热电偶与红外测温仪研讨比较

测验和认证在北美商场占有重要方位。经认证并具有威望认证标志的产品将遭到顾客的喜爱。在北美商场出售的很多工控、电源以及电气产品等都要求进行温度丈量，确保产品的安全。本文将侧重介绍两种丈量办法，即热电偶与红外测温，并对这两种办法进行比较和归纳。经过对北美规范对测温办法要求的要求，来更多的协助国内厂商了解相关规范，为其产品的出产和出口供给主张。
一、温度丈量的根本概念
温度是衡量物体冷热程度的物理量，在出产和科学试验中占有极其重要的方位，是国际单位制（SI）中7个根本物理量之一。从能量视点来看，温度是描绘体系不同自在度间能量发布情况的物理量；从热平衡观念来看，温度是描绘热平衡体系冷热程度的物理量；从微观上看，温度标志着体系内部分子无规则运动的剧烈程度，温度高的物体，分子均匀动能大，温度低的物体，分子均匀动能小。
前期人们以人的器官感觉动身，凭感觉到的或触摸到的冷热程度差异温度的凹凸。这样得出的成果往往不牢靠、不精确。研讨标明，简直一切物质的性质都与温度有关，例如尺度、体积、密度、硬度、弹性横量、损坏性强度、电导率、导磁率、光辐射强度等，运用这些性质及其随温度改变规则可进行温度丈量。也便是说，温度只能经过物体随温度改变的某些特性来间接丈量，而用来丈量物体温度数值的标尺叫温标。它规则了温度的读数起点（零点）和丈量温度的根本单位。现在国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。
二、首要测温办法介绍
温度丈量办法有触摸式和非触摸式两大类。
1．将传感器置于与物体相同的热平衡状况中，使传感器与物体坚持同一温度的测温法，即为触摸式测温法。例如运用介质受热胀大的原理的水银温度计、压力式温度计和双金属温度计等。还有运用物体电气参数随温度改变的特性来检测温度。例如热电阻、热敏电阻、电子式温度传感器和热电偶等。
触摸式测温外表测温外表比较简略、牢靠，丈量精度较高；但因测温元件与被测介质需求进行充沛的热交换，需求必定的时刻才干抵达热平衡，所以存在测温的推迟现象，一起受耐高温资料的约束，不能应用于很高的温度丈量。
2. 非触摸式外表测温是经过热辐射原理来丈量温度的，测温元件不需与被测介质触摸。完成这种测温办法可运用物体的外表热辐射强度与温度的联系来检测温度。有全辐射法、部分辐射法、单一波长辐射功率的亮度法及比较两个波长辐射功率的比色法等。非触摸式外表测温的测温规模广，不受测温上限的约束，也不会损坏被测物体的温度场，反响速度一般也比较快；但遭到物体的发射率、丈量间隔、烟尘和水气等外界要素的影响，其丈量差错较大。
三、规范要求
根本上一切的CSA和UL电气产品规范都要求进行温升测验，并且会具体要求测验条件，例如产品的输入电源、负载要求和测验环境等；测验办法，例如装置方位和运用测温办法等；测验时刻；判别原则，温升的最大值和顺便测验等。在测验办法中，会对测温的办法进行规则，一般有对热电偶的要求是30AWG（0.51平方厘米）,铁－康铜（分度号J）或铜－康铜（分度号T）和相配合的记载仪器
例如规范CSA C22.2 No 0 General Requirements –Canadian Electrical Code, Part II., 6.2。5 条款有如下要求：
“Thermocouples shall have No. 30 AWG conductors,… If referee temperature measurements are necessary, thermocouples having No. 30 AWG conductors shall be used. Thermocouples with gauge sizes smaller than No. 30 AWG may be used for measurement of miniature circuitry and components.”
例如规范UL1492 Audio-Video Products and Accessories，68.6条款就有如下要求：
“…When thermocouples are used in the determination of temperatures, it is common practice to use thermocouples consisting of No. 30 AWG iron and constantan wires and a potentiometer-type instrument…”
四、热电偶测温原理，办法和适用规模
1．热电偶测温根本原理 ：
将两种不同资料的导体(或半导体)A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图所示。当导体和的两个接点T1和T2之间存在温差时，两者之间便发生电动势,因而在回路中构成一个电流,这种现象称为热电效应。热电偶便是运用这一效应来作业的。


热电偶原理图
2．热电偶的品种
热电偶可分为规范热电偶和非规范热电偶两大类。所调用规范热电偶是指国家规范规则了其热电势与温度的联系、答应差错、并有一致的规范分度表的热电偶，它有与其配套的显现外表可供选用。非规范化热电偶在运用规模或数量级上均不及规范化热电偶，一般也没有一致的分度表，首要用于某些特别场合的丈量。
规范化热电偶。我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻悉数按IEC国际规范出产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种规范化热电偶为我国一致规划型热电偶。
3．热电偶的结构方式
为了确保热电偶牢靠、稳定地作业，对它的结构要求如下： ①组成热电偶的两个热电极的焊接有必要结实；②两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；③补偿导线与热电偶自在端的衔接要便利牢靠；维护套管应能确保热电极与有害介质充沛阻隔。
4．长处：
热电偶是实验室最常用的温度检测元件之一，为触摸式。其长处是：
a 丈量精度高。因热电偶直接与被测方针触摸，不受中心介质的影响。
b 丈量规模广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续丈量，某些特别热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）
c 结构简略，运用便利。热电偶一般是由两种不同的金属丝组成，并且不受巨细和最初的约束，外有维护套管，用起来非常便利。．
五、红外测温原理，办法和适用规模

