《传感器与检测技术简明教程》-胡蓉 习题及答案 CH8 热电式传感器

第8章热电式传感器

一、单项选择题

1、热电偶的基本组成部分是（）。

A.热电极B.保护管

C.绝缘管I）.接线盒

2、在实际应用中，用作热电极的材料一般应具备的条件不包括（）。

A.物理化学性能稳定B.温度测量范围广

C.电阻温度系数要大I）.材料的机械强度要高

3、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括（）。

A.补偿导线法B.电桥补偿法

C.冷端恒温法D.差动放大法

4、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是（）。

A.接线方便

B.减小引线电阻变化产生的测量误差

C.减小桥路中其它电阻对热电阻的影响

D.减小桥路中电源对热电阻的影响

5、目前，我国生产的的热电阻，其初始电阻值有（）o

A.30。B.50c

C.100QD.40c

6、我国生产的铜热电阻，其初始电阻R0为（）。

A.50QB.100Q

C.10QD.40c

7、目前我国使用的钳热电阻的测量范围是（)

A.一200〜850℃B.一50〜850℃

C.-200~150℃D.一200〜650℃

8、我国目前使用的铜热电阻，其测量范围是（）。

A.一200〜150℃B.0〜150℃

C.一50〜150CD.一50〜650c

9、热电偶测量温度时（)

A.需加正向电压B.需加反向电压

C.加正向、反向电压都可以D.不需加电压

10、热敏电阻测温的原理是根据它们的（）。

A.伏安特性B.热电特性

C.标称电阻值D.测量功率

11、热电偶中热电势包括（）

A.感应电豹B.补偿电势

C.接触电势D.切割电势

12、用热电阻传感器测温时，经常使用的配用测量电路是（）。

A.交流电桥B.差动电桥

C.直流电桥D.以上几种均可

13、一个热电偶产生的热电势为E0,当打开其冷端串接与两热电极材料不同的第三根金属

导体时，若保证已打开的冷端两点的温度与未打开时相同，则回路中热电势（）。

A.增加B.减小

C.增加或减小不能确定D.不变

14、热电偶中产生热电势的条件有（）o

A.两热电极材料相同B.两热电板材料不同

C.两热电极的几何尺寸不同D.两热电极的两端点温度相同

15、利用热电偶测温时，只有在〔）条件下才能进行。

A.分别保持热电偶两端温度恒定B.保持热电偶两端温差恒定

C.保持热电偶冷端温度恒定D.保持热电偶热端温度恒定

16、通常用热电阻测量（）。

A.电阻B.扭矩C.温度D.流量

17、实用热电偶的热电极材料中，用的较多的是（）o

A.纯金属B.非金属C.半导体I）.合金

18、工程（工业）中，热电偶冷端处理方法不包括（

A.热电势修正法B.温度修正法

C.0℃恒温法D.补偿导线法

19、下列关于热电偶传感器的说法中,（）是错误的.

