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、guangfusheqiangdudeng，liyongzhexiexingzhijiqisuiwendubianhuaguilvkejinxingwenduceliang。yejiushishuo
，wenduzhinengtongguowutisuiwendubianhuademouxietexinglaijianjieceliang，eryonglailiangduwutiwendushuzhidebiaochijiaowenbiao。taguidinglewendudedushuqidian（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：將傳感器置(zhi)於(yu)與(yu)物(wu)體(ti)相(xiang)同(tong)的(de)熱(re)平(ping)衡(heng)狀(zhuang)態(tai)中(zhong)，使(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)與(yu)物(wu)體(ti)保(bao)持(chi)同(tong)一(yi)溫(wen)度(du)的(de)測(ce)溫(wen)法(fa)，即(ji)為(wei)接(jie)觸(chu)式(shi)測(ce)溫(wen)法(fa)。例(li)如(ru)利(li)用(yong)介(jie)質(zhi)受(shou)熱(re)膨(peng)脹(zhang)的(de)原(yuan)理(li)的(de)水(shui)銀(yin)溫(wen)度(du)計(ji)、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：非(fei)接(jie)觸(chu)式(shi)儀(yi)表(biao)測(ce)溫(wen)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)。實(shi)現(xian)這(zhe)種(zhong)測(ce)溫(wen)方(fang)法(fa)可(ke)利(li)用(yong)物(wu)體(ti)的(de)表(biao)麵(mian)熱(re)輻(fu)射(she)強(qiang)度(du)與(yu)溫(wen)度(du)的(de)關(guan)係(xi)來(lai)檢(jian)測(ce)溫(wen)度(du)。有(you)全(quan)輻(fu)射(she)法(fa)
、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…”
[page]
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、xianshishuchudengbufenzucheng。guangxuexitonghuijiqishichangneidemubiaohongwaifushenengliang，shichangdedaxiaoyoucewenyideguangxuelingjianyijiweizhijueding。hongwainengliangjujiaozaiguangdiantanceyishangbingzhuanbianweixiangyingdedianxinhao。gaixinhaojingguofangdaqihexinhaochulidianluanzhaoyiqineibudesuanfahemubiaofashelvxiaozhenghouzhuanbianweibeicemubiaodewenduzhi。chucizhiwai
，haiyingkaolvmubiaohecewenyisuozaidehuanjingtiaojian
，ruwendu、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%為(wei)好(hao)。如(ru)果(guo)目(mu)標(biao)尺(chi)寸(cun)小(xiao)於(yu)視(shi)場(chang)，背(bei)景(jing)輻(fu)射(she)能(neng)量(liang)就(jiu)會(hui)進(jin)入(ru)測(ce)溫(wen)儀(yi)的(de)視(shi)聲(sheng)符(fu)支(zhi)幹(gan)擾(rao)測(ce)溫(wen)讀(du)數(shu)，造(zao)成(cheng)誤(wu)差(cha)。相(xiang)反(fan)，如(ru)果(guo)目(mu)標(biao)大(da)於(yu)測(ce)溫(wen)儀(yi)的(de)視(shi)場(chang)
，測(ce)溫(wen)儀(yi)就(jiu)不(bu)會(hui)受(shou)到(dao)測(ce)量(liang)區(qu)域(yu)外(wai)麵(mian)的(de)背(bei)景(jing)影(ying)響(xiang)。對(dui)於(yu)比(bi)色(se)測(ce)溫(wen)儀(yi)，其(qi)溫(wen)度(du)是(shi)由(you)兩(liang)個(ge)獨(du)立(li)的(de)波(bo)長(chang)帶(dai)內(nei)輻(fu)射(she)能(neng)量(liang)的(de)比(bi)值(zhi)來(lai)確(que)定(ding)的(de)。因(yin)此(ci)當(dang)被(bei)測(ce)目(mu)標(biao)很(hen)小(xiao)，不(bu)充(chong)滿(man)視(shi)場(chang)，測(ce)量(liang)通(tong)路(lu)上(shang)存(cun)在(zai)煙(yan)霧(wu)
、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。
[page]
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）shitongguorefusheyuanlilaiceliangwendude，cewenyuanjianbuxuyubeicejiezhijiechu
，cewenfanweiguang，bushoucewenshangxiandexianzhi
，yebuhuipohuaibeicewutidewenduchang，fanyingsuduyibanyebijiaokuai；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）可(ke)快(kuai)速(su)提(ti)供(gong)溫(wen)度(du)測(ce)量(liang)
，在(zai)用(yong)熱(re)電(dian)偶(ou)讀(du)取(qu)一(yi)個(ge)滲(shen)漏(lou)連(lian)接(jie)點(dian)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)

，用(yong)紅(hong)外(wai)測(ce)溫(wen)儀(yi)幾(ji)乎(hu)可(ke)以(yi)讀(du)取(qu)所(suo)有(you)連(lian)接(jie)點(dian)的(de)溫(wen)度(du)。另(ling)外(wai)由(you)於(yu)紅(hong)外(wai)測(ce)溫(wen)儀(yi)堅(jian)實(shi)、輕巧、anquan
，tanenggouanquandiduqunanyijiejindehuobukedaodademubiaowendu
，nikeyizaiyiqiyunxudefanweineiduqumubiaowendu。feijiechuwenducelianghaikezaibuanquandehuojiechucewenjiaokunnandequyujinxing
，jidadaoceshidemudeyoubaohulerenshenanquan。xiwangzaibujiudejianglai，biaozhunkeyibazhezhongcewenfangfalierubiaozhun，yunxuqizaimouxietedingshebeihetedingchangheshiyong。