1 引言
对辐射温度计的校准、检定，通常采用比较法，就是通过高稳 定度的辐射源（通常为 黑体辐射源）和其他配套设备，将标准器所复现的温度与被检辐射温度计所复现的温度进行比较，以判断其是否合格或给出校准结果。
在校准、检定工作中，辐射源一般在-6～1 200 ℃（或1 600 ℃）范围内可用开口式 中、低温黑体炉，1 200 （或1 600 ℃）～3 200 ℃采用抽真空并充惰性气体保护的高温 黑体炉。标准器分别为二等标准热电偶（二等标准铂电阻温度计）和标准光学（光电）高温计。
目前，国家检定系统表上3 200 ℃以上部分没有相应的传递系统。但是，根据型号任务 的需要，有些单位已经研制、使用了测温上限超过3 200 ℃的辐射温度计。对这些温度计进 行 校准、检定时，辐射热源作为标准与被检之间的比较介质是非常重要的。其主要技术指标为 ：温度范围、稳定度和有效发射率。现在的黑体辐射源通常为黑体炉，在现有的技术条件下，由于受制造加热器、黑体空腔的材料耐温性限制，其温度范围只能达到-60～3 200 ℃ ，无法用于检定测温上限超过3200 ℃的辐射温度计。
激光能量法是本文提出的一种新的校准方法。根据此原理建立相应的激光辐射源校准 装置，将可实现对测温上限超过3200 ℃的辐射温度计的校准、检定。
2 工作原理
辐射温度计是依据物体辐射的能量来测量温度的仪表。根据辐射理论，任何物 体只要不处于绝对零度（-273.15 ℃），那么在其他任意温度下都存在热辐射。处于热平衡 状态的黑体在半球方向的单色辐射出射度是波长和温度的函数。
在一定的波长下，黑体的单色辐射出射度是温度的单值函数，可以通过某一波长下的 单色辐射出射度的测量来得出黑体的温度。这就是辐射测温学的理论基础，黑体辐射的普朗克定律。
在实际测量中，辐射温度计的单色器不可能是完全单色的。而且，探测器也要求获得 一定光谱范围的辐射能量，否则由于所接收的能量很小而无法作出响应。同时，实际被测物体也不是黑体。
测温时，将辐射温度计瞄准被测物体，辐射温度计的探测器接收到被测物体所辐射的 能量，经信号处理电路转换为相应的电信号或进一步通过显示器直接显示出被测物体的温度值。
根据以上辐射温度计的测温原理，可寻找出辐射能量的波长 在［λ1，λ2］范围内的辐射源；辐射能量对应于黑体某一特定的温度，但是辐射源 本身的温度并不等于此温度，辐射能量连续可调，输出的辐射能量较高。
由于激光器发射对应于黑体在几千摄氏度高温时所发出的辐射温度计有效波段内的辐 射能量时，激光器本身的温度是达不到几千摄氏度的，特别是用于校准的激光器功率较小，因此自身的温度很低。这样，激光器所发出的辐射能量就不受本身制造材料耐温性的限制。 利用激光器的这一特点，选择工作波长在辐射温度计有效波长范围内的激光器，来 模拟温度辐射在某一特定温度和辐射温度计有效波段内的黑体辐射能量，使辐射温度计所接收到的激光能量与此特定温度的黑体在辐射温度计有效波段内的辐射能量相等，把激光器的 输出能量与特定温度联系起来，可取代常规校准过程中的黑体炉作为校准辐射温度计 的辐射源。激光器的输出能量由标准激光功率计进行校准，标准激光功率计的标准值可通过测量电量的方法准确获得。
用标准激光功率计作为标准器，校准激光器输出的辐射能量，此辐射能量与特定温度下辐射温度计所接收到的黑体辐射能量相等，从而将通常情况下校准辐射温度计的标准器由准确度高一等级的温度计改为标准激光功率计，由激光器代替黑体辐射源，实 现了高温辐射温度计的校准，这就是激光能量法校准辐射温度计的基本原理。此激光器可称为激光辐射源。
3 激光能量法的特点
激光能量法具有几下特点：
a) 激光辐射源本身的温度可以很低，避免了现有黑体辐射源因本体材料的耐热性导致的 温度上限不能超过3 200 ℃的情况，因此温度上限可以很高。由于采用激光器代替了黑体炉 作为辐射源，其输出的能量完全可以满足辐射温度计对高温校准的要求。
b) 使用方便。从键盘输入辐射温度计光学系统的通光孔径r，辐射温度计与被测目标的 距离R为1 000 mm时，目标能够辐射到辐射温度计面积S，光学系统光谱范围的上、下限波长λ1，λ2 和温度值T0i后，激光辐射源即可直接输出对应于温度T0i的辐射能量φ0λ1,λ2（T0i）。
c) 激光能量法属于绝对法校准，不需要标准温度计。同时，也不同于一般的绝对法校准 ，不需要定义固定点和内插方程。采用标准激光功率计作为标准器，通过激光辐射源的输出能量来获得对应于热力学温度T0的辐射能量φ0λ1,λ2(T0i)。标准激光功率计对激光辐射源的输出能量进行测量，并进行自校准。
d) 节省时间。激光辐射源没有升温和恒温过程，所以可实现快速校准、检定。
e) 校准时，可不考虑辐射温度计的距离系数。
f) 激光能量法主要用于高温范围辐射温度计的校准、检定，所以不必考虑环境辐射的影响。
4 问题讨论
激光辐射源输出激光的波长应在辐射温度计的有效波长范围之内。由于激光辐射源不是黑体辐射源，所以输出激光的波长必须与辐射温度计相适应。也就是说，一台通常单频率的激光辐射源不能满足校准所有辐射温度计的需要。在校准装置中，工作波长不同的多台激 光辐射源可共用一套控制系统。若采用频率可调的激光器可克服此问题。
