?、贉y溫試件的結(jié)構(gòu) 利用熱電偶原理測量平面磨床磨削溫度的試件有夾式及頂式兩種。圖所示為夾式測溫試件的幾種結(jié)構(gòu)，它們的共同點是在兩試件本體間夾入熱電偶絲材或箔材熱電偶絲(箔片)與本體間由絕緣材料相隔，開合連接方式均采用環(huán)氧樹脂黏結(jié)。
圖中結(jié)構(gòu)(a)、(b)、(c)的對合面上雙邊或單邊刻出半圓槽。結(jié)構(gòu)(a)、(b)夾入漆包康銅絲或套有玻璃管的裸絲康銅絲。結(jié)構(gòu)(c)一槽夾人套有玻璃管的鎳鉻絲，另一槽夾人套有玻璃管的鎳鋁絲，保證熱電偶絲與本體間可靠絕緣。所用康銅絲直徑有0.07mm、0.11mm、0.15mm三種，鎳鉻絲直徑為0.15mm。試件本體上所刻半圓槽的半徑尺寸比漆包線的半徑或玻璃管的半徑大0.01~0.015mm，半圓槽的深度，雙邊刻槽對漆包線或玻璃管的外半徑大0.015~0.02mm，單邊刻槽時比它們的外半徑大0.02mm，玻璃管內(nèi)徑尺寸比熱電偶絲外徑大0.01~0.03mm，玻璃管厚度為0.015mm。結(jié)構(gòu)(d)夾入的是厚0.35mm、寬2~6mm的康銅箔片，絕緣采用厚度不大予0.02mm的云母片。試件在最后粘合時膠層厚度不大于0.01mm。
夾式測溫試件一經(jīng)平面磨床磨削，由于切削過程中的塑性變形及高的平面磨床磨削溫度的作用，試件本體與熱電偶絲(箔片)在頂部互相搭接或焊在一起形成熱電偶結(jié)點。制作夾式測溫試件時，應嚴格控制試件本體和熱電偶絲間盡可能小的間隔，這是保證每次平面磨床磨削中可靠地形成并保持熱電偶結(jié)點和穩(wěn)定輸出平面磨床磨削熱電勢的關(guān)鍵。
夾式測溫試件用于測量平面磨床磨削表面溫度。它可以連續(xù)平面磨床磨削測量，故又稱為可磨式測溫試件。如果把它裝得與平面磨床磨削件同樣高度而一起平面磨床磨削，就可以方便地測量出平面磨床磨削溫度隨平面磨床磨削過程(時間)的變化情況。
由漆包層絕緣的夾式試件宜用于濕磨測溫，玻璃管、云母片絕緣的宜用于濕磨或干磨測溫。
測溫時的平面磨床磨削方向，對于圖(a)、(b)所示的兩種結(jié)構(gòu)，沿試件長、寬方向均可平面磨床磨削。沿長度方向平面磨床磨削時，膠層對試件正常熱傳導作用的影響較小。對于圖(c)、(d)所示的兩種結(jié)構(gòu)，平面磨床磨削方向只能沿長度方向，而此時試件的熱傳導情況與整體平面磨床磨削件的熱傳導情況有較大不同。
圖所示為一種頂式測溫試件結(jié)構(gòu)。試件本體上鉆出一個或幾個臺階孔(為了一個試件傲，L次測溫用)，孔徑根據(jù)工藝可盡量小些，特別是頂部小孔。小孔的長度則應盡量長些。各個孔距頂面的距離逐個加大，如0.8mm、1.6mm、2.4mm、3.2mm等，其實際的距離應精確地測量出來，試件的高度h也應精確測出。熱電偶絲端頭打磨成尖形，并繞出一小段成螺旋彈簧狀，套以適當粗細的絕緣套管，裝入臺階中。端頭頂?shù)娇椎?，并使彈簧部分受到一定壓縮，最后在孔口用室溫固化硅橡膠粘封。
熱電偶絲端頭與孔底接觸之處就是半自然熱電偶的結(jié)點。在平面磨床磨削過程中，孔與頂面的距在改變，因而每次平面磨床磨削所輸出的熱電勢反映平面磨床磨削表面下不同深度處的溫度。平面磨床磨削后孔與頂?shù)木嚯x可根據(jù)試件本體高度h的改變量來確定。從理論上講，當孔底剛好磨穿時的熱電反映的溫度則是平面磨床磨削表面的溫度。
