中心議題：

• 溫度測量的基本概念
• 主要測溫方法介紹
• 溫度測量的標準要求
• 熱電偶測溫原理，方法和適用範圍
• 紅外測溫原理，方法和適用範圍

測試和認證在北美市場占有重要地位。經認證並具備權威認證標誌的產品將受到消費者的青睞。在北美市場出售的眾多工控

、電源以及電氣產品等都要求進行溫度測量

，確保產品的安全。本(ben)文(wen)將(jiang)著(zhe)重(zhong)介(jie)紹(shao)兩(liang)種(zhong)測(ce)量(liang)方(fang)法(fa)，即(ji)熱(re)電(dian)偶(ou)與(yu)紅(hong)外(wai)測(ce)溫(wen)，並(bing)對(dui)這(zhe)兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)和(he)概(gai)括(kuo)。通(tong)過(guo)對(dui)北(bei)美(mei)標(biao)準(zhun)對(dui)測(ce)溫(wen)方(fang)法(fa)要(yao)求(qiu)的(de)要(yao)求(qiu)，來(lai)更(geng)多(duo)的(de)幫(bang)助(zhu)國(guo)內(nei)廠(chang)商(shang)了(le)解(jie)相(xiang)關(guan)規(gui)範(fan)，為(wei)其(qi)產(chan)品(pin)的(de)生(sheng)產(chan)和(he)出(chu)口(kou)提(ti)供(gong)建(jian)議(yi)。

一
、溫度測量的基本概念

溫度是度量物體冷熱程度的物理量，在生產和科學試驗中占有極其重要的地位，是國際單位製（SI）中7個基本物理量之一。從能量角度來看
，溫度是描述係統不同自由度間能量發布狀況的物理量；從熱平衡觀點來看，溫度是描述熱平衡係統冷熱程度的物理量；從微觀上看，溫度標誌著係統內部分子無規則運動的劇烈程度，溫度高的物體
，分子平均動能大，溫度低的物體，分子平均動能小。

早期人們以人的器官感覺出發，憑感覺到的或接觸到的冷熱程度區別溫度的高低。這樣得出的結果往往不可靠、不準確。研究表明，幾乎所有物質的性質都與溫度有關，例如尺寸、體積、密度、硬度
、彈性橫量、破壞性強度、電導率、導磁率
、光(guang)輻(fu)射(she)強(qiang)度(du)等(deng)，利(li)用(yong)這(zhe)些(xie)性(xing)質(zhi)及(ji)其(qi)隨(sui)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)規(gui)律(lv)可(ke)進(jin)行(xing)溫(wen)度(du)測(ce)量(liang)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)，溫(wen)度(du)隻(zhi)能(neng)通(tong)過(guo)物(wu)體(ti)隨(sui)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)的(de)某(mou)些(xie)特(te)性(xing)來(lai)間(jian)接(jie)測(ce)量(liang)，而(er)用(yong)來(lai)量(liang)度(du)物(wu)體(ti)溫(wen)度(du)數(shu)值(zhi)的(de)標(biao)尺(chi)叫(jiao)溫(wen)標(biao)。它(ta)規(gui)定(ding)了(le)溫(wen)度(du)的(de)讀(du)數(shu)起(qi)點(dian)（零點）和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標有華氏溫標、攝氏溫標、熱力學溫標和國際實用溫標。

二
、主要測溫方法介紹

溫度測量方式有接觸式和非接觸式兩大類。

1． 接觸式測溫：將傳感器zhiyuyuwutixiangtongderepinghengzhuangtaizhong，shichuanganqiyuwutibaochitongyiwendudecewenfa，jiweijiechushicewenfa。liruliyongjiezhishourepengzhangdeyuanlideshuiyinwenduji
、壓力式溫度計和雙金屬溫度計等。還有利用物體電氣參數隨溫度變化的特性來檢測溫度。例如熱電阻、熱敏電阻、電子式溫度傳感器和熱電偶等。