校准时，应注意辐射温度计与激光束的同轴。因为激光束很窄，若瞄准不好可能使激 光束打不到探测器上。
在不确定度的评定过程中，由于条件所限，没有考虑辐射温度计光学系统光谱透 过波长的测量误差问题。因波长测量误差会导致辐射能量的计算误差，最终对校准结果产生影响。同时，也没有考虑辐射温度计光学系统的通光孔径r，辐射温度计与被测目标的 距离R为1 000 mm时，目标能够辐射到辐射温度计的面积S的测量误差，这两项误差将对计算辐射能量直接产生影响。对此，将在今后的研究中加以解决。
对激光能量法与黑体辐射源法校准辐射温度计的差异还有待理论及实践的探讨与研究 。
玻璃液体温度计采用热胀冷缩效应的测温原理：当温度变化时，玻璃球中的液体体积会发生膨胀或收缩，使进入毛细管中的液柱高度发生变化，从刻度上可指示出温度的变化。
温度表的刻度分辨力高低与温度表的灵敏度有关，灵敏度大，则温度表的刻度分辨力高。要提高温度表的灵敏度，可增大测温液的体积或减小毛细管的直径。但增大测温液的体积，不易于与被测物质取得热平衡，造成较大的滞后误差，且容易使球部产生变形；而减小毛细管直径则会使毛细管不易加工均匀，造成液柱上升不均匀，影响测量准确性。因此，应取适当的灵敏度。
另外，温度表的灵敏度还与测温液和玻璃的热膨胀系数之差有关，且成正比。一般均选取热膨胀系数较大的液体作为测温液，而玻璃的热膨胀系数应尽可能的小。常用的测温液有水银和酒精。
主要产生误差的原因：
（1）零点永远位移
（2）球部暂时变形
（3）压力变化
（4）刻度不准确
（5）读数方法不正确
（6）热滞效应
（7）酒精温度表产生误差的特殊原因
（8）最高温度表产生误差的特殊原因
热电偶温度计属于接触式温度测量仪表。是根据热电效应即塞贝克效应原理来测量温度的，是温度测量仪表中常用的测温元件。将不同材料的导体A、B接成闭合回路，接触测温点的一端称为测量端（或工作端），另一端称为参比端（或自由端）。若测量端和参比端所处温度t和t0不同，则在回路的A、B之间就产生一热电势EAB（t，t0），这种现象称为塞贝克效应，即热电效应。EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0而变，这种回路称为原型热电偶。在实际应用中，将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处，而将参比端分开，用导线接入显示仪表，并保持参比端接点温度t0稳定。显示仪表所测电势只随被测温度而t变化。 在热电偶回路中接入第三种金属材料时，只要该材料两个接点的温度相同，热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此，在热电偶测温时，可接入测量仪表，测得热电势后，即可知道被测介质的温度。 根据热电势与温度函数关系。可制成热电偶分度表。分度表是在自由端温度To=0℃的条件下得到的。不同的热电偶具有不同的分度表。 从理论上讲，任何两种导体都可以配制成热电偶，但实际上并不是所有材料都能制作热电偶，故对热电极材料必须满足以下几点： （1）热电偶材料受温度作用后能产生较高的热电势，热电势和温度之间的关系可以呈线性或近似线性的单值函数关系； （2）能测量较高的温度，并在较宽的温度范国内应用，经长期使用后，物理、化学性能及热电特性保持稳定； （3）要求材料的电阻温度系数要小，电阻率高，导电性能好，热容量要小；复现性要好，便于大批生产和互换，便于制定统一的分度表； （4）机械性能好，材质均匀； （5）资源丰富，价格便宜。 为了保证热电偶可靠和稳定地工作对热电偶有如下要求： （1）组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； （2）两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； （3）补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； （4）保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 热电偶温度计的特点有： （1）测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。 （2）测量范围广。常用的热电偶从-50～+1600℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。 （3）构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。热电偶是一种感温元件，它能将温度信号转换成热电势信号，通过与电气测量仪表的配合，就能测量出被测的温度。
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