热电偶传感器电子实用教案

1、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(b fen)组成。 EAB（T，T0）=eAB （ T ）- eAB （ T0 ）第1页/共23页第一页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器 3.第三(d sn)导体定律 图4.18 第三导体(dot)热电回路第2页/共23页第二页，共23页。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(chnshng)热电势，因为当A、B两种导体材料是同一种材料时，

2、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(chnshng)。 (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。第3页/共23页第三页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器 热电偶组成(z chn)、分类及其特点表 41 常用(chn yn)热电偶名 称型号分度号测温范围/100时热电动势mV特 点铂铑30-铂铑6WRRB（LL-2）0-18000.033使用温度高，范围广，性能稳定，精度高；易在氧化和中性

3、介质中使用；但价格贵，热电动势小，灵敏度低。铂铑10-铂WRPS（LB-3）0-1600 0.645使用温度范围广，性能稳定，精度高；复现性好，热电动势小，高温下铑易升华，污染铂极，价格贵，用于叫精密的测温中。镍铬-镍硅WRNK（EU-2）200-13004.095热电动势小，线性好，价廉，但材质较脆，焊接性能及抗辐射性能较差。镍铬-烤铜WRKEA-20-3006.95热电动势小，线性好，价廉，测温范围小，考铜易受氧化而变质。第4页/共23页第四页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器1.按结构( jigu)分类 （1）普通热电偶 图4.19 普通热电偶1热电极 2绝缘(juyun)套管 3保

4、护套管 4接线盒 5接线盒盖第5页/共23页第五页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器 （2）铠装(ki zhun)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(ju yun ci lio) 3热电极（a）碰底型 (b)不碰底型 (c)露头型 (d)帽型第6页/共23页第六页，共23页。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(dinj) 2电接点 3绝缘基板 4引出线第7页/共23页第七页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器 （4）快速消耗(xioho)微型热电偶图4.22 快速消耗微型热电偶1钢

5、帽 2石英 3纸环 4绝热泥 5冷端 6棉花(min hua) 7绝缘纸管 8补偿导线 9套管 10塑料插座 11簧管与引线第8页/共23页第八页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器 2.按连接方式分类(fn li) （1）并联热电偶图4.23 并联(bnglin)热电偶第9页/共23页第九页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器（2）串联(chunlin)热电偶图4.24 串联(chunlin)热电偶 第10页/共23页第十页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器 热电偶冷端的(dund)延长图4.25 利用补偿导线延长(ynchng)热电偶的冷端接线图 1测量端 2热电极 3接线盒1(中

6、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 第11页/共23页第十一页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器 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(dund)温度保持在0不变。 第12页/共23页第十二页，共23页。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(gundo) 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 10一新的冷端第13页/共23页第十三页，共23页。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

7、器的温度略高于环境温度的上限（例如(lr)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。第14页/共23页第十四页，共23页。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(lu s)刀调节仪表面板

8、上的螺丝(lu s)使指针指向T0的刻度上。 第15页/共23页第十五页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器 3.电桥(din qio)补偿法图4.27 热电偶冷端电桥(din qio)补偿法第16页/共23页第十六页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器 4.电位(din wi)补偿法图4.28 热电偶的电位(din wi)补偿法第17页/共23页第十七页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器 5.计算( j sun)修正法EAB(T，T0)是用毫伏表直接(zhji)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。第18页/共23页第十八页，共23页。4.4 热电偶式

9、温度传感器 热电偶的选择、安装(nzhung)使用和校验 1热电偶的使用图4.29 热电偶安装(nzhung)简图第19页/共23页第十九页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器 2热电偶的定期(dngq)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(kigun) 7测试仪表 8试管第20页/共23页第二十页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器 热电偶的应用(yngyng) 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(shyng)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工件第21页/共23页第二十一页，共23页。4.4 热电偶式温度传感器 2燃气热水器防