A.热电偶必须由两种不同性质的均质材料构成

B.计算热电偶的热电势时，可以不考虑接触电势

C.在工业标准中，热电偶参考端温度规定为0C

D.接入第三导体时，只要其两端温度相同，对总热电势没有影响

20、在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪个基

本定律（）。

A.中间导体定律B.中间温度定律

C.标准电极定律D.均质导体定律

21、热电偶温度计采用补偿导线的目的是为了（）

A.节省热电偶的长度B.避免使用冷端补偿

C.可以直接使用分度表D.降低成本

22、热电阻的引线电阻对测量结果有较大影响，采用（）引线方式测量精度最高。

A.两线制B.三线制

C.四线制D.五线制

23、下列方法中，不属于热电偶的冷端温度补偿法的是（）

A.补偿导线法B.冷端恒温法

C.电桥补偿法D.热端温度校正法

24、温度传感器是一种将温度变化转换为（）变化的装置。

A.电流B.电阻C.电压D.电量

25、自19世纪发现热电效应以来，热电偶被越来越广泛地用来测量（）范围内的温度,

根据需要还可以用来测量更高或更低的温度。

A.100-1300℃B.100〜1200℃C.100-1100℃D.100-1000℃

26、下面对热电极极性阐明正确的是（）。

A.测量端失去电子的热电极为负极，得到电子的热电极为正极。

B.输出端失去电子的热电极为正极，得到电子的热电极为负极。

C.测量端失去电子的热电极为正极，得到电子的热电极为负极。

D.输出端失去电子的热电极为负极，得到电子的热电极为正极。

27、对于热电偶冷端温度不等于（），但能保持恒定不变的情况，可采用修正法。

A.20℃B.0℃C.10#CD.5℃

28、采用热电偶测温与其它感温元件一样，是通过热电偶与被测介质之间的（）。

A.热量交换B.温度交换C.电流传递D,电压传递

29、随着科学技术的发展，热电阻的应用范围已扩展到的（）超低温领域。同时在

1000-1200℃温度范围内也有足够好的特性。

A.1-10KR.1〜15KC.1-5KD,1〜20K

30、测量钢厂钢水温度，一般采用（）热电偶

A钳铭一钳错B银珞一银硅C铜一铜银

31、工业上广泛应用热电阻作为1）范围的温度测量。

A.-50〜300℃B.100'1300℃

C.300~800℃D.-200^530#C

32、在高精度测量要求场合，热电阻测量电路应设计成（）

A.两线制B.三线制C.四线制

二、多项选择题

1、热电偶近年来被广泛采用，以下属于热电偶具有的优点有：（）

A.结构简单B.精度高C.热惯性小

D.可测局部温度和便于远距离传送与集中检测

2、产生补偿电势的方法很多，下面属于补偿电势的方法有：()

A.电桥补偿法B.温度补偿法C.结构补偿法D.PN结补偿法

3、以下热电偶属于标准化的热电偶的有：()

A.钳铭10-柏热电偶B.伯铭30-伯错6热电偶

C.铁一康铜热电偶D.银铭一考铜热电偶

4、以下热电偶属于非标准化的热电偶的是：()

A.铜一康铜热电偶B.鸨一相热电偶

C.银钻一银铝热电偶D.双钳钥热电偶

5、半导体热敏电阻包括：()

A.正温度系数热敏电阻B,负温度系数热敏电阻

C.临界温度系数热敏电阻D.非温度系数热敏电阻

6、热敏电阻的主要参数包括：()

A.电阻温度系数B.能量灵敏度C.标称电阻值I).耗散系数

7、热电偶冷端温度补偿法有()

A.补偿导线法B.三线制法

C.冷端恒温法D.四线制法

E.冷端温度校正法

8、下列关于热电偶热电势叙述正确的是()

A.热电势EAB(T,TO)是温度函数之差

B.热电势EAB(T,TO)是温度差的函数

C.接触电动势EAB(T,TO)大于温差电动势EA(T,TO)

D.接触电动势EAR(T,TO)小于温差电动势EA(T,TO)

