計(jì)量方法與誤差理論ch34溫度和光學(xué)計(jì)量

1、第三章 各種物理量的測(cè)試計(jì)量第1節(jié) 時(shí)間頻率計(jì)量測(cè)試第2節(jié) 電磁學(xué)計(jì)量測(cè)試第3節(jié) 電子計(jì)量測(cè)試第4節(jié) 溫度計(jì)量測(cè)試第5節(jié) 光學(xué)計(jì)量測(cè)試第6節(jié) 其他計(jì)量測(cè)試 （幾何、力學(xué)、聲學(xué)、電離輻射、物質(zhì)的量）3.4 溫度計(jì)量測(cè)試一、溫度的概念 溫度是表征熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量，一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。 熱力學(xué)第零定律（溫度存在定律）：兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)分別與第三個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)處于平衡態(tài)，則兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)彼此必定處于熱平衡。 熱力學(xué)第零定律的重要性在于它給出了溫度定義的基礎(chǔ)（宏觀的特性）和溫度的測(cè)量方法（熱平衡）。二、溫標(biāo) 溫標(biāo)（即溫度的“標(biāo)尺”、“標(biāo)準(zhǔn)”）是溫度量值的表示法。 首先用純物質(zhì)的三

2、相點(diǎn)、沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)和超導(dǎo)轉(zhuǎn)變點(diǎn)等作為溫度計(jì)量的固定點(diǎn)(基準(zhǔn)點(diǎn))，并賦予一個(gè)確定的溫度；然后選擇隨溫度呈線性或一定函數(shù)關(guān)系的物理參量作為溫度指示的標(biāo)志。 溫標(biāo)三要素：固定點(diǎn)、測(cè)溫物質(zhì)、內(nèi)插公式華氏溫標(biāo): 水的冰點(diǎn)為32，水的沸點(diǎn)212，中間180等分(德國(guó)，華林海特，1714年)列氏溫標(biāo): 水的冰點(diǎn)為0R，水的沸點(diǎn)為80R，中間80等分（法國(guó)，列奧謬爾，1730年）攝氏溫標(biāo): 水的冰點(diǎn)為0，水的沸點(diǎn)為100，中間100等分（瑞典，攝爾薩斯，1742年）經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)國(guó)際溫標(biāo)（ITS-90） ITS-90就是熱力學(xué)溫標(biāo)。 Tk=273.15 + tcTF =1.8tc + 32TR =0.8tcTk:熱

3、力學(xué)溫度Tc:攝氏溫度TR:列氏溫度熱力學(xué)溫標(biāo): 英國(guó)開(kāi)爾文提出以熱力學(xué)第二定律為基礎(chǔ)。與特定的物質(zhì)性質(zhì)無(wú)關(guān)，以水的三相點(diǎn)為基準(zhǔn)(273.16K)，具有穩(wěn)定性、唯一性、復(fù)現(xiàn)性和客觀性。 熱力學(xué)溫標(biāo)以卡諾循環(huán)為基礎(chǔ)：一個(gè)工作于恒溫?zé)嵩磁c恒溫冷源之間的可逆熱機(jī)，假設(shè)從溫度為T(mén)2的熱源獲得的熱量為Q2，放給溫度為T(mén)1的冷源的熱量為Q1，則Q1/Q2=T1/T2。（絕對(duì)溫度，單位K） 選用水的三相點(diǎn)作為基本固定點(diǎn)，得到熱力學(xué)溫標(biāo):理論溫標(biāo)熱學(xué)計(jì)量器具： 熱電偶、熱電阻、溫度計(jì)、高溫計(jì)、輻射感溫器、體溫計(jì)、溫度計(jì)檢定裝置、電子電位差計(jì)、電子平衡電橋、高溫毫伏計(jì)、比率計(jì)、溫度指示調(diào)節(jié)儀、溫度變送器、溫度自

