在物理實驗和生產(chǎn)實際中。往往需要高精度的測量，環(huán)境溫度對測量的影響是一個重要的因素。因此要求我們必須對環(huán)境溫度進行精密的測量。對測量儀器也應(yīng)有如下的要求，即制造成本低。測量精度高。目前市場上有多種傳感器可以用來實現(xiàn)溫度的測量。

我們采用微品玻璃陶瓷材料制成一個圓筒，這種微晶玻璃陶瓷材料具有真空性好、耐高低溫、絕緣和耐酸堿腐蝕等性能，其基本性能指標如下：使用溫度-273℃～1000℃體積電阻率1.08x1014Ω·cm，熱膨脹系數(shù)為αl=8.6x10-6/℃，微品玻璃陶瓷抗熱沖擊性能非常好，從800℃急冷至0℃不破碎，200℃急冷到0℃強度不變化。在筒內(nèi)的一端固定一根長L=10cm的薄有機玻璃圓筒，在筒內(nèi)另一端固定一個紅外位移傳感器，并且讓有機玻璃棒的自由端將紅外接收管的接收面遮住一半，使其工作在線性度最好的區(qū)域。由于有機玻璃的熱膨脹系數(shù)為α2=1.7x10-4/℃，兩者相差達2個數(shù)量級，所以當(dāng)溫度變化時，我們可以認為有機玻璃在陶瓷卡材料上的相對位移可以忽略，故有機玻璃的自由端同紅外位移傳感器之間的相對位置變化將改變紅外接收管的有效接收面積。從而使位移傳感器輸出電壓也隨之改變。

紅外位移傳感器，主要機構(gòu)由紅外發(fā)光二極管發(fā)射和接受裝置，數(shù)據(jù)放大去噪部分以及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)組成。

可以看到它是利用紅外光電二級管的光電轉(zhuǎn)換規(guī)律，通過其遮擋的光通量與輸出電流的關(guān)系確定遮擋體。能將微小的溫度轉(zhuǎn)換成電壓的變化。在運用放大電路將其進行放大處理。結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡建立電壓信號與溫度的函數(shù)關(guān)系。最后利于高精度的螺旋測微器進行定標，最終形成我們可以得到一個具有較高測量精度(3×10-7m)的位移測量儀。

由于光電轉(zhuǎn)換的電流較小而且紅外發(fā)光二極管的功率也較低，因此我們可以認為紅外位移傳感器不會對測量的溫度環(huán)境有影響。

將設(shè)計好的溫度傳感器與靈敏度為0.001℃的石英溫度計放入一個銅制的匣子里，并且盡可能將兩者接近，這樣減少兩者間的環(huán)境溫度差別。同時放置一個用黑盒子包裹的功率為1W的燈泡給匣子進行加熱。采用黑盒子是為了減少匣子內(nèi)背景光對紅外位移傳感器的影響。實驗中我們的數(shù)據(jù)采集是利用PCL-71IB數(shù)據(jù)采集卡。PCL-711B是一塊具有高性能、高速度、多功能的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換卡，它適用于現(xiàn)行的IBMPC或其它兼容計算機。它的高性能、豐富的軟件支持以及多種功用，使得PCL-71IB成為了工業(yè)應(yīng)用和實驗設(shè)備的理想選擇。我們利用其A/D轉(zhuǎn)換功能并結(jié)合串口通訊將數(shù)據(jù)輸入到PC機進行后期處理。