E.热电势EAB(T,TO)是测量端温度的单值函数

三、填空题

1、热电偶是将温度变化转换为的测温元件；热电阻和热敏电阻是将温度变化

转换为变化的测温元件。

2、热电动势来源于两个方面，一部分由两种导体的构成，另一部分

是单一导体的O

3、由于两种导体不同，而在其形成的电动势称为接触电

动势。

4、接触电动势的大小与导体的、有关，而与导体的直径、

长度、几何形状等无关。

5、温差电动势的大小取决于和。

6、热电偶的与的对照表，称为分度表。

7、热电组丝通常采用双线并绕法的目的是为了o

8、热电阻是利用的电阻值随温度变化而变化的特性来实现对温度的测量;热

敏电阻是利用的电阻值随温度显著变化这一特性而制成的一种热敏元件。

9、工业和计量部门常用的热电阻，我国统一设计的定型产品是和—

10、铜热电阻在一些测量精度要求,且温度较低的场合，用来测量

℃范围的温度。

11、按热电偶本身结构划分，有热电偶，铠装热电偶、热电偶。

12、热敏电阻的阻值与之间的关系称热敏电阻的热电特性，它是热敏电阻测温

的基础。

13、热电偶传感器是基于工作的。

14、工业和计量部门常用的热电阻，我国统一设计的定型产品是热电阻和

____________热电阻。

15、热电阻在电桥测量电路中的接法有：制、制和制。

16、采用热电阻作为测量元件是将的测量转换为的测

量。

17、不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路，如果两端温度不同，电路中会产生电动势,

这种现象称效应；若两金属类型相同两端温度不同，加热一端时电路中

电动势E=o

18、补偿导线法常用作热电偶的冷端温度补偿，它的理论依据是定律。

19、两种均质金属组成的热电偶，其电势大小与热电极直径、长度及沿热电极长度上的

无关.只与热电极材料和有关-

20、电桥补偿法是用电桥的去消除冷端温度变化的影响，这种

装置称为o

21、一般恒温装置或补偿器距被测对象较远，需要很长的热电极把冷端引到这些装置中，这

对于贵金属热电偶是很不经济的。可以用比较便宜的、在温度范围内热电性质与

工作热电偶相近的导线代替。这种导线常称为延引电极、冷端延长线

或。

22、当热交换达到平衡状态时，热电偶的测量端也就达到一个稳定的温度。但由于热量的散

失，热电偶测量端的温度低于被洌介质的温度，这时热电偶的显示误差称为o

23、常用的热电式传感元件有、和热敏电阻。

24、热电式传感器是一种能将变化转换为变化的元件。

25、在各种热电式传感器中，以将温度转换为或的方法最为普遍，例如热电

偶是将温度变化转换为的测温元件，热电阻和热敏电阻是将温度转换为一

变化的测温元件。

26、接触电动势的大小与和有关，而与导体的、长度、

等无关；温差电动势的大小取决于和。

27、如果热电偶两电极相同，则总热电动势始终为—；如果热电偶两接点温度相同，回路

中总电动势力—o

28、热电偶冷端温度补偿方法有：补偿导线法；；、

29、热电阻最常用的材料是和,工业上被广泛用来测量温区的温度，在

测量温度要求不高且温度较低的场合，电阻得到了广泛应用。

30、热电阻引线方式有3种，其中适用于工业测量，一般精度要求场合；适

用于引线补偿，精度要求较低场合：适用于实验室测量，精度要求高的场合。

31、热敏电阻是利用的电阻值随温度显著变化这一特性而制成的一种热敏元件，

特点是随温度显著变化,根据半导体电阻一温度特性，热敏电阻可分为

、和。

四、简答题

1、什么是热电效应和热电动势？什么叫接触电动势？什么叫温差电动势？

2、什么是热电偶的中间导体定律？中间导体定律有什么意义？

3、什么是热电偶的标准电极定律？标准电极定律有什么意义？

4、热电偶串联测温线路和并联测温线路主要用于什么场合，并简述各自的优缺点。

5、目前热电阻常用的引线方法主要有哪些？并简述各自的应用场合。

6、

①图2中的电桥是热电偶的冷端电”个^

②图2中：R是的铜线电阻。

RfR3、Rq是的钵铜线电阻。R3

③图2中电路的作用是：当变化时，、----------------

由提供补偿，从而保证热电偶回路的

输出不变。

7、说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。

8、热电偶冷端温度对热电偶的热电势有什么影响？为消除冷端温度影响可采用哪些措施？

9、半导体热敏电阻的主要优缺点是什么？

10、热电阻传感器主要分为哪两种类型？它们应用在什么不同场合？

11、说明热电偶测温原理。分析热电偶测温的误差因素，并说明减小误差的方法。

12、试比较电阻温度计与热电偶温度计的异同点。

13、要用热电偶来测量2点的平均温度，若分别用并联和串联的方式，请简述其原理，指出

这两种方式各自的优缺点是什么？

14、请简单阐述一下热电偶与热电阻的异同。

15、请简要说明一下什么是热电效应。

16、请简述一下珀尔帖效应的原理.