4、動(dòng)控制儀、溫度巡回檢測(cè)儀、測(cè)溫電橋、熱量計(jì)、比熱裝置、熱物性測(cè)定裝置、熱流計(jì)、熱象儀。三、常用溫度計(jì)與溫度計(jì)量方法 玻璃液體溫度計(jì)儲(chǔ)液泡、毛細(xì)管、刻度標(biāo)尺測(cè)溫介質(zhì)：水銀或其合金、酒精等-30-300壓力式溫度計(jì)密閉溫度測(cè)量系統(tǒng) + 指示儀表氣體壓力式（氮?dú)猓?、液體壓力式（甲醇、水銀等）、蒸汽壓力式（苯、丙酮等低沸點(diǎn)液體）。-100-600電阻溫度計(jì)（熱電阻測(cè)溫） 取一只 100W/220V 燈泡，用萬(wàn)用表測(cè)量其電阻值，可以發(fā)現(xiàn)其冷態(tài)阻值只有幾十歐姆，而計(jì)算得到的額定熱態(tài)電阻值應(yīng)為484 。 溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動(dòng)加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)的阻礙增大，宏觀上表現(xiàn)出電阻

5、率變大，電阻值增加(正溫度系數(shù))。熱電阻溫度計(jì)的組成：熱電阻（電阻體、絕緣管和保護(hù)套管）連接導(dǎo)線顯示儀表測(cè)溫原理金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體: 電阻值R = f (溫度t) 電阻溫度系數(shù)（） 溫度變化1時(shí)，導(dǎo)體電阻值的相對(duì)變化量，單位為1/。 靈敏度。金屬導(dǎo)體: tRt ，為正值（正溫度系數(shù)）； 而半導(dǎo)體: tRt ，為負(fù)值（負(fù)溫度系數(shù)）。金屬純度。有些合金材料，如錳銅 0。分類（根據(jù)材料類型）：金屬電阻（正溫度系數(shù)）鉑電阻（ 13.8K1234.94K ） 、銠鐵電阻（低溫0.1K273K）、鉑鈷電阻 （4K292K，低溫段比鉑、銠鐵穩(wěn)定、準(zhǔn)確， ） 鉑電阻 半導(dǎo)體電阻（正、負(fù)溫度系數(shù)）廣泛用于低溫計(jì)量

6、鍺電阻：0.01 K100 K熱敏電阻：-50-300， （在-2000范圍內(nèi)）（在0850范圍內(nèi)）金屬電阻薄膜型鉑熱電阻防爆型鉑熱電阻鉑電阻溫度顯示、變送器汽車用水溫傳感器及水溫表銅熱電阻計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)工作計(jì)量器具工作計(jì)量器具11半導(dǎo)體電阻溫度計(jì)熱敏熱電阻溫度特性 負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻（阻值隨溫度升高而顯著減少） 采用MnO2、Mn(NO3)4、CuO、Cu(NO3)2等化合物制造；正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻。采用NiO2等化合物制造；臨界溫度(CTR)熱敏電阻 當(dāng)溫度超過(guò)某一數(shù)值后，電阻會(huì)急劇增加或減少。 材料常數(shù)絕對(duì)溫度常數(shù) MF12型 NTC熱敏電阻玻璃封裝NTC熱敏電阻大功率PT

7、C熱敏電阻熱敏電阻 熱敏電阻體溫計(jì) 電熱水器 熱電阻測(cè)溫電路 電橋設(shè)計(jì)在儀表內(nèi)，而熱電阻Rt安裝在被測(cè)對(duì)象中，距儀表有一定的距離。 由于Rt溫度T，故移動(dòng)RD的電阻值不斷平衡，可通過(guò)RD電阻刻度或溫度刻度讀取溫度變化。二線制連接法（惠斯登電橋）工業(yè)上在測(cè)低溫時(shí)通常采用熱電阻溫度計(jì)，其測(cè)溫范圍為200500。用熱電偶測(cè)量500以下溫度時(shí)，熱電勢(shì)小，測(cè)量精度低；因此在高溫段，一般采用熱電偶測(cè)溫方式。熱電偶溫度計(jì)ABAB 1821年，德國(guó)物理學(xué)家賽貝克用兩種不同金屬組成閉合回路，并用酒精燈加熱其中一個(gè)接觸點(diǎn)（稱為結(jié)點(diǎn)），發(fā)現(xiàn)放在回路中的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 如果用兩盞酒精燈對(duì)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)同時(shí)加熱，指針的偏轉(zhuǎn)角