接觸式測溫儀表測溫儀表比較簡單、可靠，測量精度較高
；但(dan)因(yin)測(ce)溫(wen)元(yuan)件(jian)與(yu)被(bei)測(ce)介(jie)質(zhi)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)充(chong)分(fen)的(de)熱(re)交(jiao)換(huan)，需(xu)要(yao)一(yi)定(ding)的(de)時(shi)間(jian)才(cai)能(neng)達(da)到(dao)熱(re)平(ping)衡(heng)

，所(suo)以(yi)存(cun)在(zai)測(ce)溫(wen)的(de)延(yan)遲(chi)現(xian)象(xiang)

，同(tong)時(shi)受(shou)耐(nai)高(gao)溫(wen)材(cai)料(liao)的(de)限(xian)製(zhi)

，不(bu)能(neng)應(ying)用(yong)於(yu)很(hen)高(gao)的(de)溫(wen)度(du)測(ce)量(liang)。

2. 非接觸式儀表測溫：feijiechushiyibiaocewenshitongguorefusheyuanlilaiceliangwendude，cewenyuanjianbuxuyubeicejiezhijiechu。shixianzhezhongcewenfangfakeliyongwutidebiaomianrefusheqiangduyuwendudeguanxilaijiancewendu。youquanfushefa、部分輻射法、單(dan)一(yi)波(bo)長(chang)輻(fu)射(she)功(gong)率(lv)的(de)亮(liang)度(du)法(fa)及(ji)比(bi)較(jiao)兩(liang)個(ge)波(bo)長(chang)輻(fu)射(she)功(gong)率(lv)的(de)比(bi)色(se)法(fa)等(deng)。非(fei)接(jie)觸(chu)式(shi)儀(yi)表(biao)測(ce)溫(wen)的(de)測(ce)溫(wen)範(fan)圍(wei)廣(guang)，不(bu)受(shou)測(ce)溫(wen)上(shang)限(xian)的(de)限(xian)製(zhi)
，也(ye)不(bu)會(hui)破(po)壞(huai)被(bei)測(ce)物(wu)體(ti)的(de)溫(wen)度(du)場(chang)

，反(fan)應(ying)速(su)度(du)一(yi)般(ban)也(ye)比(bi)較(jiao)快(kuai)；但受到物體的發射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。

三、標準要求

基本上所有的CSA和UL電氣產品標準都要求進行溫升測試
，而且會詳細要求測試條件，例如產品的輸入電源
、負載要求和測試環境等；測試方法
，例如安裝位置和使用測溫方法等；測試時間

；判斷準則，溫升的最大值和附帶測試等。在測試方法中
，會對測溫的方法進行規定
，通常有對熱電偶的要求是30AWG（0.51平方厘米）,鐵－康銅（分度號J）或銅－康銅（分度號T）和相配合的記錄儀器

例如標準CSA C22.2 No 0 General Requirements – Canadian Electrical Code, Part II., 6.2。5 條款有如下要求：
“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.”

例如標準UL1492 Audio-Video Products and Accessories，68.6條款就有如下要求：
“…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…”
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四、熱電偶測溫原理，方法和適用範圍

1．熱電偶測溫基本原理
將兩種不同材料的導體(或半導體)A和B焊接起來，構成一個閉合回路
，如圖所示。當導體和的兩個接點T1和T2之間存在溫差時，兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成一個電流,這種現象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。

熱電偶原理圖

2．熱電偶的種類
熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調用標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關係、允許誤差

、並bing有you統tong一yi的de標biao準zhun分fen度du表biao的de熱re電dian偶ou
，它ta有you與yu其qi配pei套tao的de顯xian示shi儀yi表biao可ke供gong選xuan用yong。非fei標biao準zhun化hua熱re電dian偶ou在zai使shi用yong範fan圍wei或huo數shu量liang級ji上shang均jun不bu及ji標biao準zhun化hua熱re電dian偶ou，一yi般ban也ye沒mei有you統tong一yi的de分fen度du表biao
，主zhu要yao用yong於yu某mou些xie特te殊shu場chang合he的de測ce量liang。

標準化熱電偶。我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產，並指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統一設計型熱電偶。

3．熱電偶的結構形式
為了保證熱電偶可靠、穩定地工作，對它的結構要求如下： ①組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；②兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣，以防短路；③補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離。