17、请简要阐明一下什么是汤姆逊效应。

18、热电偶对热电极材料有哪些基本要求？

19、请简要说明一下热电阻的定义。

20、请简要叙述一下热敏电阻的优缺点及改进措施。

21、画图说明热电偶冷端补偿器的补偿原理

22、热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿？补偿的方法有哪几种？

23、试述热电偶与热电阻的基本测温原理。

24、采用热电阻测量温度时，常用的引线方式主要有哪几种?试述这几种引线方式各自的特点

及适用场合。

五、计算题

1、铜热电阻的阻值R与温度t的关系可用式(1+at)表示。已知0C时铜热电阻R。

为50Q,温度系数a为4.28X107C,求当温度为100℃时的电阻值。

2、已知分度号为S的热电偶冷端温度为t°=20C,现测得热电势为11.710mV,求热端温度

为多少度？

3、已知分度号为K的热电偶热端温度t=800℃,冷端温度为t0=30℃.求同路实际总电势,

4、现用一只铜-康铜热电偶测温，其冷端温度为30℃,动圈仪表(未调机械零位)指示320C。

若认为热端温度为350℃对不对？为什么？若不对，正确温度值应为多少？

5、一热敏电阻在0℃和100c时，电阻值分别为200kQ和10kQ。试计算该热敏电阻在20℃

时的电阻值。

6、下面是热电阻测量电路，试说明电路工作原理并计算

A.已知RI是PtlOO钳电阻，且其测量温度为T=50C,试计算

出Rt的值和Ra的值。

B.电路中已知RI、R2、R3和E,试计算电桥的输出电压V*

其中(Rl=10KQ,R2=5KQ,R3=13KQ,E=5伏)

7、使用k型热电偶，基准接点为0℃、测量接点为30℃和900℃时，温差电动势分别为1.203mV

和37.326mV。当基准接点为300℃,测温接点为9000C时的温差电动势为多少？

8、使用银铭-银硅热电偶，其基准接点为30℃，测温接点为400C时的温差电动势为多少？

若仍使用该热电偶，测得某接点的温差电动势为10.275晒，则被测接点的温度为多少？

银铝-银硅热电偶分度表（参考端温度为0C）

工0102030405060708090

作

端

温热电动势/mV

度

/℃

00.0000.3970.7981.2031.6112.0222.4362.8503.2663.681

1004.0954.5084.9195.3275.7336.1376.5396.9397.3387.737

2008.1378.5378.9389.3419.74510.15110.56010.96911.38111.793

30012.20712.62313.03913.45613.87414.29214.71215.13215.55215.974

40016.39516.81817.24117.66418.08818.51318.93819.36319.78820.214

50020.64021.06621.49321.91922.34622.77223.19823.62424.05024.476

9、用两只K型热电偶测量两点温度差，其连接线路如图所示。已知t尸42O℃,to=3OC测得

两点的温差电势为15.24mV,问两点的温度差是多少？如果储温度下那只热电偶错用的是

E型热电偶，其他都正确，则两点的实际温度差是多少？

10、将一只银铭-银硅热电偶与电压表相连，电压表接线端温度是50℃,若电位计上读数是

50mV,问热电偶热端温度是多少？

11、银铭-银硅热电偶的灵敏度为0.04mV/C,把它放在温度为1200℃之处，若以指示表作

为冷端，此处温度为50七，试求热电势的大小。

12、某热敏电阻，其B值为2900K,若冰点电阻为500k。，求该热敏电阻在100℃时的阻

抗。

13、某测量者想用两只K型热电偶测量两点温度，其连接线路如图所示，己知A=420℃,,0

:30℃,测得两点的温度电势为15.132mv。但后来经检查发现“温度下的那只热电偶错用E

型热电偶，其他都正确，试求两点实际温差？（可能用到的热电偶分度表数据见表一和表二,

最后结果可以只保留到整数位）

表一K型热电偶分度表（部分）

分度号：K（参考端温度为0C）

测量端30506070

温度/℃热电动势/mv

+01.2032.0222.4362.850

30013.45614.29214.71215.132

表二E型热电偶分度表（部分）

分度号：E（参考端温度为0℃）

测量端203040

温度/C热电动势/mv

+01.1921.8012.419

40030.54631.35032.155

14、将一支铭银一康铜热电偶与电压表相连，电阻表接线端是50C时，热电偶输出为4mV,

如果电位计上读数是60mV,若该热电偶的灵敏度为0.08mV/C,问热电偶热端温度是多少？

15、将一支灵敏度0.08mV/C的热电偶与电压表相连，电压表接线端处温度为50℃,电压

表上读数为60mV,求热电偶热端温度。

16、现用一支银格一铜银热电偶测某换热器内温度，其冷端温度为30℃,而显示仪表机械

零位为0C,这时指示值为400C,若认为换热器内的温度为430C,对不对?为什么？己知

石（400,0）=28.9436V,E（30,0）=10801mV,则换热器内的温度正确值如何得到？

17、已知某负温度系数热敏电阻，在温度为298K时阻值凡|二3144。，当温度为303K时

阻值42=2772C,试求该热敏电阻的材料常数B。

18、银格一银硅热电偶，工作时冷端温度为30℃,测得热电动势E（t,t°）=38.560mv,求被

测介质实际温度。（E（30,0）=1.203mv）

工作端0204060708090

温度CC）热电动势（mv）

90037.32538.12238.91539.70340.09640.48840.897

第8章热电式传感器

一、单项选择题

题号答案知识点

1A热电偶

热电偶

2C

热电偶

3D

热电阻

4B

热电阻

5C

热电阻

6A

热电阻

7A

热电阻

8C

9D热电偶

10B热敏电阻

11C热电偶

12C热电阻

13D热电偶

热电偶

14B

热电偶

15C

热电阻

16C

热电偶

171)