8、反而減小。 賽貝克實(shí)驗(yàn) 將兩種不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路，如果兩端接點(diǎn)的溫度不同，回路中將產(chǎn)生電勢(shì)，稱為熱電勢(shì)。這個(gè)物理現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)或塞貝克效應(yīng)。 冷端（自由端）（參考端） 熱端（工作端）（測(cè)量端）熱電流熱電極A/B塞貝克效應(yīng)原理圖 熱電偶的熱電勢(shì)（賽貝克電勢(shì)）k波爾茲曼常數(shù)e電子電荷nA、nB金屬A、B的電子密度 指生產(chǎn)工藝成熟、成批生產(chǎn)、性能優(yōu)越并已列入國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件中的熱電偶。特點(diǎn)：發(fā)展早、性能穩(wěn)定、應(yīng)用廣泛，具有統(tǒng)一的分度表，可以互換，并有與其配套的顯示儀表可供使用，十分方便。 國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)在1975年推薦7種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，在1986年又推薦了一種。我國(guó)目前共采

9、用八種標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶：（1）鉑銠10-鉑（S） 01600,長(zhǎng)溫最高1300，短溫最高1600 ；（2）鉑銠30-鉑銠6 （B）長(zhǎng)溫1600，短溫1800；（3）鉑銠13-鉑 （R）0-1500 ；（4）鎳鉻-鎳硅(鎳鉻-鎳鋁) （K） 2001300 ；（5）銅-銅鎳(康銅) （T） 300以下；（6）鎳鉻-康銅（E） 200900 ；（7）鐵-康銅 （J）-2001200 ；（8）鎳鉻-金鐵熱偶以及銅-金鐵熱偶。輻射溫度計(jì) 通過(guò)被測(cè)物體在全波長(zhǎng)或某一波段的輻射能量確定溫度。 非接觸法測(cè)溫：不破壞被側(cè)物體的熱平衡，對(duì)感溫元件結(jié)構(gòu)要求不高，可計(jì)量熱容量小的物體，可計(jì)量高溫

10、，對(duì)動(dòng)態(tài)溫度響應(yīng)較好，但精度低。1、任何物體溫度高于絕對(duì)零度（-273.15C）時(shí)，都將有熱輻射，溫度越高，則發(fā)射到周圍空間的能量就越多。2、輻射能以波動(dòng)形式表現(xiàn)出來(lái)，其波長(zhǎng)的范圍極廣，從短波、x光、紫外光、可見(jiàn)光、紅外光一直到電磁波。3、溫度測(cè)量中主要是可見(jiàn)光和紅外光，因?yàn)榇祟惸芰勘唤邮找院?，多轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽刮矬w的溫度升高，所以一般就稱為熱輻射。波長(zhǎng)能量任何波段都有能量的分布，而呈不間斷的連續(xù)分布波長(zhǎng)強(qiáng)度在某些特殊的波段有能量分布的輻射現(xiàn)象產(chǎn)生，而呈有間斷性的輻射譜線分布。一個(gè)低壓的氣體位于一高溫連續(xù)光源前，某些特殊的波段有能量被吸收的現(xiàn)象產(chǎn)生， 而呈有間斷性的吸收譜線分布。 波長(zhǎng)能量人眼可

11、觀測(cè)到的光譜類型亮度法：檢測(cè)某一特定波長(zhǎng)下的光譜輻射能量800- 4000光學(xué)高溫計(jì)、光電高溫計(jì)、紅外高溫計(jì)燈絲隱滅式光學(xué)溫度計(jì)光電亮度溫度計(jì)：用光敏元件代替人眼，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量 。根據(jù)普朗克定律：發(fā)射率：在同一溫度下一表面發(fā)射的輻射量與一黑體發(fā)射的輻射量的比例 亮度溫度定義：當(dāng)物體在輻射波長(zhǎng)為 ，溫度為T(mén)時(shí)，其光譜輻射亮度 和全輻射體在輻射波長(zhǎng)為 ，溫度為 時(shí)的光譜輻射亮度 相等，則把 稱為這個(gè)物體在波長(zhǎng)為 時(shí)的亮度溫度。物體和全輻射體的亮度公式，分別為：亮度溫度c比例常數(shù) 假如兩者的亮度相等，就得到 物體溫度 亮度溫度 23 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)溫范圍廣（7003200），一般可滿足

