光电高温计
光电高温计（photoelectric pyrometer）是指用光电池作为敏感元件，其光电流与受热物体发出的光束成正比例因而就是受热物体温度的度量。以客观的和无惰性的方式测量受热物体的温度，因此既可测量高速进行的工作过程温度，还可以自动地记录和调节这些温度。
不确定度评定
精密光电高温计在确定其有效波长和放大器各量程增益比后,仅需一个参考温度点分度,即可确定其温度量值(忽略高温计非线性的影响)。作为温标的传递标准时,为与现行检定方法统一,800℃～2200℃暂用工作基准灯检定(或检验)精密(标准)光电高温计。影响其不确定度的主要因素为以下6项:分度重复性标准不确定度;标准光电高温计年稳定性的标准不确定度;工作基准灯的合成标准不确定度;工作基准灯电测设备标准不确定度(含标准电阻、电压测量仪表和稳流电源纹波的影响);有效波长的标准不确定度(0.2nm)对钨带灯亮度温度的影响u5;环境温度对标准光电高温计影响的标准不确定度。
当采用固定点作为温度参考点的分度方法时,参考点温度不确定度对各温度延伸点的影响都将显着减小。由于本精密光电高温计在设计上完全具备用单点分度的技术特点,因此为将来采用新分度方法传递温标、减小测温不确定度打下了良好基础。
仪器描述
1、高温计的组成
按功能划分高温计在形式上分为两部分。一部分为光学机械系统、光电转换及微电流放大器,另一部分为由微控制器等组成的测量显示仪表。
2、光学系统布置及参数
精密光电高温计光学系统的设计,参考了复现ITS-90的基准光电温度比较仪的光学系统及国外同类仪器的方案。高温计光学系统布置：被测辐射源经物镜成像于视场光阑,视场光阑中心为直径0.2mm的圆孔,周围为镜反射面,用于瞄准。被测目标成像于圆孔上,其辐射经准直镜、限制光阑、干涉滤光片、减弱滤光片、准直镜后会聚到光电探测器上。限制光阑决定高温计的孔径比。可转动的干涉滤光片轮上有四个安装位置,可安装三片不同波长的干涉滤光片,使光束单色化,减弱滤光片用于扩展测温上限(使光电探测器工作于线性区域),为瞄准系统的反射镜,为瞄准物镜,为减光片(轮),为目镜。
高温计物镜直径为68mm,焦距140mm,最小测量距离约0.4m,最小测量靶面直径小于0.8mm,显微物镜和目镜放大倍数为2×15。高温计采用干涉滤光片为单色器,其中心波长约为660nm,半宽带约为10nm,长波截止至1200nm,830nm附近次峰透过率约为1×10-4;采用吸热玻璃可将次峰透过率降低1～2个数量级。根据需要可选用900nm或950nm的红外干涉滤光片。
虽然高温计在小目标和窄谱带条件下测量难度增加,但在测量靶直径为0.75mm条件下使用时,测量靶的形状大小、有效波长及光谱带宽等参数与国家基准的相应参数基本一致,避免了温度基准至标准的传递过程中因这些参数不同引起的系统误差。
电流放大器通常有5～6个量程,其动态范围满足800℃～3200℃测温范围探测器光电流的测量要求。放大器的输入失调电压的变化将导致探测器光谱响应率的变化,必须严格限制。由于测量信号微弱,对光电探测器及放大器采取了严格的屏蔽措施。
带有微处理机的测量显示仪表的组成部分：测量显示仪表在微处理器的控制下完成对微电流放大器的控制及对放大器输出电压的AD转换;按放大器相应量程增益计算光电流,并根据普朗克定律计算并显示温度值。可通过GPIB接口接收相应的控制命令或发送测量数据、仪器状态、参数等。在800℃,高温计的分辨率优于0.05℃,在900℃时分辨率优于0.01℃。