热电偶

18A

热电偶

19B

热电偶

20A

热电偶

21B

热电阻

22C

热电偶

23C

241)概述

25A热电偶

热电偶

26C

热电偶

27B

热电偶

28A

热电阻

29C

热电偶

30A

热电阻

311)

热电阻

32C

二、多项选择题

题号答案知识点

热电偶

1ABCD

热电偶

2AD

热电偶

3ABD

热电偶

4BCD

5ABS热敏电阻

6ABCD热敏电阻

热电偶

7ACE

热电偶

8AC

三、填空题

题号答案知识点

1热电动势；电阻值热电偶

热电偶

2接触电动势；温差电动势

热电偶

3自由电子密度；接触处

热电偶

4材料；接点的温度

热电偶

5导体材料；两端的温度

热电偶

6热电动势；温度

7防止电阻体出现电感热电阻

热电阻

8导体；半导体

热电阻

9伯热电阻；铜热电阻

热电阻

10不高；-50〜+150

热电偶

11普通；薄膜

热敏电阻

12温度

热电偶

13热电效应

14伯；铜热电阻

15两线；三线；四线热电阻

16温度；电阻值热电阻

17热电热电偶

18中间温度热电偶

19温度分布；两端温度热电偶

热电偶

20不平衡电压（补偿电势）；冷端温度补偿器

热电偶

21。〜100（：负金属热电极：冷端补偿导线

热电偶

22传热误差

23热电偶；热电阻热电偶；热电阻；热敏电阻

24温度；电量概述

25电势；电阻；热电动势；电阻值概述

26导体的材料；接点的温度；直径；几何形状；导体材热电偶

料；两端的温度

270；0热电偶

28冷端恒温法；冷端温度校正法；自动补偿法热电偶

29的；铜；中低；铜热热电阻

30三线制；两线制；四线制热电阻

31半导体；电阻率；负温度系数热敏电阻；正温度系数热敏电阻

热敏电阻；临界温度系数热敏电阻

四、简答题

1、答：①两种不同材料的导体（或半导体）A、B两端相互紧密地连接在一起，组成一个闭

合回路。当两接点温度不等时，回路中就会产生大小和方向与导体材料及两接点的温度有关

的电动势，从而形成电流，这种现象称为热电效应。该电动势称为热电动势。

②接触电动势：接触电势是由两种导体的自由电子密度不同而在其接触处形成的热电

势。它的大小取决于两导体的材料及接触点的温度，而与导体的形状和尺寸无关。

③温差电动势：是在同一根导体中，由于两端温度不同而产生的一种电势。

知识点：热电偶

2,答：中间导体定律：热电偶测温时，若在回路中接入第三种导体，只要其两端的温度相

同，则对热电偶回路总的热电势不产生影响。

中间导体定律的意义在于：在实际的热电偶测温应用中，测量仪表和连接导线可以作为

第三种导体对待。

知识点：热电偶

3、答：标准电极定律：如果两种导体A,B分别与第三种导体C组成的热电偶所产生的

热电动势已知，则由这两个导体A,B组成的热电偶产生的热电动势可由下式确定：

EAB（t,to）=EAC（3to）-EBC（t>to）

标准电极定律的意义在于，纯金属的种类很多，合金的种类更多，要得出这些金属件组

成热电偶的热电动势是一件工作量极大的事。在实际处理中，由于铀的物理化学性质稳定，

通常选用高纯伯丝作标准电极，只要测得它与各种金属组成的热电偶的热电动势，则各种金

属间相互组合成热电偶的热电动势就可根据标准电极定律计算出来。

知识点：热电偶

4、答：热电偶串联测温线路主要用于测量两点间温度差，还可以测量平均温度；热电偶并

联测温线路主要用于测量平均温度。

并联电路的特点是：当有一只热电偶烧断时，难以觉察出来。当然，它也不会中断整个

测温系统的工作。

串联电路的特点是：热电动势大，仪表的灵敏度大大增加，线路中只要有一只热电偶断

路，总的热电动势消失，立即可以发现断路。但是只要有一只热电偶断路，整个测温系统将

停止工作。

知识点：热电偶

5、答：热电阻常用的引线方法主要两线制、三线制和四线制。

两线制用于引线不长，测量精度要求较低的场合；

三线制适用于T业测量，一般精度测量场合：

四线制适用于实验室测量，高精度测量场合。