4．優點
熱電偶是實驗室最常用的溫度檢測元件之一
，為接觸式。其優點是：

a 測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響。
b 測量範圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續測量

，某些特殊熱電偶最低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達+2800℃（如鎢-錸）
c 構造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成
，而且不受大小和開頭的限製
，外有保護套管
，用起來非常方便。

五
、紅外測溫原理，方法和適用範圍

1．紅外測溫原理
物體處於絕對零度以上時，因為其內部帶電粒子的運動，以不同波長的電磁波形式
，向外輻射能量，波長涉及紫外
、可見、紅外光區，但主要處於0.8-0.15µm的近
、中、waihongwaiqu。wutidehongwaifushenengliangdedaxiaojiqianbochangdefenbuyutadebiaomianwenduyouzheshifenmiqiedeguanxi。yinci

，tongguoduiwutizishenfushedehongwainengliangdeceliang，biannengzhunquedicedingtadebiaomianwendu，zhejiushihongwaifushecewensuoyijudekeguanjichu。

2．紅外測溫儀器結構
紅外測溫儀由光學係統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯xian示shi輸shu出chu等deng部bu分fen組zu成cheng。光guang學xue係xi統tong彙hui集ji其qi視shi場chang內nei的de目mu標biao紅hong外wai輻fu射she能neng量liang，視shi場chang的de大da小xiao由you測ce溫wen儀yi的de光guang學xue零ling件jian以yi及ji位wei置zhi決jue定ding。紅hong外wai能neng量liang聚ju焦jiao在zai光guang電dian探tan測ce儀yi上shang並bing轉zhuan變bian為wei相xiang應ying的de電dian信xin號hao。該gai信xin號hao經jing過guo放fang大da器qi和he信xin號hao處chu理li電dian路lu按an照zhao儀yi器qi內nei部bu的de算suan法fa和he目mu標biao發fa射she率lv校xiao正zheng後hou轉zhuan變bian為wei被bei測ce目mu標biao的de溫wen度du值zhi。除chu此ci之zhi外wai
，還hai應ying考kao慮lv目mu標biao和he測ce溫wen儀yi所suo在zai的de環huan境jing條tiao件jian
，如ru溫wen度du、氣氛、汙染和幹擾等因素對性能指標的影響及修正方法。

3．紅外測溫儀器種類
紅外測溫儀根據原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀（輻射比色測溫儀）。對於單色測溫儀
，在進行測溫時，被測目標麵積應充滿測溫儀視場。建議被測目標尺寸超過視場大小的50%weihao。ruguomubiaochicunxiaoyushichang，beijingfushenengliangjiuhuijinrucewenyideshishengfuzhiganraocewendushu，zaochengwucha。xiangfan，ruguomubiaodayucewenyideshichang，cewenyijiubuhuishoudaoceliangquyuwaimiandebeijingyingxiang。duiyubisecewenyi，qiwendushiyoulianggedulidebochangdaineifushenengliangdebizhilaiquedingde。yincidangbeicemubiaohenxiao，buchongmanshichang，celiangtonglushangcunzaiyanwu、塵埃、阻(zu)擋(dang)，對(dui)輻(fu)射(she)能(neng)量(liang)有(you)衰(shuai)減(jian)時(shi)，都(dou)不(bu)對(dui)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)產(chan)生(sheng)重(zhong)大(da)影(ying)響(xiang)。對(dui)於(yu)細(xi)小(xiao)而(er)又(you)處(chu)於(yu)運(yun)動(dong)或(huo)震(zhen)動(dong)之(zhi)中(zhong)的(de)目(mu)標(biao)
，比(bi)色(se)測(ce)溫(wen)儀(yi)是(shi)最(zui)佳(jia)選(xuan)擇(ze)。這(zhe)是(shi)由(you)於(yu)光(guang)線(xian)直(zhi)徑(jing)小(xiao)
，有(you)柔(rou)性(xing)，可(ke)以(yi)在(zai)彎(wan)曲(qu)
、阻擋和折疊的通道上傳輸光輻射能量。
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紅外測溫儀是通過接收目標物體發射、反(fan)射(she)和(he)傳(chuan)導(dao)的(de)能(neng)量(liang)來(lai)測(ce)量(liang)其(qi)表(biao)麵(mian)溫(wen)度(du)。測(ce)溫(wen)儀(yi)內(nei)的(de)探(tan)測(ce)元(yuan)件(jian)將(jiang)采(cai)集(ji)的(de)能(neng)量(liang)信(xin)息(xi)輸(shu)送(song)到(dao)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)中(zhong)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)
，然(ran)後(hou)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)溫(wen)度(du)讀(du)數(shu)顯(xian)示(shi)。在(zai)帶(dai)激(ji)光(guang)瞄(miao)準(zhun)器(qi)的(de)型(xing)號(hao)中(zhong)，激(ji)光(guang)瞄(miao)準(zhun)器(qi)隻(zhi)做(zuo)瞄(miao)準(zhun)使(shi)用(yong)。其(qi)性(xing)能(neng)說(shuo)明(ming)下(xia)表(biao)。


