ТИП. Технические измерения и приборы Средства измерений

• Название: Технические измерения и приборы Средства измерений
• Дата: 03.02.2022
• Размер: 6.34 Mb.
• Имя файла: ТИП.ppt
• Тип: Документы; #350428
• страница: 16 из 17

Оптические термометры

используются фотоэлектрические принципы преобразования энергии излучения в электрические сигналы.
Методы оптической пирометрии позволяют определять только поверхностную температуру раскаленных тел.
Большинство устройств, предназначенных для измерения нестационарных температур имеет три основных элемента: чувствительный элемент ЧЭ, который воспринимает излучение объекта О, усилитель У и преобразователь П.

Измеритель нестационарных температур

В некоторых схемах используются оптические модуляторы излучений М1 и М2 и источник сравнения И.
Источник сравнения используется в схемах, которые работают по методу лучеиспускания-поглощения

Радиационные пирометры

основаны на зависимости, существующей между суммарной энергией излучения тела и его температурой. Для абсолютно черного тела эта зависимость определяется формулой


где - полная энергия, излучаемая абсолютно черным телом при температуре Т за 1 секунду с единицы поверхности и воспринимаемая за то же время бесконечной поверхностью абсолютно черного тела с температурой TC, - постоянная, равная 5,673 • 10-12 Вт • см-2 • град-4.


Радиационный пирометр дает сигнал, пропорциональный истинной температуре только в случае его наведения на практически черное тело.
В качестве черного тела обычно служит полая глухая карборундовая труба, которая называется визирной камерой. Она расположена в зоне измеряемой температуры, и все ее части одинаково нагреты.
Радиационный пирометр, отградуированный по черному телу и используемый для измерения температуры поверхностей физических нечерных тел, будет показывать вместо действительной температуры некоторую уменьшенную температуру.

Схема радиационного пирометра

1 - цилиндрический светопровод,
2 - цанговый корпус, 3 – корпус, 4 – диафрагма,
5 – термобатарея, 6 - штепсельный разъем


Погрешность пирометра при измерении температуры абсолютно черного тела не превышает ±15° С при 1000° С.
Фотоэлектрические пирометры можно разделить на пирометры с использованием большей части области спектральной чувствительности фотоэлементов и пирометры, в которых используется узкая область спектральной чувствительности фотоэлемента.
Пирометры с узкой областью спектральной чувствительности фотоэлемента называются яркостными пирометрами.

Схема компенсационного яркостного пирометра

1 – объектив, 2 – двигатель, 3 – диск-обтюратор,
4 - усилитель опорного канала, 5 – фазовый дискриминатор, 6 - выходной усилитель, 7 - усилитель сигнала ошибок,
8 - фоточувствительный элемент


На фотосопротивление попеременно падает поток излучения от измеряемого источника и от эталонной лампы накаливания с вольфрамовой нитью.
В индикаторную часть поступают два сигнала. Один из них является сигналом ошибки и снимается с фотосопротивления. Значение этого сигнала определяется разностью уровней измеряемого излучения и излучения эталонной лампы. Другой сигнал является опорным и служит для определения большего из уровней. Опорное напряжение снимается с катушки, магнитная цепь которой периодически замыкается зубцами диска-обтюратора.
С выхода дискриминатора напряжение снимается только тогда, когда сигнал от измеряемого излучения отличается от сигнала эталонной лампы. Это напряжение ошибки усиливается, детектируется, фильтруется и подается на выходной усилитель, который управляет током накала лампы. Величина тока лампы, пропорциональна измеряемой температуре.

Цветовые пирометры

в качестве меры температуры используется отношение интенсивностей излучения с двумя различными длинами волн например, отношение интенсивностей излучения на волнах 0,888 и 1,034 соответствует зеленому и красному цвету.
по соотношению монохроматических яркостей при двух длинах волн может быть определена истинная температура черного тела. Для нечерных тел по соотношению двух монохроматических яркостей может быть определена не истинная температура тела, а так называемая цветовая температура.


Цветовой температурой контролируемого тела называется такая температура черного тела, при которой отношение спектральных яркостей его излучения при двух длинах волн равно отношению соответствующих спектральных яркостей контролируемого тела.
Преимущество метода измерений цветовой температуры заключается в том, что можно измерить температуру тела, излучение которого отличается от излучения черного тела, при этом результат измерений не зависит от излучательной способности тела, если она одинакова для двух длин волн. При этом наблюдается независимость показаний прибора от расстояния до контролируемого объекта и размеров излучающей поверхности.
Погрешность в измерениях возникает только, если излучательная способность различна для двух длин волн.