12、工業(yè)測(cè)溫的準(zhǔn)確度要求。 缺點(diǎn)：人眼觀察，并需用手動(dòng)平衡，因此不能實(shí)現(xiàn)快速 測(cè)量和自動(dòng)記錄，且測(cè)量結(jié)果帶有主觀性。 將物體輻射的單色亮度和儀表內(nèi)部的高溫?zé)襞轃艚z亮度比較。利用調(diào)節(jié)電阻來(lái)改變高溫?zé)襞莸墓ぷ麟娏?，?dāng)燈絲的亮度溫度與被測(cè)物體的亮度溫度一致時(shí)，燈泡的亮度就代表了被測(cè)物體的亮度溫度。（亮度一樣時(shí)）燈絲隱滅式光學(xué)溫度計(jì)比色法： 被測(cè)對(duì)象的兩個(gè)不同波長(zhǎng)的光譜輻射能量交替或同時(shí)地投影到檢出元件上，根據(jù)它們的比值與被測(cè)對(duì)象之間的溫度關(guān)系實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。顏色溫度計(jì)：通過(guò)兩個(gè)光譜能量比的方法測(cè)量溫度，也稱為比色溫度計(jì)。 比色高溫計(jì)是根據(jù)維恩偏移定律工作的溫度計(jì)。由維恩偏移定律可知，當(dāng)溫度變化時(shí)物體的輻射出射

13、度向波長(zhǎng)增加或減小的方向移動(dòng)，使在波長(zhǎng) 下的光譜輻射亮度比發(fā)生變化，測(cè)量光譜輻射亮度比的變化即可測(cè)得相應(yīng)的溫度。對(duì)于全輻射體，由維恩公式可得：上式中的 是預(yù)先規(guī)定的值，只要知道在此二波長(zhǎng)下的亮度比，就可求得被測(cè)全輻射體的溫度 當(dāng)溫度T的實(shí)際物體在兩個(gè)波長(zhǎng)下的光譜輻射亮度比值，與溫度為 的全輻射體的上述兩波長(zhǎng)下的光譜輻射比值相等時(shí)，把稱為實(shí)際物體的比色溫度。根據(jù)上述定義，應(yīng)用維恩公式，可導(dǎo)出下列公式： 式中： 分別為實(shí)際物體在 時(shí)的光譜發(fā)射率。已知 ，就可由上式求得T。 優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高（精度為0.5），反應(yīng)速度快，測(cè)量范圍寬（量程為8002000）光路系統(tǒng)測(cè)量電路圖全輻射法： 全波長(zhǎng)范圍的輻射能

14、量，受周圍環(huán)境影響大，準(zhǔn)確度不如前兩種（前兩種準(zhǔn)確度高，但只能吸收部分波段能量）。 基本原理：黑體全輻射定律。實(shí)際物體吸收能力小于絕對(duì)黑體，全輻射法測(cè)溫低于實(shí)際溫度。 被測(cè)物與儀表之間的距離要滿足距離系數(shù)要求：L/D（傳感器前端面到被測(cè)對(duì)象表面的距離與被測(cè)對(duì)象的有效直徑之比） 進(jìn)行正確瞄準(zhǔn)，使目標(biāo)的像充滿接收器，不能偏離，否則也會(huì)產(chǎn)生誤差。應(yīng)該注意：儀表是以絕對(duì)黑體輻射功率與溫度的關(guān)系分度的，而實(shí)際使用時(shí)，被測(cè)物體并不是黑體，這樣測(cè)出的溫度自然要低于被測(cè)物體的實(shí)際溫度。這個(gè)溫度被稱為 “輻射溫度”。T和Tp分別為物體的真實(shí)溫度和輻射計(jì)指示溫度；T為溫度T時(shí)物體全輻射的發(fā)射率。因?yàn)榉呛隗wT1，則