1．红外测温原理
物体处于肯定零度以上时，因为其内部带电粒子的运动，以不同波长的电磁波方式，向外辐射能量，波长触及紫外、可见、红外光区，但首要处于0.8-0.15µm的近、中、外红外区。物体的红外辐射能量的巨细及其按波长的散布与它的外表温度有着非常亲近的联系。因而，经过对物体本身辐射的红外能量的丈量，便能精确地测定它的外表温度，这便是红外辐射测温所依据的客观根底。
2．红外测温仪器结构
红外测温仪由光学体系、光电勘探器、信号放大器及信号处理、显现输出等部分组成。光学体系聚集其视场内的方针红外辐射能量，视场的巨细由测温仪的光学零件以及方位决议。红外能量聚集在光电勘探仪上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路依照仪器内部的算法和方针发射率校对后转变为被测方针的温度值。除此之外，还应考虑方针和测温仪地点的环境条件，如温度、气氛、污染和搅扰等要素对功能指标的影响及批改办法。
3．红外测温仪器品种
红外测温仪依据原理可分为单色测温仪和双色测温仪（辐射比色测温仪）。关于单色测温仪，在进行测温时，被测方针面积应充溢测温仪视场。主张被测方针尺度超越视场巨细的50%为好。假如方针尺度小于视场，布景辐射能量就会进入测温仪的视声符支搅扰测温读数，形成差错。相反，假如方针大于测温仪的视场，测温仪就不会遭到丈量区域外面的布景影响。关于比色测温仪，其温度是由两个独立的波长带内辐射能量的比值来确认的。因而当被测方针很小，不充溢视场，丈量通路上存在烟雾、尘土、阻挠，对辐射能量有衰减时，都不对丈量成果发生严重影响。关于细微而又处于运动或轰动之中的方针，比色测温仪是最佳挑选。这是因为光线直径小，有柔性，能够在曲折、阻挠和折叠的通道上传输光辐射能量。
红外测温仪是经过接纳方针物体发射、反射和传导的能量来丈量其外表温度。测温仪内的勘探元件将收集的能量信息输送到微处理器中进行处理，然后转换成温度读数显现。在带激光瞄准器的类型中，激光瞄准器只做瞄准运用。其功能阐明下表。
测温规模 -32℃–400℃ 显现分辩率0.1℃(<199.1℃时 )
精度 23 ℃时±1% 作业环境温度规模0–50 ℃
重复性 23 ℃时±1% 相对湿度 30 ℃时 10—95%
呼应时刻 500ms 电源 9V
呼应光谱 7 -18micron 尺度 137 × 41 × 196mm
最大值显现 Have 分量 270g
发射率 0.95Preset ―― ――
六、热电偶测温文红外测温比较
测温办法 测温原理 传感器和外表 特色测温规模（℃）
触摸式 金属热电偶的热电势 铜－康铜（分度号T） 0－200℃是最精确的，精度高，低温灵敏度高 －200—350
铁－康铜（分度号J） 100℃以下线性好，有较高灵敏度。 －40—600
非触摸式 热辐射能量改变 部分辐射法由光电池、光敏电阻及其它红外勘探元件作热敏元件，因它们有必定的光谱挑选性，故非全光谱的因外表的作业波段可挑选，因而能够避开中心介质的吸收峰 -50–3000
比色法 比较二个光波辐射能量之比反响速度快，挨近实在温度，受中心介质的影响小 50—2000
七、定论
综上所述，触摸式测温外表测温外表（热电偶测温办法）比较简略、牢靠，丈量精度较高；但因测温元件与被测介质需求进行充沛的热交换，需求必定的时刻才干抵达热平衡，所以存在测温的推迟现象，一起受耐高温资料的约束，不能应用于很高的温度丈量。非触摸式外表测温（红外测温办法）是经过热辐射原理来丈量温度的，测温元件不需与被测介质触摸，测温规模广，不受测温上限的约束，也不会损坏被测物体的温度场，反响速度一般也比较快；但遭到物体的发射率、丈量间隔、烟尘和水气等外界要素的影响，其丈量差错较大。因为非触摸式外表测温（红外测温办法）测验时受外界的影响比较大，加上不能丈量内部温度。在CSA和UL规范中，仅仅规则了触摸式测温办法（热电偶和电阻法）进行温升测验。
但对错触摸式外表测温（红外测温办法）可快速供给温度丈量，在用热电偶读取一个渗漏衔接点的时刻内，用红外测温仪简直能够读取一切衔接点的温度。别的因为红外测温仪坚实、轻盈、安全，它能够安全地读取难以挨近的或不行抵达的方针温度，你能够在仪器答应的规模内读取方针温度。非触摸温度丈量还可在不安全的或触摸测温较困难的区域进行，即抵达测验的意图又维护了人身安全。期望在不久的将来，规范能够把这种测温办法列入规范，答应其在某些特定设备和特定场合运用。