六
、熱電偶測溫和紅外測溫比較



七、結論

綜上所述
，接觸式測溫儀表測溫儀表（熱電偶測溫方法）比較簡單、可靠
，測量精度較高；但(dan)因(yin)測(ce)溫(wen)元(yuan)件(jian)與(yu)被(bei)測(ce)介(jie)質(zhi)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)充(chong)分(fen)的(de)熱(re)交(jiao)換(huan)，需(xu)要(yao)一(yi)定(ding)的(de)時(shi)間(jian)才(cai)能(neng)達(da)到(dao)熱(re)平(ping)衡(heng)
，所(suo)以(yi)存(cun)在(zai)測(ce)溫(wen)的(de)延(yan)遲(chi)現(xian)象(xiang)，同(tong)時(shi)受(shou)耐(nai)高(gao)溫(wen)材(cai)料(liao)的(de)限(xian)製(zhi)
，不(bu)能(neng)應(ying)用(yong)於(yu)很(hen)高(gao)的(de)溫(wen)度(du)測(ce)量(liang)。非接觸式儀表測溫（紅外測溫方法）是shi通tong過guo熱re輻fu射she原yuan理li來lai測ce量liang溫wen度du的de，測ce溫wen元yuan件jian不bu需xu與yu被bei測ce介jie質zhi接jie觸chu，測ce溫wen範fan圍wei廣guang，不bu受shou測ce溫wen上shang限xian的de限xian製zhi，也ye不bu會hui破po壞huai被bei測ce物wu體ti的de溫wen度du場chang
，反fan應ying速su度du一yi般ban也ye比bi較jiao快kuai；但受到物體的發射率
、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。由於非接觸式儀表測溫（紅外測溫方法）測試時受外界的影響比較大，加上不能測量內部溫度。在CSA和UL標準中，隻是規定了接觸式測溫方法（熱電偶和電阻法）進行溫升測試。

但是非接觸式儀表測溫（紅外測溫方法）kekuaisutigongwenduceliang，zaiyongredianouduquyigeshenloulianjiediandeshijiannei，yonghongwaicewenyijihukeyiduqusuoyoulianjiediandewendu。lingwaiyouyuhongwaicewenyijianshi、輕巧、安an全quan，它ta能neng夠gou安an全quan地di讀du取qu難nan以yi接jie近jin的de或huo不bu可ke到dao達da的de目mu標biao溫wen度du，你ni可ke以yi在zai儀yi器qi允yun許xu的de範fan圍wei內nei讀du取qu目mu標biao溫wen度du。非fei接jie觸chu溫wen度du測ce量liang還hai可ke在zai不bu安an全quan的de或huo接jie觸chu測ce溫wen較jiao困kun難nan的de區qu域yu進jin行xing，即ji達da到dao測ce試shi的de目mu的de又you保bao護hu了le人ren身shen安an全quan。希xi望wang在zai不bu久jiu的de將jiang來lai，標biao準zhun可ke以yi把ba這zhe種zhong測ce溫wen方fang法fa列lie入ru標biao準zhun，允yun許xu其qi在zai某mou些xie特te定ding設she備bei和he特te定ding場chang合he使shi用yong。