知识点：热电阻

6、答：①图2中的电桥是热电偶的冷端电桥补偿（补偿器）电路。

②图2中：《是温度系数较大的的铜线电阻。R、工、电是温度系数较

小的的钵铜线电阻。

③图2中电路的作用是：当冷端温度变化时,由大平衡电桥提供补

偿，从而保证热电偶回路的输出不变。

知识点：热电偶

7、答：薄膜型热电偶是将两种薄膜热电极材料用真空蒸镀、化学涂层等办法蒸镀到绝缘基

板上制成的一种特殊热电偶。薄膜热电偶的接点可以做得很小，很薄，具有热容量小，响应

速度快等特点.适用于微小面积.卜的表面温度以及快速变化的动态温度的测曷c

知识点：热电偶

8、答：由热电偶的测温原理可以知道，热电偶产生的热电动势大小与两端温度有关，热电

偶的输出电动势只有在冷端温度不变的条件下，才与工作温度成单值函数关系。实际应用时，

由于热电偶冷端离工作端很近，且又处于大气中，其温度受到测量对象和周围环境温度波动

的膨响，因而冷端温度难以保持恒定，这样会带来测量误差。

为消除冷端温度影响，常用的措施有：

①补偿导线法:将热电偶配接与其具有相同热电特性的补偿导线，使自由端远离工作端，

放置到恒温或温度波动较小的地方。

②冷端恒温法：把热电偶的冷端置于某些温度不变的装置中，以保证冷端温度不受热端

测量温度的影响。

③冷端温度校正法。

④自动补偿法。

知识点：热电偶

9、答：半导体热敏电阻主要优点：电阻温度系数大、灵敏度高；体积小、结构简单；热惯

性小、响应速度快；使用方便；寿命长；易于实现远距离测量等。

主要缺点：互换性较差，同一型号的产品特性参数有较大差别；稳定性较差；非线性严

重，且不能在高温下使用。

知识点：热电阻

10、答：①伯电阻传感器：特点是精度高、稳定性好、性能可靠。主要作为标准电阻温度计

使用，也常被用在工业测量中。此外，还被广泛地应用于温度的基准、标准的传递，是目前

测温及现性最好的一种。

②铜电阻传感器：价钱较的金属便宜。在测温范围比较小的情况下，有很好的稳定性。温度

系数比较大，电阻值与温度之间接近线性关系.材料容易提纯，价格便官.不足之处是测量

精度较的电阻稍低、电阻率小。

知识点：热电阻

11、答：热电偶测温原理：热电偶的测温原理基于"热电效应〃。所谓热电效应，就是当不

同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产生电动势

的现象。两点间的温差越大，产生的电动势就越大。引入适当的测量电路测量电动势的大小,

就可测得温度的大小。

误差因素：参考端温度受周围环境的影响

减小误差的措施有：

a0C恒温法；

b计算修正法（冷端温度修正法）；

C仪表机械零点调整法：

d热电偶补偿法；

e电桥补偿法；

f冷端延长线法。

知识点：热电偶

12、答：电阻温度计利用电阻随温度变化的特性来测量温度。热电偶温度计是根据热电效应

原理设计而成的。前者将温度转换为电阻值的大小，后者将温度转换为电势大小。

相同点：都是测温传感器，精度及性能都与传感器材料特性有关。

知识点：热电阻

13、答：在并联方式中，伏特表得到的电势为2个热电偶的热电势的平均电势，即它已经自

动得到了2个热电势的平均值，查表即可得到两点的平均温度。该方法的优点：快速、高效、

自动，误差小，精度高。缺点：当其中有一个热电偶损坏后，不易立即发现，且测得的热电

势实际上只是某一个热点偶的。

在串联方式中，伏特表得到的电势为环路中2个热电偶的总热电势，还要经过算术运

算求平均值，再查表得到两点的平均温度。该方法的优点：当其中有一个热电偶损坏后，可

以立即发现；可获得较大的热电势和提高灵敏度。缺点：过程较复杂，时效性低，在计算中，

易引入误差，精度不高。

知识点：热电偶

14、答：热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温，作用相同，都是测量物体的温度,

精度及性能都与传感器材料特性有关。但是他们的原理与特点却不相同。热电偶是将温度变

化转换为热电动势的测温元件，热电阻势将温度变化转换为电阻值变化的测温元件。热电偶