15、TP3000，太陽(yáng)爐溫度計(jì)超低溫：氧的露點(diǎn)（90.188K）以下，磁性溫度計(jì)（常磁性物質(zhì)磁化率在低溫時(shí)隨溫度變化很大）。常用計(jì)量方法接觸法、非接觸法輻射測(cè)溫技術(shù)近30年取得的主要成果有：在測(cè)溫范圍方面，最高可達(dá)500萬(wàn)攝氏度，如地下核爆炸火球溫度，最低可達(dá)-170攝氏度；靈敏度方面已達(dá)到0.0001K，工業(yè)儀表可達(dá)0.1K；反應(yīng)時(shí)間方面最快可達(dá)微秒級(jí)；最小可測(cè)目標(biāo)直徑為 0.5mm。3.5 光學(xué)計(jì)量光是一種電磁波，波長(zhǎng)介于微波與X射線之間。 1nm 紫外線380nm可見(jiàn)光 780nm紅外線 1mm光學(xué)計(jì)量：各光學(xué)分支中有關(guān)計(jì)量知識(shí)的領(lǐng)域。 -輻射度計(jì)量 -光度計(jì)量 -激光計(jì)量 -色度計(jì)量 -光

16、材料的光參數(shù)計(jì)量 -成像系統(tǒng)及光學(xué)元件的質(zhì)量評(píng)價(jià)等。與輻射相關(guān)的量： 輻射能量輻射功率（輻射通量） 輻射度計(jì)量 兩種量值與人眼相關(guān)的量： 光能量光功率（光通量） 光度計(jì)量 3.5.1 光度計(jì)量一、光度量及單位1、光通量(luminous flux) 單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的，并按國(guó)際約定的平均人眼視覺(jué)特性評(píng)價(jià)的光輻射通量，單位流明（lm）。或：光源發(fā)射并被人的眼睛接收的能量之總和即為光通量（）。是一個(gè)屬于把輻射通量與人眼的視覺(jué)特性聯(lián)系起來(lái)評(píng)價(jià)的主觀物理量 流明：光強(qiáng)度為1坎德拉（cd）的均勻點(diǎn)光源，在1球面度（sr）立體角內(nèi)發(fā)射的光通量。 由于人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的光敏感性不同，所以不同波長(zhǎng)光的輻射功率相等

17、時(shí)，其光通量并不相等。 如，當(dāng)波長(zhǎng)為55510-9米的綠光與波長(zhǎng)為65010-9米的紅光輻射功率相等時(shí)，前者的光通量為后者的10倍。為了測(cè)光的統(tǒng)一和準(zhǔn)確，根據(jù)對(duì)許多正常人眼的研究，求出了各種波長(zhǎng)的平均相對(duì)光靈敏度。1942年，國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）規(guī)定了國(guó)際統(tǒng)一的平均人眼“光譜光效率”或“視見(jiàn)函數(shù)” 。一立體角頂點(diǎn)位于球心，它在球面上所截取的面積等于以球半徑r為邊長(zhǎng)的正方形面積，那么這個(gè)立體角就是1球面度。2、光強(qiáng)度 光通量的空間密度，即點(diǎn)光源在給定方向上單位立體角發(fā)射的光通量。3、光照度 光通量的面密度，即被照射物體表面單位面積上的光通量 勒克斯 （lx）：1 lm的光通量均勻分布在1 m

18、2表面所產(chǎn)生的光照度。單位：尼特（nt） 4、光亮度 光亮度是表示發(fā)光面明亮程度的。光源表面的某一點(diǎn)面元在一給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度與該面元在垂直于該方向的平面上的正射投影面積之比。四種度量值示意圖二、光度計(jì)量器具1.光探測(cè)器主觀光探測(cè)器（人眼，對(duì)弱光敏感度高）、客觀探測(cè)器光電探測(cè)器外光電效應(yīng)：光子能量電子逸出光電流（光電管、光電倍增器）光伏效應(yīng)：P-N結(jié)吸收光子能量電子空穴對(duì)光電流（光敏二極管、三極管）光電導(dǎo)效應(yīng)： P-N結(jié)吸收光子能量釋放更多載流子電導(dǎo)率下降（光電池）與波長(zhǎng)、光通量有關(guān)熱電探測(cè)器 熱電效應(yīng)：光能溫度升高電阻或電容（測(cè)輻射熱計(jì)）表面電荷（熱釋電探測(cè)器）電動(dòng)勢(shì)（熱電偶、熱電堆） 只

