姓名：學號：溫度測量方法：主要分為兩大類
接觸式測溫方法：
一、膨脹式測溫方法
膨脹式測溫是一種比較傳統的溫度測量方法，它主要利用物質的熱脹冷縮原理即根據物體體積或幾何形變與溫度的關係進行溫度測量。膨脹式溫度計包括玻璃液體溫度計、雙金屬膨脹式溫度計和壓力式溫度計等。
最常見的玻璃液體溫度計，利用水銀、有機液體（酒精或煤油）或汞基合金等液體的熱脹冷縮原理進行溫度測量。根據選用感溫介質的不同，測量的溫度範圍一般為-80～600℃。
雙金屬溫度計是由兩種線膨脹係數不同的金屬薄片焊接在一起製成的，將其一端固定，由於兩種金屬膨脹係數不同，當溫度變化時，就會引起彎曲變形從而指示溫度。使用黃銅和鎳合金製成的溫度計最高溫度可以達到200℃，而使用不同成分的鎳合金鋼其最高溫度可以達到500℃。
二、電量式測溫方法
電量式測溫方法主要利用材料的電勢、電阻或其它電效能與溫度的單值關係進行溫度測量，包括熱電偶溫度測量、熱電阻溫度測量、整合晶元溫度測量等。
1、熱電偶：熱電偶測量主要用到電熱效應，熱電偶的原理是兩種不同材料的金屬焊接在一起，當參考端和測量端有溫差時，就會產生熱電勢，該熱電勢是溫度差的函式，通過測量熱電偶產生的熱電勢，就可以測量溫度。但因為測量的是測量端和參考端的溫度差，而一般熱電勢-溫度差的分度表基於參考端為0℃，因此實際測量中，如果參考端處於室溫時，需要進行室溫補償。
2、熱電阻：熱電阻是根據材料的電阻和溫度的關係來進行測量的。熱電阻是利用其電阻值隨溫度的變化而變化這一原理製成的將溫度量轉換成電阻量的溫度感測器。
溫度變送器通過給熱電阻施加一已知激勵電流測量其兩端電壓的方法得到電阻值（電壓/電流），再將電阻值轉換成溫度值，從而實現溫度測量。熱電阻和溫度變送器之間有三種接線方式：二線制、三線制、四線制。
按照感溫元件的材質，可以分為金屬與半導體兩類。金屬導體有鉑、銅、鎳、銠鐵及鉑鈷合金等，常見的為鉑電阻和銅電阻溫度感測器。半導體有鍺、碳和熱敏電阻等。
鉑電阻的使用溫度範圍為-200～850℃，銅熱電阻的使用溫度範圍一般為-50～150℃。熱敏電阻一般可以在-40～350℃溫度範圍內使用。熱電阻測量準確度比較高，輸出訊號大，穩定性好，但元件結構一般比較大，動態響應差，不適宜測量體積狹小和溫度瞬變區域。
3、整合晶元溫度測量：隨著電子技術的發展，可以將感溫元件和有關的電子線路整合在乙個小晶元上，構成乙個小型化、一體化及多功能化的專用積體電路晶元。ad590積體電路溫度感測器是一種典型的整合溫度感測器，可以輸出乙個與溫度成線性關係的電壓，測量範圍可以達到-55～50℃。
近年來發展的ds1820智慧型溫度感測器，採用數位化技術，採用單線介面方式，支援多點組網功能，在使用中不需要任何外圍元件，測溫範圍為-55～125℃。
三、接觸式光電、熱色測溫方法
1、接觸式光電測溫法：
接觸式光電測溫方法主要是指通過接觸被測物件，將溫度變化引起的熱輻射或其他光訊號引出，通過光電轉換器件檢測其變化從而測量溫度的方法。接觸式光電測溫方法本身使用輻射或光電原理進行溫度測量，但在測量中感測器要和被測物件接觸。因此這種測溫方法兼具有兩種測量方法的優點和缺點。
首先是不像電量式測量方法一樣容易受到電磁的干擾，可以應用在電磁環境下進行溫度測量；另外可以避免非接觸式輻射溫度計那樣容易受到被測物件表面發射率和中間介質的影響。缺點是也會干擾被測物件的溫度，帶來接觸式測溫方法引起的一些誤差。
其原理是：將一支底端封閉的耐高溫光導管插入到被測介質中，溫度平衡後由光導管傳輸出的高溫輻射，通過高溫計後端的光電轉換器件轉換為電訊號，該電訊號與感受的溫度單調對應，從而測量出介質的溫度。近年來發展的空腔黑體式光電高溫計原理也是如此，但光導管要經過特殊設計做成黑體腔，使其有效發射率接近1，避免了被測介質的發射率對測溫結果的影響。
這種高溫計測量範圍一般為800～2000℃，其上限溫度主要受光導管材料的限制。
2、熱色測溫方法
熱色測溫方法主要通過示溫敏感材料的顏色在不同溫度下發生變化來指示溫度的。示溫塗料是一些化合物或混合物，能夠伴隨外界溫度的改變而迅速引起其固有顏色的變化，反過來可以根據其顯示的當前顏色來測量溫度。根據示溫塗料變色後出現顏色的穩定性，可以分成可逆型示溫塗料和不可逆型示溫塗料；又可根據塗層隨溫度變化所出現的顏色的多少分為單變色示溫塗料和多變色示溫塗料。