的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的

温度不同时，回路中将产生热电势,这种现象称为热电效应,又称为塞贝克效应。闭合回路中

产牛的热电势有两种电势绢成：温差电势和接触电势.温差电势是指同一导体的两端因温度

不同而产生的电势,不同的导体具有不同的电子密度,所以他们产生的电势也不相同,而接触

电势是指两种不同的导体相接触时，因为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散，当

他们达到一定的平衡后所形成的电势，接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及

他们接触点的温度。另外，热电偶的电信号需要一种特殊的导线来进行传递，这种导线称为

补偿导线。热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。

其优点也很多，也可以远传电信号,灵敏度高,稳定性强,互换性以及准确性都比较好,但是需

要电源激励,不能够瞬时测量温度的变化。热电阻不需要补偿导线,而且比热电偶便宜。

知识点：热电偶

15、答：将两种不同的导体或半导体两端紧密地连接在一起，组成一个闭合回路，当两个接

点处的温度不同时，回路中将产生大小和方向与导体材料及两节电的温度有关的电动势（热

电动势），从而形成电流，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克效应.

知识点：热电偶

16、答：将同温度的两种不同的金属互相接触，由于不同金属内自由电子的密度不同，在两

金属A和B的接触处会发生自由电子的扩散现象，自由电子将从密度大的金属A扩散到密度

小的金属B,使A失去电子带正电.B得到电子带负电.直至在接点处建立了强度充分的电

杨，能够阻止电子扩散达到平衡为止。两种不同金属的接点处产生的电动势称为电势，又称

接触电势。此效应称为珀尔帖效应。

知识点：热电偶

17、答：假设在一匀质棒状导体的一端加热，则沿此棒状导体有温度梯度导体内自由电子将

从温度高的一端向温度低的一端扩散，并在温度较低一端积累起来，使棒内建立起一电场。

当这电场对电子的作用力与扩散力相平衡时，扩散作用即停止。电场产生的电势称为汤姆逊

电势或温差电势。

知识点：热电偶

18、答：（1）热电特性稳定，即热电势与湿度的对应关系不会变动；（2）热电势要足够大，这

样易于测量热电势，且可得到较高的准确；（3）热电势与温度为单值关系，最好成线性关系,

或简单的函数关系；（4）电阻温度系数和电阻率要小，否则热电偶的电阻将随工作端温度而

有较大的变影响测量结果的准确性；（5）物理性能稳定，化学成分均匀，不易氧化和腐蚀；（6）

材料的复制性好；（7）材料的机械强度要高。

知识点：热电偶

19、答：热电阻作为一种感温元件，它导体的电阻值随温度变化而变化的特性来实现对温度

测量的。它是利用感温电阻，把测量温度转化成测量电阻的电阻式测温系统，常用于测量

200〜500℃范围内的温度.它是利用热电阻和热敏电阻的电阻率温度系数而制成温度传感器

的。

知识点：热电阻

20、答：热敏电阻的优点是电阻温度系数大.灵敏度高.热容量小、响应速度快.而且分辨

率很高可达10〜4℃。主要缺点是互换性差，热电特性非线性大。改进措施：可用温度系数

很小的电阻与热敏电阻串联或并联，使等效电阻与温度的关系在一定的温度范围内是线性

的。

知识点：热敏电阻

21、答：在热电偶回路中串入一个自动补偿的电动势。H是工作热端，温度为3冷端放在

补偿器C中，温度为tn,电阻Rt具有正温度系数。外加电源为一恒定电压，补偿了的热电

势输出为E（t,t0）。

当冷端为一恒定温度InWO时,A点供给热电偶回路一个不变的修正电动势，其大小等于E（t,

t0）,t0=0o当冷端温度波动时，热电偶回路中热电势与补偿电路中的UA会相应地向相反的

方向变化,补偿了热电偶电动势的变化°

O

T

n

-U^

R1H

n

R2一

T

^

—0

E(T.T0)

