研究平面磨床磨削區(qū)的溫度分布，除了采用解析法外，采用實驗方法能得到更加準(zhǔn)確的結(jié)論，迄今為止，磨削溫度的測量已出現(xiàn)了許多方法，新方法的不斷產(chǎn)生，為磨削溫度研究提供了有效的手段。是在所有實驗測量方法中，最基本的方法是用熱電偶直接測量法。
　　近年來，利用紅外輻射測量平面磨床磨削溫度的方法取得了很大進展。紅外輻射是由構(gòu)成物質(zhì)的各種原子及亞原子的旋轉(zhuǎn)和振動產(chǎn)生的。這些粒子是經(jīng)常運動的，因此物質(zhì)也就經(jīng)常發(fā)射出頻率與振子共振常數(shù)相對應(yīng)的紅外輻射。由于存在形形色色的粒子，它們發(fā)射出的輻射頻率也各不相I司，這些頻率所覆蓋的范圍就是大家熟知的紅外光譜。
　　紅外光譜范圍可分為近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外三個區(qū)。亞原子粒子的“跳動”形成近紅外輻射，原子的運動產(chǎn)生中紅外輻射，分子的振動和轉(zhuǎn)動則產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外輻射。
　　溫度是由熱流形成，熱是一種能量，它構(gòu)成物質(zhì)基本粒子(分子、原子、亞原子粒子）的功能。溫度表示這些粒子騷動程度，騷動越大，產(chǎn)生的電磁場的波動也越大，即溫度越高，由輻射發(fā)出的能量也越大，這就是紅外測溫的主要依據(jù)。
　　過去曾有研究者利用小目標(biāo)紅外測溫儀通過砂輪上特別的槽口來進行平面磨床磨削溫度的測量，但由于粒子的輻射在磨削溫度測量前就有部分被周圍的空氣、霧氣、磨屑等介質(zhì)和雜物吸收和遮擋，因此無法獲得準(zhǔn)確的測量溫度。采用透鏡對焦的方法收集紅外輻射，測量磨削溫度的方法也不理想。目前采用光導(dǎo)纖維測量紅外輻射的方法，對平面磨床磨削區(qū)溫度進行測量，可以獲得比咎尊意的效果。
　?、偌t外輻射測溫原理 圖所示為用光導(dǎo)纖維傳輸紅外信號測量溫度的原理簡圖。平面磨床磨削區(qū)的高溫使工件上開著的測量底孔部相應(yīng)發(fā)熱：產(chǎn)生較強的紅外輻射，紅外信號通過光導(dǎo)纖維傳輸?shù)浇釉陔姌蛑械腜S傳感元件上，產(chǎn)生蘇弱的電壓信號。這些信號經(jīng)調(diào)制放大器放大后送人光線示波器或其他記錄儀記錄。
　　光導(dǎo)纖維紅外測溫裝置與一般紅外測溫儀相比的不同之處在于，應(yīng)用光導(dǎo)纖維的導(dǎo)光束取代透鏡類光導(dǎo)件，應(yīng)用集成運放電信號的斬波調(diào)制代替機械調(diào)制系統(tǒng)。
　　應(yīng)用光導(dǎo)纖維接收紅外輻射具有許多優(yōu)點，它可以將復(fù)雜構(gòu)件內(nèi)部的輻射傳導(dǎo)出來，使測點變?。欢乙彩且环N抗干擾的有效手段，可以有效地克服紅外測溫中煙氣、灰塵、介質(zhì)及其他物質(zhì)輻射的干擾。此外，還可以使紅外探測器遠(yuǎn)離高溫環(huán)境，有利于保持其性能的穩(wěn)定。
圖所示為一種利用紅外輻射高溫計與光導(dǎo)纖維測量有效磨粒的磨削溫度的新方法和測試系統(tǒng)。
　　
圖　紅外輻射高溫計與光導(dǎo)纖維測量砂輪有效磨粒磨削溫度系統(tǒng)
1-工作臺；2-測力儀；3-工件；4-砂輪；5-拍攝觸發(fā)器；6-纖維保持架；7-測微計；8-光導(dǎo)纖維；9-InAs電池；10-透鏡
