热电偶传感器电子教案

4.4热电偶式温度传感器,4.4.1基本原理1.热电效应,图4.16热电偶回路,4.4热电偶式温度传感器,热电效应现象动态演示,4.4热电偶式温度传感器,2.热电偶热电动势热电动势由接触电动势和温差电动势两部分组成。,EAB（T，T0）=eAB（T）-eAB（T0）,4.4热电偶式温度传感器,3.第三导体定律,图4.18第三导体热电回路,4.4热电偶式温度传感器,结论：(1)热电偶回路热电势的大小只与组成热电偶的材料及两端温度有关，与热电偶的长度、粗细无关。(2)只有用不同性质的导体(或半导体)才能组合成热电偶，相同材料不会产生热电势，因为当A、B两种导体材料是同一种材料时，EAB(T，T0)0。(3)只有当热电偶两端温度不同、热电偶的两导体材料不同时才能有热电势产生。(4)导体材料确定后，热电势的大小只与热电偶两端的温度有关。如果使EAB(T0)=常数，则回路热电势EAB(T，T0)就只与温度T有关，而且是T的单值函数，这就是利用热电偶测温的原理。,4.4热电偶式温度传感器,4.4.2热电偶组成、分类及其特点,表41常用热电偶,4.4热电偶式温度传感器,1.按结构分类（1）普通热电偶,图4.19普通热电偶1热电极2绝缘套管3保护套管4接线盒5接线盒盖,4.4热电偶式温度传感器,（2）铠装热电偶（又称套式热电偶）,图4.20铠装式热电偶断面结构示意图1金属套管2绝缘材料3热电极（a）碰底型(b)不碰底型(c)露头型(d)帽型,4.4热电偶式温度传感器,（3）快速反应薄膜热电偶,图4.21快速反应薄膜热电偶1热电极2电接点3绝缘基板4引出线,4.4热电偶式温度传感器,（4）快速消耗微型热电偶,图4.22快速消耗微型热电偶1钢帽2石英3纸环4绝热泥5冷端6棉花7绝缘纸管8补偿导线9套管10塑料插座11簧管与引线,4.4热电偶式温度传感器,2.按连接方式分类（1）并联热电偶,图4.23并联热电偶,4.4热电偶式温度传感器,（2）串联热电偶,图4.24串联热电偶,4.4热电偶式温度传感器,4.4.3热电偶冷端的延长,图4.25利用补偿导线延长热电偶的冷端接线图1测量端2热电极3接线盒1(中间温度）4补偿导线5接线盒2(新的冷端）6铜引线(中间导线)7毫伏表,4.4热电偶式温度传感器,4.4.4热电偶的冷端补偿法1.冷端恒温法（1）将热电偶的冷端置于装有冰水混合物的恒温容器中，使冷端的温度保持在0不变。,4.4热电偶式温度传感器,图4.26冰浴法接线图1被测液体管道2热电偶3接线盒4补偿导线5铜制质导线6毫伏表7冰瓶8冰水混合物9试管10一新的冷端,4.4热电偶式温度传感器,（2）将热电偶的冷端置于电热恒温器中，恒温器的温度略高于环境温度的上限（例如40）。（3）将热电偶的冷端置于恒温空调房间中，使冷端温度恒定。,4.4热电偶式温度传感器,2.仪表调零修正法当热电偶与动圈式仪表配套使用时，若热电偶的自由端温度T0基本恒定，对测量精度要求又不高时，可将仪表的机械零点调至热电偶自由端温度T0。的位置上，这相当于在输入热电偶的热电动势EAB（T，T0）前先给仪表输入一个热电动势EAB（T0，0）。这样，仪表在使用时所指示的值即为EAB（T，T0）+EAB（T0，0）。进行仪表机械零点调整时，首先应将仪表的电源和输人信号切断，然后用螺丝刀调节仪表面板上的螺丝使指针指向T0的刻度上。,4.4热电偶式温度传感器,3.电桥补偿法,图4.27热电偶冷端电桥补偿法,4.4热电偶式温度传感器,4.电位补偿法,图4.28热电偶的电位补偿法,4.4热电偶式温度传感器,5.计算修正法,EAB(T，T0)是用毫伏表直接测得的热电动势毫伏数。,EAB(T，0)是从该热电偶分度表中查出来的。,4.4热电偶式温度传感器,4.4.5热电偶的选择、安装使用和校验1热电偶的使用,图4.29热电偶安装简图,4.4热电偶式温度传感器,2热电偶的定期校验,图4.30热电偶的校验1调压变压器2管式电炉3标准热电偶4被校热电偶5冰瓶6切换开关7测试仪表8试管,4.4热电偶式温度传感器,4.4.6热电偶的应用1金属表面温度的测量,(a)将热电偶粘贴在被测元件表面（b）测量端从斜孔内插入（c）测量端从原有的孔内插入图4.31适合不同壁面的热电偶使用方式1功率元件2散热片3薄膜热电偶4绝热保温层5车刀6激光加工的斜孔7露头式铠装热电偶测量端8薄膜金属保护套管9冷端10工件,