知识点：热电偶

22、答：(1)根据热电偶测温原理，只有当冷端温度保持不变时，热电势才是被测温度的单

侑函数，而在实际应用时,由于热电偶冷端离工作端很近，且又处于大气中，其温度受到测

量对象和周围环境温度波动的影响，因而冷端温度难以保持恒定，这样会带来测量误差，所

以测温时必须对热电偶进行冷端温度补偿。

(2)冷端温度补偿方法有：补偿导线法；冷端恒温法；冷端温度校正法、自动补偿法。

知识点：热电偶

23、答：热电偶测温基本原理：热电偶测温是基于热电效应的基本原理。根据热电效应，任

何两种不同的导体或半导体组成的闭合回路，如果将它们的两个接点分别置于温度不同的热

源中，则在该回路中会产生热电动势，在一定条件下，产生的热电动势与被测温度成单值函

数关系。因此，我们只需测得热电动势值，就可间接获得被测温度。

热电阻测温基本原理：热电阻测温是基于热效应的基本原理。所谓热效应，就是金属导

体的阻值会随温度的升高而增加或减小的现象。因此，我们只需测得金属导体电阻的变化就

可间接获得被测温度.

知识点：热电偶

24、答：热电阻常用引线方式主要有：两线制、三线制和四线制。

两线制的特点是结构简单、费用低，但是引线电阻及其变化会带来附加误差。主要适用

于引线不长、测温精度要求较低的场合。

三线制的特点是可较好地减小引线电阻的影响。主要适用于大多数工业测量场合。

四线制的特点是精度高，能完全消除引线电阻对测量的影响。主要适用于实验室等高精

度测量场合。

知识点：热电阻

五、计算题

3

1、解：Rt-50x(1+4.28x1O-x100)-71.4Q

知识点：热电阻

2、解：E(t,to)=11.710

E(t,0*0=E(t,to)+E(to,0*0)

11.710=E(t,0℃)-E(20℃,O)=E(t.0℃)-0.113

所以E(t,OX?)=11.823mV

c

查表：E(1180C,0℃)=11.707mV,E(1190℃,0℃)=ll.827mV

EM-EL11.823-11.707

所以：1卜尸匕+x(tH-tL)=1180℃+X10℃=1470℃

EHq11.827-11.823

知识点：热电偶

3、解：E(800r,30℃)=E(8OO0C,O0C)-E(30℃,0℃)=33.27-1.203=32.074mV

知识点：热电偶

4、解：不对。因为当热电偶通过补偿导线连接到显示仪表，热电偶冷端温度保持恒定且已

知，则可预先将有零位调整功能的显示仪表的指针从刻度的初始值调至已知的冷端温度值,

这样，显示仪表的示值即为被测量的实际温度值。

正确温度应该为t=320℃-30,C=290℃

知识点：热电偶

BB

5、解：R(=Roxexp(-------)

t%

10X103=200X103Xexp(B/373.15-B/273.15)

B=1072

当t=20℃时，R2o=10X103Xexp(B/293.15-B/273.15)=13kQ

知识点：热电阻

6、解：该热电阻测量温度电路由热敏电阻、测量电阻和显示电表组成。

图中G为指示电表，RI、R2、R3为固定电阻，Ra为零位调节电阻。热电阻都通过电阻分别

为r2、r3、Rg的三个导线和电桥连接，r2和r3分别接在相邻的两臂，当温度变化时，只

要它们的Rg分别接在指示电表和电源的回路中，其电阻变化也不会影响电桥的平衡状态，

电桥在零位调整时，应使R4=Ra+RtO为电阻在参考温度(如0C)时的电阻值。三线连接法

的缺点之一是可调电阻的接触电阻和电桥臂的电阻相连，可能导致电桥的零点不稳。

Rt-R0(1-I-At+Bi

=100[1+3.940x107x50+(-5.802xlO-7)2]

=119.55

知识点：热电阻

7、解：已知E(30℃,0r)=1.203mV,E(900℃,0℃)=37.326mV

E(900℃,30℃)=E(900℃,0℃)-E(30℃,0℃)=37.326-1.203=36.123mV

知识点：热电偶

8、解：由分度表查得