《传感器与检测技术》胡向东ch06-2

同学们好！1§6-3热电偶一、热电效应1、定义MM偏转热电势热电偶、热电极、热端、冷端2、热电势产生的原因（1）接触电势扩散扩散电场漂移——自由电子密度2——温差系数——热端和冷端的绝对温度（3）回路的总热电势（2）温差电势M热端冷端3产生热电势的条件：热电偶不同电极材料两端温度不同试验方法求解忽略温差电势：44008001200160070

5030100温度℃热电势（mV）铁-考铜镍铬-考铜EA2镍铬-镍硅EV2铂铑-铂LB-3二、热电偶基本定律1、中间导体定律导体A、B组成的热电偶中插入第三种导体C，只要导体C两端温度相同，则对热点偶总热电势无影响。5意义：可用电器测量仪表直接测量热电势2、连接导体定律热电偶导体A、B分别与连接导线C、D相接，总热电势为两部分的代数和。意义：运用补偿导线法进行温度测量的理论基础63、中间温度定律若导体A与C、B与D的材料分别相同，则：意义：为制定分度表奠定了理论基础已知温度T0=0℃时的热电势-温度关系，可求得参考温度不为0℃时的热电势。74、参考电极定律若两种导体A、B分别与第三种导体C组成热电偶的热电势已知，则A、B组成的热电偶也已知。标准电极：铂例：已知求：8三、热电偶的结构种类1、热电偶的结构（1）热电极（2）绝缘材料（3）保护套管（4）接线盒与介质隔离，优良传热性能防止电极间短路：氧化铝管、耐火陶瓷铝合金热电性质稳定物理化学性质稳定电阻温度系数小、电阻率高输出热电势大、输出呈线性复制性好、工艺简单、价格低贵金属普通金属92、热电偶的种类10常用热电偶型号及测温范围11四、热电偶实用测量电路1、测量单点温度——热电偶、补偿导线和仪表内阻2、测量两点之间的温差仪表123、测量平均温度仪表缺点：当有一只热电偶烧断时，不易察觉。134、测量几点温度之和仪表14五、热电偶冷端补偿方法1、0℃恒温法标准大气压下，冰水混合物2、恒温修正法3、补偿电桥法冷端T=20℃T升高不变冷端保持恒定温度T0：T0=50℃锰铜丝铜导线冷端补偿器15六、应用举例除法器指示仪放大器放大器待测金属铜电极铜线康铜线绝缘物金属材质鉴别仪161、“热电偶冷端温度智能补偿与检测”，《传感器技术》，2001年6期参考文献：2、“NTC热敏电阻温度传感器”，《传感器世界》，2001年7期17§6-4PN结型温度传感器半导体器件的某些性能参数与温度的关系检测原理：温敏二极管、温敏三极管、集成温度传感器18一、温敏二极管理想二极管而——与迁移率有关的常数——绝对温度0K时的禁带宽度，单位：eV式中——正向电流——饱和电流——电子电荷——玻尔兹曼常数——绝对温度，单位：K式中：——正向电压19-500255075100125150700

6005004003002001000温度℃UF（mV）负温度系数二、温敏三极管理想二极管扩散电流、复合电流、表面电流发射结正向电压NPN：式中20温敏晶体管虚地集电极电流恒定集电极电流完全由扩散电流组成三、集成温度传感器温敏晶体管辅助电路优点：体积小、成本低理想线性输出21两只晶体管集电极面积相等，忽略基极电流：22例1：空气流速检测工作原理：

LM335电压输出型集成温度传感器大电流：T传感器>T环境空气静止和流动：

T传感器不同、U0

不同流速越大、散热越强、温度越低、U0

越小两只LM335处于相同环境温度下一只通10mA

大电流，另一只通小电流标定：静止空气、调整电位器使U0=023例2：摄氏和华式数字温度计AD590电流输出型集成温度传感器123.8ICL7106：A/D、时钟发生器、参考电压源、BCD七段译码、显示驱动组成：AD590、ICL7106、液晶显示器24热电式传感器的温度自动控制实验用热电式传感器（热电阻、热电偶）