第7章热电式传感器课件

1、7.1 热电阻传感器热电阻传感器7.1 热电阻传感器热电阻传感器7.1 热电阻传感器热电阻传感器7.2 热电偶传感器热电偶传感器T（1）T0（2）AB一端温度为一端温度为T，称为工作端或热端。，称为工作端或热端。另一端温度为另一端温度为T0 ，称为自由端（也称参考端）或冷端。，称为自由端（也称参考端）或冷端。两种导体组成的回路称为两种导体组成的回路称为“热电偶热电偶”，这两种导体称为，这两种导体称为“热电极热电极”，产生的电势则称为，产生的电势则称为“热电势热电势”。热电势由两部分电势组成：热电势由两部分电势组成：一部分是两种导体的一部分是两种导体的接触电势（珀尔贴效应）接触电势（珀尔贴效应）

2、；另一部分是单一导体的另一部分是单一导体的温差电势（汤姆逊效应）温差电势（汤姆逊效应）。T（1）T0（2）AB BAABNNekTTElnTTAAdTTTE00,回路的总电动势为：回路的总电动势为：TTA0ABAB0AB0)(TE-(T)E)T(T,EdTB3、结论：、结论：（1）如果热电偶如果热电偶两电极的材料相同两电极的材料相同，即，即虽然两端温度不同，但不会产生热电势。虽然两端温度不同，但不会产生热电势。（2）如果热电偶两电极材料不同，但如果热电偶两电极材料不同，但两端的温度相同两端的温度相同，即即T=T0，也不会产生热电势。，也不会产生热电势。（3）热电偶工作的基本条件：两电极材料必须

3、不同；两接热电偶工作的基本条件：两电极材料必须不同；两接点温度必须不同。点温度必须不同。BABN,NAT（1）T0（2）AB（4）热电偶测温的基本公式）热电偶测温的基本公式 当热电偶两电极的材料不同，且当热电偶两电极的材料不同，且A、B固定后，热电势为两接点温度固定后，热电势为两接点温度T和和T0的函的函数，即数，即 当当T0保持不变，即保持不变，即E(T0)为常数时，则为常数时，则EAB(T,T0)为为T的函数的函数: 由此可知，由此可知， EAB(T,T0)与与T有单值对应关有单值对应关系，这就是热电偶测温的基本公式。系，这就是热电偶测温的基本公式。)E(T-E(T)T(T,E00AB T

4、c-E(T)T(T,E0ABT（1）T0（2）AB热电极的极性：热电极的极性：测量端失去电子的热电极为测量端失去电子的热电极为正极正极，得到电子，得到电子的热电极为的热电极为负极负极。热电势的符号：热电势的符号：规定规定写在前面的分别为正极和高温写在前面的分别为正极和高温，写在写在后面的分别为负极和低温后面的分别为负极和低温。若前后位置互换，则热电势极性相反。即若前后位置互换，则热电势极性相反。即EAB（T，T0）=- EBA（T，T0），）， EAB（T，T0）=- EAB（T0，T），），实验判别热电势的方法是将热端稍加热，在实验判别热电势的方法是将热端稍加热，在冷端用直流电表辨别。冷端用

5、直流电表辨别。T（1）T0（2）AB1、中间导体定律、中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种导体，只要第在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度相同，则回路中总的三种导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势不变。热电动势不变。 如图，回路中的总电动势为：如图，回路中的总电动势为：)(TE)(TE(T)E)T(T,E0CA0BCAB0ABC二、工作定律二、工作定律TT0T0)(TE)(TE(T)E)T(T,E0CA0BCAB0ABC0)(TE)(TE)(TE0CA0BC0AB)(TE-)(T-E)(TE0BC0CA0AB0AB0ABAB0ABCTT,E)(TE-(T)E)T(T

6、,ETT0T02、连接导体定律和中间温度定律、连接导体定律和中间温度定律热电偶在两接点温度热电偶在两接点温度T、T0时的热电动势等时的热电动势等于该热电偶在接点温度为于该热电偶在接点温度为T、Tn和和Tn、T0时时的相应热电动势的代数和。（的相应热电动势的代数和。（Tn为中间温度）为中间温度）中间温度定律可以用下式表示中间温度定律可以用下式表示)T,(TE)T(T,E)T(T,E0nABnAB0AB3、标准电极定律（参考电极定律）、标准电极定律（参考电极定律）如果两种导体分别与第三种导体组成的热电如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两种导体偶所产生的热电动势已知

7、，则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。如图，导体如图，导体A、B分别与标准电极分别与标准电极C组成热电组成热电偶，若它们所产生的热电动势为已知，即偶，若它们所产生的热电动势为已知，即那么，导体那么，导体A与与B组成的热电偶，其热电动组成的热电偶，其热电动势可由下式求得势可由下式求得)(TE-(T)E)T(T,E0ACAC0AC)(TE-(T)E)T(T,E0BCBC0BC)T(T,E-)T(T,E)T(T,E0BC0AC0AB+Att0+tt0+tt0CCBBATTTT0T0T0)T(T,E-)T(T,E)T(T,E0BC0AC0AB热电偶通常由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒热电偶通常由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒等几个主要部分组成，其常见外形结构如图：等几个主要部分组成，其常见外形结构如图：工业热电偶结构示意图1热电极 2接线盒 3保险套管4绝缘套管5热电偶丝23451常见普通工业装配式热电偶的外形结构常见