热电偶的基本性质(最详细、容易理解)和热敏电阻简介.ppt
温度传感器,1,2,热电偶的基本定律,3,由一种均质导体组成的闭合回路，不论其导体是否存在温度梯度（温度差），回路中没有电流（即不产生电动势）；反之，如果有电流流动，此材料则一定是非均质的，即热电偶必须采用两种不同材料作为电极。,1、均质导体定律,热电偶的基本定律,2、中间导体定律一个由几种不同导体材料连接成的闭合回路，只要它们彼此连接的接点温度相同，则此回路各接点产生的热电势的代数和为零。,4,三种不同导体组成的热电偶回路,5,将第三种材料 C 接入由 A、B 组成的热电偶回路，均处于相同温度 T 0 之中，此回路的总电势不变。,第三种材料接入热电偶回路示意图,6,（书上）,7,根据上述原理，可以在热电偶回路中接入电位 计，只要保证电位计与连接热电偶处的接点温度相等，就不会影响回路中原来的热电势。,电位计接入热电偶回路示意图,中间导体定律的意义,3、参考电极定律（也称组成定律）已知热电极A、B与参考电极C组成的热电偶在结点温度为(T，T0)时的热电动势分别为EAC(T,T0)、EBC(T,T0)，则相同温度下，由A、B两种热电极配对后的热电动势EAB(T,T0)可按下面公式计算：大大简化了热电偶选配电极的工作。,8,参考电极定律示意图,9,参考电极定律的意义,参考电极定律大大简化了热电偶选配电极的工作，只要获得有关电极与参考电极配对的热电势，那么任何两种电极配对后的热电势均可利用该定理计算，而不需要逐个进行测定。由于纯铂丝的物理化学性能稳定，熔点较高，易提纯，所以目前常用纯铂丝作为标准电极。,10,例 当T为100，T0为0时，鉻合金铂热电偶的E(100,0)=+3.13mV，铝合金铂热电偶E(100,0)为-1.02mV，求鉻合金铝合金组成热电偶的热电势E(100,0)。解：设鉻合金为A，铝合金为B，铂为C。即 EAC（100，0）=+3.13mV EBC（100，0）=-1.02mV则 EAB(100,0)=+4.15mV,11,4、中间温度定律如果不同的两种导体材料组成热电偶回路，其接点温度分别为 T 1、T 2 时，则其热电势为 E AB(T 1,T 2)；当接点温度为 T 2、T 3 时，其热电势为 EAB(T 2,T 3)；当接点温度为 T 1、T 3 时，其热电势为 E AB(T 1,T 3)，则,12,中间温度定律热电偶回路示意图,13,中间温度定律的意义,热电势只取决于冷、热接点的温度，而与热电极上的温度分布无关。利用该定律，可对参考端温度不为0的热电势进行修正。,14,例如：用K型（镍铬-镍硅）热电偶测炉温时，参考端温度t0=30，若测炉温时测得8.344mv，由分度表可查得 E(30,0)=1.203mv，则可计算得E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=9.507mv由29.547mv再查分度表得t=234，是炉温。,15,16,热电偶冷端补偿,17,补偿导线,为了使冷端不受测量端温度的影响，可将热电偶加长，但同时也增加了测量费用。所以一般采用在一定温度范围内（0100）与热电偶热电特性相近且廉价的材料代替热电偶来延长热电极，这种导线称为补偿导线。,18,19,当在原来热电偶回路中分别引入与导体材料A、B同样热电特性的材料A、B。只要 T1、T0 不变，接入 AB后不管接点温度 T2 如何变化，都不影响总热电势。这便是引入补偿导线原理。,20,21,22,23,常用热电偶补偿导线,24,如图所示，用K型（镍铬-镍硅）热电偶测量炼钢炉熔融金属某一点温度，A、B为补偿导线，Cu为铜导线。已知t1=40，t2=0.0，t3=20。（1）当仪表指示为39.314mV时，计算被测点温度t=?（2）如果将A、B换成铜导线，此时仪表指示为37.702mV，再求被测点温度t=?,热电偶测量炼钢炉熔融金属某一点温度,26,27,28,例：用K型（镍铬-镍硅）热电偶测温时，参考端温度t0=25，若测炉温时测得8.81 mv，求被测的实际温度。,29,注意：不能按8.81 mv查表，认为实际温度为217；也不能认为实际温度为217+25=242。,解：由分度表可查得 E(25,0)=1.00 mv，则可计算得 E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=9.81 mv 由反再查K分度表，得实际温度为246。,30,4、补正系数法,把参比端（冷端）实际温度 TH 乘上系数 k，叠加到由 E AB(T,TH)查分度表所得的温度T上，成为被测温度 T。,式中：T 为未知的被测温度；T为参比端在室温下热电偶电势与分度表上对应的某个温度；T H 室温（冷端）；k 补正系数；,31,热电偶补正系数表,32,例：用K型热电偶测温，已知冷端温度TH=30，这时热电动势为8.777mV。,用这种办法稍稍简单一些，比计算修正法误差可能大一点，但误差不会大于 0.14。,解：根据 S 型热电偶的分度表，得出与此相应的温度 T=216。再 从附表中查出，对应于216的补正系数 k=1。于是，被测温度：,常见热电偶测温基本电路图（a）表示了测量某点温度连接示意图。图（b）表示两个热电偶并联测量两点平均温度。图（c）为两热电偶正向串联测两点温度之和。图（d）为两热电偶反向串联测量两点温差。,33,常用的热电偶测温电路示意图,34,35,36,2.热电偶的定期校验,校验折方法是用标准热电偶与校验电偶装在同一校验炉中进行对比，误差超过规定允许值为不合格。,37,38,金属热电阻传感器,39,40,热电偶测量500 以下温度时，热电势比较小，测量精度低；并且使用过程中常需要进行冷端温度补偿。工业上在测低温时通常采用热电阻温度计，热电阻式温度传感器的测量范围很宽，广泛用来测量-200+850范围内的温度，,热电偶&热电阻,金属热电阻传感器一般称作热电阻传感器，是利用金属导体的电阻值随温度的变化而变化的原理进行测温的。主要材料是铂、铜、镍。,41,热电阻测温原理及特点,42,43,热电阻测温特点,最基本的金属热电阻传感器由热电阻、连接导线及显示仪表组成。,金属热电阻传感器测量示意图,44,45,46,47,48,特点：测温精度高，稳定性好，性能可靠。得到了广泛应用，应用温度范围为-200+850。,49,铂热电阻（Pt）,50,51,52,53,由于铂是贵金属，在测量精度要求不高，温度范围在-50+150时普遍采用铜电阻。,54,55,56,57,58,59,60,
