传感器与检测技术2温度的测量及温度传感器幻灯片.ppt

测量两点温度差 b 热电偶测两点温差(串联） 测多点温度的平均值 与热电偶相配套的测量与显示仪表： 毫伏计、电子电位差计、数字测温指示仪 2. 热电偶冷端温度补偿 为什么要进行冷端温度补偿？ 1.在测温时，冷端温度T0随着环境温度变化，因而产生测量误差，故应采取补偿措施。 2.分度表是在T0＝0℃时测得的，使用时，只有满足T0＝0℃的条件才能使用分度表 常用的修正或补偿方法 1）冰浴法 2）冷端温度修正法 EAB（T，0）＝EAB（T，Tn）+EAB（Tn，0） 将热电偶冷端置于冰水中，使冷端保持恒定的0℃，它可以使冷端温度误差完全消失。 3）冷端补偿器法（电桥补偿法） 利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势 。 图5－５ 电桥补偿示意图 令ΔUab＝ΔEAB（T0） 得U0＝EAB（T）－EAB（20℃） U0＝EAB（T）－〔EAB（T0）+ΔEAB（T0）〕+ΔUab 4）延伸导线法 5）采用不需要冷端补偿的热电偶 冷端温度在300℃以下的镍钴—镍铝热电偶，50℃以下的镍铁—镍铜热电偶及铂铑30—铂铑6热电偶 6）补正系数修正法 工程上经常采用补正系数实现补偿。 设工作端温度为T1，冷端温度为T0，现场实际温度为T，则 T＝T1+kT0 （5－13） 式中k——为热电偶温度修正系数，其值决定于热电偶种类和被测的温度范围 。 7）用集成温度传感器AD590作为冷端补偿元件 8）冷端温度的智能补偿 利用单片机或计算机，可以实现温度监测、控制、误差修正与冷端温度补偿一体化和智能化。 温度检测系统 基于热电阻原理测温是根据金属导体或半导体的电阻值随温度变化的性质，将电阻值的变化转换为电信号，从而达到测温的目的。 用于制造热电阻的材料，要求电阻率、电阻温度系数要大，热容量、热惯性要小，电阻与温度的关系最好近于线性。 热电阻测温的优点是信号灵敏度高、易于连续测量、可以远传、无需参比温度；金属热电阻稳定性高、互换性好、准确度高，可以用作基准仪表。 热电阻主要缺点是需要电源激励、有（会影响测量精度）自热现象以及测量温度不能太高。 2.3 金属热电阻传感器 3 1.铂电阻的电阻-温度特性 铂电阻(IEC)的电阻率较大，电阻—温度关系呈非线性，但测温范围广，精度高，且材料易提纯，复现性好；在氧化性介质中，甚至高温下，其物理、化学性质都很稳定。 目前工业用铂电阻分度号为Pt100和Pt10，其中Pt100更为常用。 当 ℃时 当 ℃时 2.3.1 热电阻的温度特性 式中Rt和R0分别为t℃和0℃时铂电阻值; A、 B和C为常数。 在ITS-90 中, 这些常数规定为:  A=3.96847×10-3/℃ B=-5.847×10-7/℃2 C=-4.22×10-12/℃4 从上式看出, 热电阻在温度t时的电阻值与R0 有关。目前我国规定工业用铂热电阻有R0=10Ω和R0=100Ω两种, 它们的分度号分别为Pt10和Pt100, 其中以Pt100为常用。铂热电阻不同分度号亦有相应分度表, 即Rt-t 的关系表, 这样在实际测量中, 只要测得热电阻的阻值Rt, 便可从分度表上查出对应的温度值。 Pt100的分度表见下表 Pt100： 2.铜电阻的电阻-温度特性 铜电阻 铜电阻(WZC)的电阻值与温度的关系几乎呈线性，其材料易提纯，价格低廉；但因其电阻率较低（仅为铂的1/2左右）而体积较大，热响应慢；另因铜在250℃以上温度本身易于氧化，故通常工业用铜热电阻（分度号分别为Cu50和Cul00）一般其工作温度范围为-40℃～120℃。其电阻值与温度的关系为： 当 ℃时 2.3.2热电阻传感器的结构 集成温度传感器AD590 美国AD公司于70年代末推出体积仅同一只小功率高频晶体管大小的集成化半导体温度传感器AD590。 半导体AD590 2.4 集成温度传感器 4 基本温度测量 特点 ⑴外接线非常简单(仅两根)，使用十分方便； ⑵内有稳压和恒流电路，对外接电压要求非常低； ⑶非线性误差较小； ⑷使用温度范围为一50—150℃； ⑸它具有良好的互换性； ⑹采用上图所示的电路，可以把AD590输出的电流信号