Тип контакта: Контактные датчики температуры имеют хороший контакт между чувствительной частью и измеряемым объектом и также называются термометрами.
Термометры достигают теплового равновесия за счет проводимости или конвекции, что позволяет показаниям термометра напрямую отражать температуру измеряемого объекта. Как правило, они имеют высокую точность измерений. В определенном диапазоне температур термометры также могут измерять распределение внутренней температуры объекта. Однако они могут давать значительные ошибки измерения движущихся объектов, небольших целей или объектов с очень малой теплоемкостью. Обычно используемые термометры включают биметаллические термометры, стеклянные жидкостные термометры, термометры давления, термометры сопротивления, термисторы и термопары. Они широко используются в промышленности, сельском хозяйстве, торговле и других отраслях. Люди также часто используют эти термометры в повседневной жизни. С широким применением криогенной техники в оборонной, космической технике, металлургии, электронной, пищевой, медицинской и нефтехимической промышленности, а также с исследованиями в области сверхпроводниковой техники были разработаны криогенные термометры для измерения температур ниже 120 К: криогенные газовые термометры, термометры давления паров, акустические термометры, парамагнитные солевые термометры, квантовые термометры, криогенные термометры сопротивления и криогенные термопары. Для низкотемпературных-термометров требуются чувствительные элементы небольшого размера, высокой точности, воспроизводимости и стабильности. Термометры сопротивления из науглероженного стекла, изготовленные путем цементации и спекания пористого высоко-кремнеземного стекла, представляют собой один тип чувствительного элемента в низко-термометрах и могут использоваться для измерения температур в диапазоне 1,6–300К.
Бесконтактные термометры, также известные как бесконтактные приборы для измерения температуры, имеют чувствительные элементы, которые не контактируют с измеряемым объектом. Эти приборы можно использовать для измерения температуры поверхности движущихся объектов, небольших целей, а также объектов с небольшой теплоемкостью или быстро меняющимися (переходными) температурами. Их также можно использовать для измерения распределения температуры в температурном поле.
Наиболее часто используемые бесконтактные приборы для измерения температуры основаны на фундаментальном законе излучения черного тела и называются радиационными термометрами. Радиационная термометрия включает яркостный метод (см. Оптический пирометр), радиационный метод (см. Радиационный пирометр) и колориметрический метод (см. Колориметрический термометр). Каждый метод радиационной термометрии может измерять только соответствующую фотометрическую температуру, температуру излучения или колориметрическую температуру. Истинной температурой является только температура, измеренная для абсолютно черного тела (объекта, который поглощает все излучение и не отражает свет). Чтобы определить истинную температуру объекта, необходимо внести поправки на излучательную способность поверхности материала. Излучательная способность поверхности материала зависит не только от температуры и длины волны, но также от состояния поверхности, покрытия и микроструктуры, что затрудняет точное измерение. В автоматизированном производстве радиационная термометрия часто используется для измерения или контроля температуры поверхности определенных объектов, например, температуры прокатки стальных полос, валков, поковок, температур различных расплавленных металлов в печах или тиглях в металлургии. В этих конкретных случаях измерение излучательной способности поверхности представляет собой довольно сложную задачу. Для автоматического измерения и контроля температуры поверхности твердого тела может быть использован дополнительный отражатель, образующий полость черного тела с измеряемой поверхностью. Эффект дополнительного излучения увеличивает эффективное излучение и эффективную излучательную способность измеряемой поверхности. Используя эффективную излучательную способность для коррекции измеренной температуры с помощью прибора, можно получить истинную температуру измеряемой поверхности. Наиболее типичным дополнительным отражателем является полусферический отражатель. Диффузное излучение от поверхности вблизи центра сферы отражается обратно на поверхность полусферическим зеркалом, образуя дополнительное излучение и тем самым увеличивая эффективную излучательную способность. В формуле ε — излучательная способность поверхности материала, а ρ — отражательная способность отражателя. Для радиационного измерения истинной температуры газообразных и жидких сред можно использовать метод введения трубки из термостойкого материала на определенную глубину с образованием полости черного тела. Рассчитана эффективная излучательная способность цилиндрической полости после достижения теплового равновесия со средой. При автоматическом измерении и контроле это значение можно использовать для коррекции измеренной температуры дна полости (т. е. температуры среды) для получения истинной температуры среды.
Преимущества бесконтактного измерения температуры: верхний предел измерения не ограничивается термостойкостью чувствительного элемента, поэтому в принципе не существует предела максимальной измеряемой температуры. При высоких температурах выше 1800 градусов в основном используются бесконтактные методы измерения температуры. С развитием инфракрасной технологии радиационная термометрия постепенно расширилась от видимого света до инфракрасного света и теперь используется для температур от ниже 700 градусов до комнатной температуры с очень высоким разрешением.