　　由圖中可見，光導(dǎo)纖維插在纖維孔內(nèi)，纖維孔套裝在砂輪邊緣，其位置與磨削點成45度夾角，顯然平面磨床磨削位置與測量位置存在時間滯后(約幾毫秒)，所測得的磨粒溫度是磨削若干毫秒后酊瀛度。在這期間，冷卻效應(yīng)會使被測溫度比實際溫度有所下降，故必須采取一定的補償措施，其補償方法在文獻中可以獲取，這里不再敘述。
　　測量時，通過光導(dǎo)纖維切平面的磨粒上輻射的紅外能量由光導(dǎo)纖維接收和傳遞(注意，這里光導(dǎo)纖維僅能接收從切平面輻射的紅外線)，通過透鏡輸入發(fā)光二極管(InAs電池)進入測試儀。在這里紅外能量被轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，?jīng)放大后被輸入到數(shù)字儲存器，最后通過微型計算機進行分析。
　　上述兩例，一個是利用紅外測溫和光導(dǎo)纖維對工件上磨削區(qū)溫度的測量，另一個是利紅外輻射高溫計和光導(dǎo)纖維對砂輪有效磨粒磨削點溫度的測量，這種方法是目前可獲得滿效果的比較新的方法。在生產(chǎn)實際和研究工作中，常遇到被測試件是絕緣性高及導(dǎo)電導(dǎo)熱低的材料，尤其是那些在試件上打孔和開槽比較困難的(如磨削工程陶瓷等)，要測量其度，采用上述圖-所示的方法是比較方便的。此外，也可以用紅外熱像儀進行測量。
　　圖給出了利用紅外熱像儀測量陶瓷材料磨削時的測溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由紅外測器和圖像處理／監(jiān)視器組成。紅外探測器的掃描鏡頭接收被測物體的紅外輻射信號，經(jīng)測、放大成電信號，再通過A／D轉(zhuǎn)換器傳輸?shù)綀D像處理器，由監(jiān)視器顯示圖像并具備儲圖像的功能。此外，電信號也可直接送到發(fā)光二極管進行現(xiàn)場觀察。
　　美國休斯頓公司生產(chǎn)的Probeye4500型紅外熱像儀的主要性能參數(shù)如下：測溫范圍為-20~1500度；測溫分辨率為0.1度；最短采樣時間為0.05s；操作溫度為10～40X2；并備有各種型號的鏡頭。
　　
　　圖　紅外輻射測溫裝置的標(biāo)定
　　②紅外輻射測溫裝置的標(biāo)定 平面磨床常采用相對標(biāo)定法，因為它比較簡單，其方法是對被測試件用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及紅外測溫裝置同時進行測量，從而得到溫度與輻射強度之間的對應(yīng)關(guān)系。與絕對標(biāo)定法相比，它不需要制作“黑體”及較復(fù)雜的比較系統(tǒng)，而且取得的是相對值，不需要具體了解L(A)、F(A)、G(A)為發(fā)射率，F(xiàn)為光纖透過率，G為PS元件的相對靈敏度)數(shù)值，避免了取s值帶來的誤差，應(yīng)用方便。相對標(biāo)定裝置如圖所示。
　　標(biāo)定原理如下：標(biāo)定時，試件是采用大電流來加熱的；平面磨床裝置中設(shè)有調(diào)壓變壓器可以控制電流的大小，從而調(diào)節(jié)試件的溫度；為了避免高溫時試件表面產(chǎn)生嚴(yán)重氧化(氧化的結(jié)果會導(dǎo)致值e大幅變化使測量與實際狀態(tài)不符)，試件是放在真空腔內(nèi)加熱的，真空度為(1.33～4)X103Pa；熱電偶的結(jié)點由彈簧始終壓在試件發(fā)熱區(qū)上，在緩慢加熱過程中能與試件保持等溫；試件是均質(zhì)截面的薄片，發(fā)熱基本是均勻的，在試件發(fā)熱區(qū)的一面，光纖垂直地對著試件，并與另一面的熱電偶保持同軸。