夾式和頂式兩種測溫試件有共同缺陷，它們都破壞了試件整體性，造成傳熱有異于實體的傳熱情況，影響測得溫度的真實性。此外，夾式試件所形成的熱電偶結(jié)點總是有一定厚，即絕緣層的破壞總是有一定深度，所以它反映的不是真正的表面溫度。頂式試件，在頂將磨透時，頂部金屬很薄、剛性差，也影響平面磨床磨削溫度的真實性。因此要提高測溫精度，還在改進試件結(jié)構(gòu)上下點工夫。對于夾式試件，探求和應用更合適的致密、強韌、耐高溫的緣材料，使平面磨床磨削中絕緣層的破壞深度極小而穩(wěn)定，或許是提高測溫精度的途徑。
②熱電偶測溫法 圖所示為利用熱電偶法測量外圓平面磨床磨削接觸區(qū)溫度的一種裝置。該裝置的心軸3安裝在磨床上。心軸上套有兩個同一材料制成的圓環(huán)試件1與2，其間夾入被絕緣的熱電偶10(可以是人工熱電偶或是半人工熱電偶)，圓環(huán)形試件固緊在心軸3上。圓環(huán)試件2是可裝卸的，它被螺母4夾緊，熱電偶通過集流盤6(它和套筒5、隔套7均相互絕緣)，接通顯示記錄裝置。

圖3—67外圓平面磨床磨削用的測溫裝置
1，2一圓環(huán)試件；3一心軸；4一螺母；5一套筒；6r集流盤；7一隔套；8一襯套；9一引線槽；10一熱電偶
平面磨床磨削時可采用的測溫裝置種類很多，圖中所示為其中一種裝置。熱電偶由銅一康銅絲(0.05mm)組成。嵌在槽中的熱電偶，其熱接端焊牢于被測部位，連接焊點的熱電偶絲全長沿等溫線壓在試樣中。平面磨床磨削時試件表面每次被磨去0.06mm，一層層磨下去，熱接端的位置就從離表面較遠的點逐漸向表面接近，分別測得的溫度即為離表面不同深度處的溫度。
③熱電偶的標定 可在高溫硅碳棒管狀電爐中進行，標定裝置原理如圖中所示。待標定的熱電偶由工件材料和康銅絲3組成?？点~絲夾持在兩塊材料相同的鋼板4中間，用兩片薄的云母片2作為絕緣層，尾部用瓷管1隔開，頭部lmm左右的長度上制有凸臺，使康銅絲與鋼板緊密接觸，在標定時形成熱結(jié)點。為了保證標定精度，將補償導線7、8浸在水槽里，以降低和保持冷端溫度。待標定的熱電偶10與標準熱電偶12的端部應盡量接近，兩者同置于管式爐11中。所需標定的溫度由溫度自動控制器13(與標準電偶匹配)加以控制，由手待標定熱電偶的熱容量比標準熱電偶大，故在標定溫度時需保溫15min，使待標定熱電偶的溫度與標準熱電偶溫度一致。
這種標定方法是傳統(tǒng)管式爐法，雖可標定出相對穩(wěn)定的結(jié)果，但仍屬靜態(tài)標定法的范圍。
雖然有些文獻介紹過一些快速標定方法，但往往保證不了必要的標定精度，有的誤差甚至超過30%以上。也有利用鉑電熱絲進行快速標定，但最終仍需長達l0h的緩慢冷卻過程，基本上屬于靜}態(tài)標定。國外也設法在減少熱慣性的差異上進行試驗，在不太高的升溫速度下保證了一些標定精度，但由于熱慣性的原因仍無法保證降溫曲線的重合一致性。國內(nèi)在高精度快速標定方面進行了一些研究，采用單接點快速標定方法進行標定，其原理如圖所示。
將待標定試件C的頭部做成厚度極薄的肋片，然后將直徑0.08mm的標準鎳鉻(A)一鎳鋁(B)熱電偶絲的端部磨尖，讓兩根熱電極絲以_定的壓力從肋片的兩對面對準頂緊在薄膜肋片的同一位置上。由于薄膜肋片厚度極小，磨尖的熱電極絲又是對準頂緊的，故可認為三種材料是理想地交匯在一點上，該點為兩個熱電偶的公共熱接點T，即熱電極A、B構(gòu)成標準熱電偶AB，同時熱電極A又與試件C構(gòu)成待標定的熱電偶AC。因兩對熱電偶都從同時熱點T引出，無論點T溫度變化快慢，它們反正都感受同一溫度，有效消除了因感受溫度不同所造成的標定誤差。
總之，利用熱電偶測量工件的平面磨床磨削溫度，簡單方便，造價低廉，無論是采用頂式和夾式測溫，只要其精度要求不是足夠高，均是可行的一種方法。當然對于一些要求非接觸式溫度測量的場合，就需要采用其他方法進行。