工作用辐射温度计的理论基础:黑体辐射定律
所有温度高于***零度(-273.15℃)的物体均会向外辐射电磁波,其辐射特性遵循以下物理定律:
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普朗克定律(Planck's Law):描述黑体辐射能量按波长和温度的分布规律。
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斯特藩-玻尔兹曼定律(Stefan-Boltzmann Law):黑体总辐射功率与温度的四次方成正比(P=εσT4,其中ε为发射率,σ为斯特藩-玻尔兹曼常数)。
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维恩位移定律(Wien's Displacement Law):峰值辐射波长与温度成反比(λmax=Tb,b为维恩常数)。
热敏电阻测温仪校准步骤
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连接与预热
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将二等标准铂电阻温度计和被校准的热敏电阻测温仪的探头同时放入恒温槽中,确保两者与恒温槽内的介质充分接触,且位置相对靠近,以保证测量的是相同温度环境。
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零点校准
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将恒温槽温度设置为 0℃(或热敏电阻测温仪测量范围的下限值),待温度稳定后,观察热敏电阻测温仪的显示值是否为 0℃(或下限值)。
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多点校准
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在热敏电阻测温仪的测量范围内,均匀选取至少 5 个校准点
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依次将恒温槽温度设置为各校准点温度值,待温度稳定后,记录标准铂电阻温度计测量的标准温度值和热敏电阻测温仪的显示值。
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示值误差计算
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根据记录的数据,计算热敏电阻测温仪在各校准点的示值误差,示值误差 = 热敏电阻测温仪显示值 - 标准铂电阻温度计测量值。
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将示值误差与热敏电阻测温仪的允许误差进行比较,判断是否符合精度要求。一般工业用热敏电阻测温仪的允许误差为 ±0.5℃ - ±2℃,具体根据产品规格确定。
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重复性测试
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在同一校准点下,多次(一般不少于 3 次)测量热敏电阻测温仪的显示值,计算其重复性误差。重复性误差 = (比较大显示值 - **小显示值)/ 测量次数的平均值。
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重复性误差应不大于允许误差的 1/3,以确保测温仪的测量重复性良好。
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工业铂热电阻的校准步骤
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安装与连接:将工业铂热电阻和标准铂电阻温度计放入恒温槽的插口中,确保感温元件处于恒温槽的有效工作区域,且两者的插入深度一致。
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零点校准:将恒温槽温度设定为 0℃,开启搅拌装置,使恒温槽内温度均匀。待温度稳定后,一般稳定时间不少于 15 分钟,读取标准铂电阻温度计和工业铂热电阻的电阻值。通过调整测量仪器的零点或工业铂热电阻的调整机构,使工业铂热电阻在 0℃时的电阻值符合标称值,即 R0 值,对于 Pt100 型铂热电阻,R0 应为 100.00Ω。
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多点校准:在工业铂热电阻的测量范围内,均匀选取至少 3 个温度点进行校准,如对于测量范围为 - 50℃ - 150℃的铂热电阻,可选取 - 25℃、50℃、100℃三个温度点。
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偏差计算:根据各校准点的测量数据,计算工业铂热电阻在各点的温度偏差。首先根据工业铂热电阻的电阻值,通过其分度公式或分度表计算出对应的温度值,然后与标准温度值相减,得到温度偏差。
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重复性测试:对每个校准点进行多次测量,一般不少于 3 次,计算每次测量的温度偏差,观察偏差的变化情况。重复性应满足相关标准要求,通常要求重复性误差不超过其允许误差的 1/3。
热像仪主要由以下部分构成:
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(1) 红外光学系统
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透镜材料:使用锗(Germanium)、硒化锌(ZnSe)等特殊材料制成透镜,因普通玻璃会阻挡红外线。
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聚焦红外辐射:将目标物体发出的红外辐射聚焦到红外探测器上。
(2) 红外探测器
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类型:分为制冷型(需液氮或斯特林制冷器降温,灵敏度高)和非制冷型(基于微测辐射热计,成本低、体积小)。
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功能:将红外辐射转换为电信号。探测器由大量微小像素单元(如氧化钒或非晶硅材料)组成,每个像素对应图像中的一个点。
(3) 信号处理系统
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电信号转换:探测器输出的微弱电信号被放大和数字化。
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温度标定:通过算法将电信号转换为温度值,考虑环境温度、物体发射率等因素修正。
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图像生成:将温度数据映射为伪彩色图像(如高温显示为红色/白色,低温显示为蓝色/黑色)。
(4) 显示输出
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可视化显示:通过屏幕输出热图像,叠加温度数值、等温线等功能辅助分析。
温度开关校准步骤
1.设备准备
1.将温度开关与标准铂电阻温度计并列置于恒温槽/干体炉内,确保传感器完全浸入温场均匀区域。
2.连接温度开关输出端至通断检测装置(如万用表),通过电流≤50mA。
2.校准点选择
1.固定式开关校准其标称值;可调式选择量程下限、50%量程点及上限。
2.示例:量程(0-100℃)选择0℃、50℃、100℃三点。
3.动作温度校准
1.从低于校准点10℃开始,以≤1℃/min速率升温,监测开关状态变化。
2.首先动作时记录标准温度值(动作温度td),重复3次取平均值。
3.计算动作温度误差:Δt=td-ts(ts为设定值),要求≤允许误差。
4.回程测试
1.以相同速率降温,记录开关复位时的回复温度th。
2.计算通断温度差Δtd=|td-th|,应满足滞回要求(如≤2℃)。
5.参数调整
1.超差时调节设定指针或电子补偿参数,可调式开关需重新标定三点。
2.分体式传感器可用信号模拟器直接校准开关电路。
6.记录与报告
1.生成校准证书,包含动作温度误差、通断温度差及测量不确定度。
2.校准环境要求:温度(20±5)℃,湿度≤85%RH。
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环境试验设备校准前准备
1. 标准器及配套设备
1.主标准器:选用一等标准铂电阻温度计及标准湿度传感器,其不确定度需优于被校设备性能指标的1/3。
2.多点测量系统:配置多通道高精度数据采集仪及至少15支均匀分布的温湿度探头,用于检测试验箱内温湿度均匀性、波动度(按JJF 1101布点要求)。
3.辅助设备:风速仪、辐射屏蔽罩、绝缘支架。
2. 环境条件
1.实验室环境温湿度稳定在(23±3)℃、(50±10)%RH,远离振动源、热源及强电磁干扰。
2.设备放置于水平地面,四周预留≥1m散热空间,电源单独接地(接地电阻≤4Ω),电压波动≤±5%。
3.校准前试验设备需空载运行,预热至常用温湿度点并稳定2小时以上。
3. 被校仪器检查
1.外观与结构:箱体密封条无老化破损,传感器安装位置符合说明书要求,加湿水箱无结垢,冷凝排水管路畅通。
2.性能预检:测试高温段(85℃)波动度≤±0.5℃/30min,低温段(-40℃)均匀性≤±2.0℃,湿度偏差≤±3.0%RH(参考出厂指标)。
3.安全功能:验证超温/超湿报警、过流保护、应急排气阀动作正常,门锁联锁功能可靠。
4.软件设置:禁用自适应控制算法,锁定程序运行参数,清理历史数据确保校准过程无干扰。
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