《传感器与检测技术》课件-热电偶工作原理

传感器与检测技术热电偶的基本定律热电偶的冷端温度补偿热电偶的安装温度检测-热电偶的工作原理2均质导体定律：①热电偶必须由两种不同性质的材料构成，且接点温度不同；②由一种材料组成的闭合回路存在温差时，回路如产生热电势，便说明热电极是不均匀的。反之为匀质的。

TT0AAAAtt00匀质！1、热电偶的基本定律匀质导体组成的回路，无论其温度梯度如何，都不会产生电动势。中间导体定律

在热电偶回路中接入中间导体C后，只要中间导体两端温度相同，则中间导体的引入对回路的总电势没有影响。TT0VABC1、热电偶的基本定律

因此，可以把热电偶回路截断，串接电压表、电阻、放大器输入端等，但只要温度都相等，都不会对回路的电势产生影响——不会产生测量误差。二次仪表t0t0t拓展1、热电偶的基本定律回路中存在中间温度tn,对回路热电势无影响。多个中间温度也如此！所以使用热电偶不必关注中间部分，只要确定两端点的温度即可，中间的温度梯度任意。t0一般取0摄氏度。1、热电偶的基本定律中间温度定律选用与A、B热电偶特性相近的廉价热电偶t0’、t0，代替热电偶A、B，便可使测量距离增长，测温成本降低，而且不受原热电偶自由端温度的影响。实际测量中，对冷端温度进行修正，运用补偿导线延长测温距离，消除热电偶自由端温度变化影响。拓展1、热电偶的基本定律

1、现用一只K型热电偶，测量小氮肥厂中转化炉的温度，已知热电偶工作端温度为800℃，自由端(冷端)温度为30℃，求热电偶产生的热电势E(800，30)。解：E(800,0)=33.277(mV)E(30,0)=1.203(mV)E(800,30)=E(800,0)-E(30,0)=32.074(mV)课堂练习1、热电偶的基本定律2、用镍铬-镍硅(K)热电偶测量温度，已知冷端温度为40℃，用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29.188mV，求被测点的温度。

解：

由镍铬-镍硅热电偶分度表查出E(40，0)=1.638mV，根据中间温度定律计算出E（t，0）=E（t,40）+E(40,0)=29.188+1.638，再通过分度表查出其对应的实际温度为？℃课堂练习1、热电偶的基本定律3．已知铂铑10-铂(S)热电偶的冷端温度t0＝25℃，现测得热电动势E(t，t0)＝11.712mV，求热端温度是多少度?解：由铂铑10-铂热电偶分度表查出E(25，0)=0.161mV，根据中间温度定律计算出E（t，0），再通过分度表查出其对应的实际温度为℃课堂练习1、热电偶的基本定律

两种导体材料组成热电偶的热电势可以用它们与第三种导体材料(称为标准电极)组成热电偶的热电势之差表示。ATBT0=ATCT0CBTT0—课标准电极定律1、热电偶的基本定律当参考端温度TO恒定时，EAB(TO)=c为常数，则总的热电势就只与温度T有关系，即：

EAB(T,TO)=eAB(T)-c

=f(T)冷端温度补偿2、热电偶的冷端温度补偿A’、B’为补偿导线补偿导线法2、热电偶的冷端温度补偿常用的几种补偿导线注：①型号的第一个字母与配用热电偶的分度号相对应；②型号第二个字母C-补偿型；X-延长型。补偿导线法2、热电偶的冷端温度补偿不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同。连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的正负极一一对应。补偿导线连接端的工作温度不能超出(0∽100℃),否则会给测量带来误差。热电偶和补偿导线的两个接点处要保持同温度。使用补偿导线后，还需进行其他温度补偿和修正。使用补偿导线注意事项补偿导线法2、热电偶的冷端温度补偿

例题1：分度号为K的热电偶用EX做补偿导线，极性连接正确，则仪表示值有没有变化？示值有变化补偿导线法2、热电偶的冷端温度补偿例题2：分度号为K的热电偶用KX做补偿导线，极性接反，则仪表示值有没有变化？有补偿导线法2、热电偶的冷端温度补偿镍铬-镍硅保温瓶内冰水mV铜-铜镍t玻璃管内变压器油将冷端置于装有冰水混合物的恒温器内，使冷端温度保持0℃。冰浴法2、热电偶的冷端温度补偿0100t0

示值偏移量t0仪表机械零点校正法2、热电偶的冷端温度补偿补偿电桥法2、热电偶的冷端温度补偿计算修正法（利用中间温度定律）2、热电偶的冷端温度补偿2、热电偶的安装热电偶安装时注意：1、为了使热电偶的测量端与被测介质之间有充分的热交换，应合理选择测量点位置，尽量避免在阀门，弯头及管道和设备的死角附近装设热电偶。2、带有保护套管的热电偶有传热和散热损失，为了减少测量误差，热电偶应该有足够的插入深度：(1)对于测量管道中心流体温度的热电偶，一般都应将其测量端插入到管道中心处(垂直安装或倾斜安装)；(2)对于高温高压和高速流体的温度测量(如主蒸汽温度)，为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂，可采取保护管浅插方式或采用热套式热电偶。浅插式的热电偶保护套管，其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm；热套式热电偶的标准插入深度为100mm；(3)假如需要测量是烟道内烟气的温度，尽管烟道直径为4m，热电偶或热电阻插入