高温计

（1）结构原理

辐射高温计（见图1-2-33）是根据黑体辐射原理进行温度测量的，由感温元件和指示部分组成，其感温元件为辐射感温器，工业上常用的有热电堆和真空热电偶。

绝对黑体的热辐射能量与温度之间的关系为

E0=σT4 （1-2-5）

但所有物体的全发射率εT均小于1，则其能量与温度之间的关系表示为

E0=εTT4 （1-2-6）

一般全辐射温度计选择黑体作为标准体进行分度，此时所测的是物体的辐射温度，即相当于黑体的某一温度Tp。在辐射感温器的工作谱段内，当表面温度为Tp的黑体的积分辐射能量和表面温度为T的物体的积分辐射能量相等时，即时，物体的真实温度为

因此，当已知物体的全发射率εT和辐射温度计指示的辐射温度Tp时，便可计算出被测物体的真实表面温度。

辐射高温计的测温上限很高，最高可达2800℃甚至更高。辐射高温计是根据物体在整个波长范围内的辐射能量与其温度之间的函数关系设计制造的。用辐射感温器作为一次仪表，电子电位差计作为二次仪表，属于透镜聚焦式感温器。它具有铝合金外壳，前部是物镜，壳体内装有热电堆补偿光阑，在靠紧热电堆的视场光阑上有一块调挡板，其作用是调节照射到热电堆上的辐射能量，使产品具有统一的分度值；在可拆卸的后盖板上装有目镜，借以观察被测物体的影像。

辐射感温器把被测物体的辐射能，经过透镜聚焦在热敏元件上，热敏元件将辐射能转变为电参数，由已知的热电势与物体温度之间的关系通过二次仪表测出热电势，显示出温度值，该温度值需用物体的全辐射黑体系数予以校正或用铂铑10-铂热电偶直接插入高温浴炉中配以直流电位差计测量温度，然后与仪表显示温度对比，用以校准高温计测量温度的准确程度。

（2）辐射高温计的分类

辐射高温计分为全辐射高温计和部分辐射高温计。

①全辐射高温计　因为光学系统和探测元件对光谱辐射的响应具有选择性，不可能完全接收全波长的辐射，因此全辐射高温计也称为宽波段辐射温度计。根据物体的全波长辐射能与温度之间的关系测量温度。由光学系统、探测器、测量仪表和用于冷却及烟尘防护的辅助装置组成。被测物体向传感器方向发射的辐射经过透镜聚焦到探测元件上，所产生的相应信号可由测量仪表显示或记录。探测器通常采用响应波段较宽的热电堆。为提高灵敏度，热电堆往往需要由十几支、几十支的温差电偶串联组成，因而热惯性较大，时间常数一般为秒级以上。除此之外，热电堆的基准端温度应保持恒定或采取自动温度补偿措施。

全辐射高温计的优点是结构简单、使用方便、性能稳定、可自动记录和远距离传送信号等。测温范围为100～2000℃，测温误差绝对值为8～12℃。

②部分辐射高温计　利用被测物体的部分波段辐射能与温度之间的关系测量物体温度，又称为窄波段辐射温度计。部分辐射高温计由某一较窄响应波段的光学系统和探测元件组成。被测物体的部分热辐射经调制盘和滤色片后照到探测元件上，再经放大由仪表显示或记录。