19、與輻射通量有關(guān)，與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，無(wú)選擇性探測(cè)器光化學(xué)效應(yīng)探測(cè)器 如照相底片 光輻射基本測(cè)量設(shè)備2 光度導(dǎo)軌(非單獨(dú)設(shè)備) 精確軸向距離刻度和標(biāo)尺的導(dǎo)軌，數(shù)個(gè)帶距離精細(xì)刻度的滑動(dòng)架或滑車 用平方反比定律（即點(diǎn)源對(duì)微面元的照度與點(diǎn)源的發(fā)光強(qiáng)度成正比，與距離平方成反比）連續(xù)、精確改變某平面處的光照度改變光源到光度計(jì)的距離，使進(jìn)入光度計(jì)兩側(cè)的光在視場(chǎng)內(nèi)平衡時(shí)，兩半視場(chǎng)的中心界線消失，則二者具有相同的光照度。陸末-布洛洪（Lummer-Brodhun）目視光度計(jì) 光輻射基本測(cè)量設(shè)備3 積分球(非單獨(dú)設(shè)備) 和光度導(dǎo)軌一樣，積分球并非一個(gè)單獨(dú)的測(cè)量設(shè)備，常常和光源、探測(cè)器裝在一起，作為理想漫射光源和勻光器，廣

20、泛用于光輻射測(cè)量中結(jié)構(gòu)及原理：鋁或塑料做成的內(nèi)部空心球，內(nèi)壁涂抹漫射材料，球上開(kāi)多個(gè)孔（入射光孔或安裝光源）。球內(nèi)任一面元發(fā)出的輻射通量，經(jīng)過(guò)多次漫射，能使球內(nèi)各點(diǎn)有相同的直射輻照度。優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)積分球多次漫射，可使光能不均勻的測(cè)量光束均勻化，消除由探測(cè)器接收表面響應(yīng)的不均勻產(chǎn)生的測(cè)量誤差。光輻射基本測(cè)量設(shè)備4 單色儀 將寬譜段輻射的光源分成一系列譜線很窄的單色光，用作可調(diào)波長(zhǎng)的單色光源或分光器。 利用色散元件（棱鏡、光柵等）對(duì)不同的光具有不同色散角的原理，將光輻射能的光譜在空間展開(kāi)，并由入射狹逢和出射狹逢的配合，得到所要求的單色光譜。棱鏡單色儀光柵單色儀光輻射基本測(cè)量設(shè)備5 分光光度計(jì)作用：測(cè)量

21、材料光譜反射比或透射比組成：（美國(guó)GE公司）雙單色儀、偏光系統(tǒng)、積分球、探測(cè)器偏光系統(tǒng)將光束分成兩路偏振方向相互垂直的偏振光測(cè)反射比：一束光照射處放標(biāo)準(zhǔn)反射塊,另一束光照射處放樣品,改變夾角使探測(cè)器輸出相等測(cè)透射比：反射塊的位置放相同的中性漫反射塊,標(biāo)準(zhǔn)透射樣品、待測(cè)樣品,改變夾角使探測(cè)器輸出相等光強(qiáng)度計(jì)量 比較法在光度導(dǎo)軌上測(cè)量等光照度法（主觀法） 使標(biāo)準(zhǔn)燈、待測(cè)燈在接收器表面產(chǎn)生的光照度E相等，然后用距離平方反比定律進(jìn)行計(jì)算 等距離法（客觀法） 使標(biāo)準(zhǔn)燈、待測(cè)燈和比較燈到光電接收器表面的距離都相等，且位于同一側(cè)。參考燈用來(lái)監(jiān)視被測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通過(guò)光電流計(jì)算 三、光度計(jì)量方法光照度計(jì)量照度