示溫塗料根據材料的不同，可以覆蓋室溫到1600℃溫度範圍，測溫誤差大約在±（10～20）℃。示溫塗料可以測量運動物體或其他複雜情況表面的溫度分布，使用簡單方便，缺點是影響判別溫度結果的因素比較多，如塗層厚度、判讀方法、樣板和示溫顆粒大小等，目前主要還是靠人工判讀。
非接觸測量方法：
與接觸測溫法相比，非接觸測溫法不需要與被測物件接觸，因而不會干擾溫度場，動態響應特性也很好，但是會受到被測物件表面狀態或測量介質物性引數的影響。
非接觸測溫方法主要包括輻射式測溫、光譜法測溫、雷射干涉式測溫以及聲波測溫方法等。
一、輻射式測溫方法
輻射式測溫方法都是建立在熱輻射定律基礎上的。其原理是：當實際物體的輻射強度（包括所有波長或大部分波長）與黑體的輻射強度相等，則黑體的溫度稱為實際物體的輻射溫度；當實際物體（非黑體）在某一波長下的單色輻射亮度同黑體在同一波長下的單色輻射亮度相等時，則該黑體的溫度稱為實際物體的亮度溫度；當黑體與實際物體（非黑體）在某一光譜區域內的兩個波長下的單色輻射亮度之比相等，則黑體的溫度稱為實際物體的顏色溫度。
基於以上三種表觀溫度測量方法的高溫計分別稱為全輻射高溫計、亮度式高溫計和比色式高溫計。不同結構型別的輻射高溫計測量範圍不同，目前定型的高溫計可以覆蓋-50℃～3200℃的溫度範圍。
全輻射高溫計結構相對簡單，但受被測物件發射率和中間介質影響比較大，測溫偏差較大，不適用於測量低發射率目標。亮度溫度計結構也比較簡單，靈敏度比較高，受被測物件發射率和中間介質影響相對較小，測量的亮度溫度與真實溫度偏差較小，但也不適用於測量低發射率物體的溫度，並且測量時要避開中間介質的吸收帶。比色測溫法測量結果最接近真
實溫度，並且適用於低發射率物體的溫度測量，但結構比較複雜，**較貴。
二、光譜方法測溫方法
非接觸的光譜測溫方法主要適用於高溫火焰和氣流溫度的測量。原理為：它主要通過檢測被測介質的激發光譜訊號進行溫度測量。
當單色光線照射透明物體時,會發生光的散射現象。散射光包括彈性散射和非彈性散射，彈性散射中的瑞利散射和非彈性散射的拉曼散射的光強都與介質的溫度有關。相比而言,拉曼散射光譜測溫技術的實用性更好，其主要應用之一就是測量高溫氣體的溫度。
受激螢光光譜法是指在入射光的激勵下，分子發出的螢光光譜在若干個波長上有較強的尖峰，這些特徵波長的強度是溫度的函式。通過測量其特徵波長下的絕對強度或者相對強度，或者螢光的馳豫時間，就可以確定被測介質的溫度。
三、雷射干涉測溫方法
雷射散斑照相法、紋影法和干涉法均是基於光的干涉原理，都適用與高溫火焰和氣流溫度的測量。基於干涉原理的各種光學方法測量介質的溫度場,均可以等效為首先測量介質的折射率分布。它們的測量原理是將流場中各處折射率的變化(即密度的變化)轉變為各種光參量的變化,記錄並處理後可以得到其溫度和分布。
散斑照相法記錄的是偏折位置差,反映的是折射率梯度的變化(即折射率的二階導數)；紋影法記錄的是偏折角度差,反映的是折射率的梯度(即折射率的一階導數)；干涉儀法記錄的是光波相位差,反映的是折射率本身；全息干涉法也是基於干涉儀法的原理,不過它不僅記錄物波波前的振幅資訊,同時還記錄波前的相位資訊，既有相位資訊又有振幅資訊,反映的是折射率本身和三維流場的立體資訊。
四、聲波、微波法測溫方法
聲學測溫是基於聲波在介質中的傳播速度與介質溫度有關這一基本原理實現的，因此只要測得聲速，就可以推算出溫度。可以直接測量聲波在被測介質中的傳播速度，也可以測量放在被測介質中的細線的聲波傳播速度。這種方法可以用於測量高溫氣體或液體的溫度，選用合適的細線材料，也適用於測量腐蝕性介質的溫度。
聲波法測溫在高溫時有更高的靈敏度。微波衰減法可以用來測量火焰溫度，當入射微波通過火焰時,與火焰中的等離子體相互作用,使出射的微波強度減弱,通過測量入射微波的衰減程度可以確定火焰氣體的溫度。
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