新型铣削测温系统设计+CAD图纸+答辩PPT(4)
※为使孔底和热电偶接触点有良好的热接触应用钎焊固定，但热电偶其他部分应予孔壁之间保持绝缘。
※为了不干扰温度场，孔和热电偶应尽量细小。
人工热电偶有多种类型：K型热电偶、N型热电偶。E型热电偶等。其中K型热电偶线性度好，热电势较大，灵敏度高，测量范围宽（-200---1300℃），是金属切削加工中应用最为广泛的人工热电偶。
按热端固定方式可分为埋入刀具内的方法和埋入工件内的方法。
※把热电偶埋入刀具内的方法
最早由奥匹兹提出。如右图所示
在车刀下面向刀尖刃口附近开一个小孔，在孔中放入热电偶来测孔底温度。
※把热电偶埋入工件内的方法
如右图所示，原理同埋入刀具的方法
此外，人工热电偶法也可以测量指定点的温度，并可测得温度分布场和最高温度的位置。
优点：这种方法是不必在刀具上开小孔，对特定的人工热电偶材料只需标定一次；热电偶材料可灵活选择，以改善热电偶的敏感性和响应速度，提高热电偶传感质量。
缺点：对特定的人工热电偶埋入超硬刀具材料内比较困难，因此限制了该放大的推广应用。
2.1.3半人工热电偶法
将自然热电偶法和人工热电偶法结合起来即组成了半人工热电偶法。半人工热电偶是将一根热电敏感材料金属丝(如康铜)焊在待测温点上作为一极、以工件材料或刀具材料作为另一极而构成的热电偶。采用该方法测量切削温度的工作原理与自然热电偶法和人工热电偶法相同, 如图 2 所示。由于半人工热电偶法测温时采用单根导线连接, 不必考虑绝缘问题, 因此得到了较广泛的应用, 但这种装置只能测出第一、第三变形区温度, 测不出第二变形区的温度。
2.1.4等效热电偶法
采用自然热电偶法测量切削温度时,由于温升的影响,导线引出点的温度已不是标定时的室温,因此需要进行冷端温度补偿。但冷端温度补偿在原理和具体实现方法上均存在一定问题。此时, 可采用等效热电偶法测量 PCBN 焊接车刀外圆车削的切削温度, 这种方法测得的电动势值只是间接反映出切削温度高低。
刀具引出点B由于距离刀尖较近而又升温，但由于B点温度是测量计算切削温度所必须的。测量得到两个热电动势：E1为工具-刀具-导线说构成的主测量回路产生的热电动势；E2为标准热电动势。
等效热电偶法计算公式：
2.2热辐射测温法
光纤红外测温技术遵循的是红外热辐射测温原理，其中光纤仅作为传输红外辐 射信号的媒介。以下介绍热辐射测温中相关辐射定律以及辐射测温方法。
分子中各原子的相对运动，分子的旋转，物质晶体中的原子的振动都会随着温度的增加而加剧，热是以上所有运动的表现形式。要对物体进行加热，必须将物体分子激跃至更高的能量层；当分子回跃至较低的能量层时，物体就向外辐射能量，这一过程即所谓的热辐射。任何物体（气、液、固）在任何温度下，都会有热辐射。热辐射波谱是连续谱，各种波长（频率）都有，只是强度不同。
2.3红外照相法
测量温度前,首先用热电偶进行定标校准,即热电偶由电加热并在不同温度下照相,所需曝光时间通过试验确定,显影后的胶卷用显微光密度计读数, 得到高温红外胶卷在不同曝光时间下光密度与温度的对应关系。根据此对应关系, 可以确定切削过程中工件或刀具的温度。用红外照相法测定的切削温度可用于研究切削温度的分布情况。
2.4全辐射、亮度、比色测温法
三种测温方法中，全辐射法的辐射温度与真实温度的差别受辐射率ε（T）的影响最大；亮度测温法，灵敏度较高，但它要依赖ε(λ,T)来修正T1，而ε(λ,T)往往的大小取决于材料的性质、表面形状和光的波长，很难精确得到。ε(λ,T)的准确度将影响系统的测量精度，所以亮度测温法也还存在很多不足。特别是对于中低温的测量，辐射特征波长很短，辐射功率很微弱，以至于检测仪器很难检测出如此弱的信号；用比色测温方法可以很大的降低发射率的影响和环境的辐射的影响，测得的辐射温度与真实的温度相对偏差较小。