22、計(jì)光輻射探測(cè)器 + 指示/顯示裝置光輻射探測(cè)器放在待測(cè)平面，產(chǎn)生光電流通過(guò)光強(qiáng)度和光亮度值計(jì)算 符合朗伯光源(各個(gè)方向上的亮度均相等)的光照度的一般計(jì)算公式光亮度計(jì)量 亮度計(jì) 用一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)把待測(cè)光源表面成像在放置光輻射探測(cè)器的平面上目視法 以亮度比較作為基礎(chǔ)。使被測(cè)亮度與比較亮度各自照亮光度計(jì)的一半視場(chǎng)，調(diào)節(jié)減光盤(pán)開(kāi)口，直到兩半視場(chǎng)亮度相等光通量的計(jì)量 積分球法：替代、比較計(jì)量 通過(guò)比較方式，在積分球內(nèi)輪流點(diǎn)燃標(biāo)準(zhǔn)燈和被測(cè)燈，由光電池接收器分別測(cè)出對(duì)應(yīng)窗口的光照度。 分布光度計(jì)法： 基本原理： 光強(qiáng)度I、光照度E和光通量的定義 多數(shù)光源的光分布軸向?qū)ΨQ分布光度計(jì)的結(jié)構(gòu)： 光電池接收器可沿圓弧

23、滑動(dòng) 圓弧可以軸向轉(zhuǎn)動(dòng) 測(cè)量全方位的光照度（測(cè)量照度E的分布）輻射能：輻射能是以輻射形式傳播或接收的能量。當(dāng)輻射能被其它物質(zhì)吸收時(shí)，可轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、電能等其它形式的能量。輻射通量：輻射功率。以輻射形式發(fā)射、傳播或接收的功率。輻射強(qiáng)度：?jiǎn)挝涣Ⅲw角度內(nèi)光源發(fā)射出的輻射通量。如：燈泡作為點(diǎn)光源，描述給定方向的輻射強(qiáng)度3.5.2 輻射度計(jì)量1.輻射度量及單位一、輻射度計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)輻射度量輻射亮度：光源在垂直其輻射傳輸方向上單位面積的立體角內(nèi)發(fā)射出的輻射通量輻射出度：光源表面單位面元的輻射通量輻射照度：被照表面單位面積上接收到的輻射通量。輻射照度：被照表面單位面積上接收到的輻射通量。 輻射出度、輻射強(qiáng)度、

24、輻射亮度等都是源的輻射特性的度量。從技術(shù)實(shí)踐角度需要有一個(gè)物體被照程度的物理量輻射照度輻射吸收率：物體所吸收的輻射通量與入射到該物體上的同一波長(zhǎng)的輻射通量的比值。黑體輻射定律2.黑體輻射基本定律（光輻射計(jì)量的基本理論） 黑體：理想概念，吸收本領(lǐng)基爾霍夫定律 物體發(fā)出的輻射（輻射出度）與吸收率a的比值在同一波長(zhǎng)和溫度下相同，而與物體材料和形狀無(wú)關(guān)。 吸收本領(lǐng)越大的物體，發(fā)射本領(lǐng)也大，不能發(fā)射某波長(zhǎng)的輻射能，也不能吸收該波長(zhǎng)的輻射能；反之亦然。黑體輻射定律普朗克定律黑體輻射理論的基礎(chǔ)普朗克建立了f (,T) 的具體數(shù)學(xué)表達(dá)式，即黑體輻射出度。斯忒藩-波爾茲曼定律 全波長(zhǎng)內(nèi)普朗克公式積分。黑體總輻射出度與絕對(duì)溫度的四次方成正比維恩位移定律 絕對(duì)黑體的輻射出度有一極大值（對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為），輻射本領(lǐng)最大的波長(zhǎng)與黑體絕對(duì)溫度的乘積為一個(gè)常數(shù)c1，第一輻射常量，3.741810-12W.cm2c2，第二輻射常量，1.43810-12cm.