（3）辐射高温计的测量误差

辐射高温计的测量误差主要来源：

①中间媒质（如大气等）的选择吸收作用，使到达接收器的辐射能量中红外部分损失较多；

②没有按规定的热源到高温计的距离进行测量（通常每种辐射高温计对于被观测面面积的直径与高温计透镜间的距离均规定了比值）；

③各种高温计中接收器的选择吸收特性不同，致使光谱发射率偏离选取值；

④热电堆冷热端温度的改变、仪表的误差等。

2.5.4　比色测温法

（1）比色温度

当黑体与非黑体的两个波长下的单色辐射亮度之比相等时，则黑体的温度称为该非黑体的比色温度，即

式中，T为非黑体的真实温度；Tc为黑体的温度，即非黑体的比色温度。

比色温度所表示的是当黑体辐射与非黑体辐射在颜色上彼此最接近时的黑体温度。将式（1-2-4）代入上式，得

两边取对数，

式（1-2-10）表示了比色温度与被测物体真实温度之间的关系。根据发射率的不同，存在以下情况。

①当时　发射率与波长无关，具有这种特性的物体称为灰体。在此情况下，T=Tc，即灰体的比色温度等于它的真实温度。

②当λ1>λ2，时　发射率随波长的增大而减小的情况，大多数金属材料属于这种情况。这时Tc>T，说明物体的比色温度大于它的真实温度。

③当λ1>λ2，时　发射率随波长的增大而增大，大多数非金属材料属于这种情况。这时Tc<T，说明物体的比色温度小于其真实温度。

由以上讨论可知，根据发射率的不同，比色温度可以等于、小于或大于物体的真实温度；而辐射温度和亮度温度总是小于物体的真实温度。

比色温度计的波长的选择非常重要，若所选的两个波长的发射率在数值上非常接近（即非常接近灰体），则可直接测量出物体的真实温度。

（2）比色温度计的分类和结构

比色温度计有两种基本形式：单通道式和双通道式。比色温度计基本结构与工作原理见表1-2-16。

2.6　红外测温仪表

红外测温仪结构与辐射测温仪类似，只是红外测温仪的光学系统和光电检测元件所接收的是被测物体产生的红外波段的辐射能。

红外测温仪同样可以分为全辐射、单色型和比色（双色）型等，由光学接收器、辐射调制器和红外探测器等主要部分组成，典型的系统框图如图1-2-34所示。

2.6.1　红外光学系统

红外光学系统包括光学接收器和辐射调制器。光学接收器常用物镜接收被测物体的红外辐射。

辐射调制器又称为调制盘或斩波器，一般是用电动机带动一个齿轮盘或等距离孔盘旋转，切割入射的辐射束，将来自被测物体的辐射调制成交变的辐射光，提供被测物体的方位信息，并可滤除大面积背景干扰信息。

红外光学系统可以是透射式（见图1-2-35），也可以是反射式（见图1-2-36）。大多数红外测温计中使用透射式光学系统，其透镜采用能透过被测热辐射波段的材料制成，镜片表面蒸镀红外增透层，既能滤掉不需要的波段，又能增大有用波段的透射率。反射式光学系统通常用在长波温度计上，多用凹面玻璃反射镜，表面镀金、铝、镍等对红外辐射率高的材料。

2.6.2　红外探测器

红外探测器利用红外辐射与物质相互作用所呈现的物理效应探测红外辐射能。

根据探测机理不同，可分为热探测器和光子探测器两类，其工作原理及特点见表1-2-17。

2.7　红外热像仪

2.7.1　结构原理

红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。热像图的不同颜色代表被测物体的不同温度。

图1-2-37为ZYT-IR-6000型红外热像仪外形图。

图1-2-37（b）中，⑤电源开关：用于启动或关闭热像仪；⑥RS-232接口：用于传输控制信号；⑦电源接口：用于和专用电源适配器连接；⑧视频接口：用于传输模拟红外图像；⑨高速USB2.0接口：用于传输控制信号及数字红外图像；⑩进水口和出水口：用于冷却水的注入和流出，保证热像仪处于适当的温度范围。

图1-2-37（c）中，①主机：内含40°电动对焦镜头，将接收的红外辐射转换为人眼可见的视频图；②锗窗口：用于保护水冷套中的主机不受外界高温影响，同时保持对红外线的通透性；③水冷套：通过冷却水的流动，保持主机处于适当的工作温度；④进气管：用于输入压缩气体，保持锗窗口的清洁。

红外热成像技术能够进行非接触式的、高分辨率的温度成像，并生成高质量的图像，可提供测量目标的众多信息，目前已广泛应用于电力、汽车、冶金、石化、医疗等诸多领域。

2.7.2　使用方法

①调整焦距；

②选择正确的测温范围；

③确定最大测量距离；

④仅要求红外热图像，或同时要求精确测温；

⑤工作背景单一；

⑥保证测量过程中仪器平稳。

2.8　光导纤维红外测温仪

光导纤维红外测温仪是一种采用光导纤维技术的非接触测温仪，仪器可用于测量难以直接观察到的被测物体内的表面温度，或者处于强烈电磁干扰的目标，特别适合各种运动工作表面的快速测量。该仪器可与红外辐射信号调节仪配套使用，对被测对象进行测量和控制。仪器可广泛应用在金属熔炼、热处理工艺和热成型加工等领域。

WFH-671型光导纤维红外测温仪如图1-2-38所示。

2.8.1　工作原理

被测物体辐射能量被光纤探头的物镜会聚后，由光纤传送到测量元件接收并转换成相应的电信号，经信号放大及环境补偿，最后输出与温度相对应的电压信号。

仪器由光路系统和电路单元组成，其中光路系统包括光纤探头、光纤和探测元件等，其结构框图如图1-2-39所示。

2.8.2　主要技术指标

测温范围：600～1000℃；1000～2000℃；800～1400℃；1400～3000℃。

精度：量程上限的±0.5％。

反应时间：<100ms（至终值的95％）。

工作光谱：0.8～1.1μm。

工作电源：±12V DC。

输出信号：0～5V DC。

光纤探头直径：ф12mm。使用环境温度：0～60℃（光纤探头允许温度不超过150℃，否则应加水冷防护）。

参考文献

［1］《工业自动化仪表与系统手册》编委会.工业自动化仪表与系统手册：上册.北京：中国电力出版社，2008.

［2］王魁汉等.温度测量实用技术.北京：机械工业出版社，2007.