热电偶热电阻讲解.ppt

导体或半导体的电阻率与温度有关，利用此特性制成热电阻温度感温件，它与测量电阻阻值的仪表配套组成热电阻温度计。 电阻温度计就是利用导体(或半导体)的电阻值随着温度变化这一特性来进行温度测量的,即把温度变化所引起导体电阻变化,通过测量桥路转换成电压(毫伏级)信号,然后送入显示仪表以指示或记录被测温度。 1.铂热电阻 铂是一种贵金属。它的特点是精度高，稳定性好，性能可靠，尤其是耐氧化性能很强。 铂在很宽的温度范围内约1200?C以下都能保证上述特性。铂很容易提纯，复现性好，有良好的工艺性，可制成很细的铂丝(0.02mm或更细)或极薄的铂箔。与其它材料相比，铂有较高的电阻率，因此普遍认为是一种较好的热电阻材料。 缺点：铂电阻的电阻温度系数比较小； 价格贵 2．铜热电阻 特点：它的电阻值与温度的关系是线性的，电阻温度系数也比较大，而且材料易提纯，价格比较便宜，但它的电阻率低，易于氧化。 利用不平衡电桥测量。 缺点：即使被测温度没有变化，如果环境温度发生变化，也会使测量值发生变化。 适用场合：环境温度恒定或变化不大的现场。 克服了两线制测量线路的缺陷，当环境温度发生变化，但是测量温度没有变化时不会引起测量数值的变化。 现场通常采用这种接线方式。 热电阻体、引线、 绝缘套管、保护套管、接线盒。 热电偶温度计 热电阻温度计 热电偶测温主要利用热电效应 热电效应：两种不同的导体（或半导体）A和B组成闭合回路，如下图所示。当A和B相接的两个接点温度T和T0不同时，则在回路中就会产生一个电势，这种现象叫做热电效应。由此效应所产生的电势，通常称为热电势，用符号EAB（T，T0）表示。 热电偶原理图 T T0 A B 热端 冷端 什么是热电偶？ 图中的闭合回路称为热电偶，导体A和B称为热电偶的热电极。热电偶的两个接点中，置于被测介质（温度为T）中的接点称为工作端或热端，温度为参考温度T0的一端称为参考端或冷端。 热电现象中产生的热电势是由接触电势和温差电势两种电势的综合效果。 接触电势原理图 T + A B eAB(T) - 接触电势：是指两热电极由于材料不同而具有不同的自由电子密度，而热电极接点接触面处就产生自由电子的扩散现象，当达到动态平衡时，在热电极接点处便产生一个稳定电势差。 结论： 1.接触电势的大小和方向主要取决于两种材料的性质（电子密度）和接触面温度的高低。 2.温度越高，接触电势越大；两种导体电子密度比值越大，接触电势也越大。 温差电势：同一热电极两端因温度不同而产生的电势。 为了分析方便，温差电势可由下面函数差来表示： A eA(T,To) To T 1.热电偶回路热电势的大小只与组成热电偶的材料和材料两端连接点所处的温度有关，与热电偶丝的直径、长度及沿程温度分布无关。 2.只有用两种不同性质的材料才能组成热电偶，相同材料组成的闭合回路不会产生热电势。 1．均质导体定律 由一种均质导体组成的闭合回路中，不论其截面和长度如何以及沿长度方向上各处的温度分布如何，都不能产生热电势。反之，如果回路中有热电势存在则材料必为非均质的. 结论： （1）热电偶必须由两种不同性质的材料构成。 （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，便说明该材料是不均匀的。据此，可检查热电极材料的均匀性。 2．中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体两端温度相同，该导体的引入对热电偶回路的总电势没有影响。 引出结论：热电偶回路中接入多种导体后，只要保证接入的每种导体的两端温度相同，则对热电偶的热电势没有影响。 T2 T1 A a B C 2 3 EAB A T0 2 3 A B EAB T1 T2 C T0 (a) (b) T0 T0 第三种材料接入热电偶回路图 应用： 该定律表明热电偶回路中可接入各种仪表或连接导线。只要仪表或导线处于稳定的环境温度，原热电偶回路的热电势将不受接入仪表或导线的影响。 E T0 T0 T E T0 T1 T1 T 3．中间温度定律 热电偶回路中，两接点温度分别为T、T0时的热电势，等于接点温度为T、TN和TN、T0的两支同性质热电偶的热电势的代数和。 EAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0) 作用：该定律为制定和使用热电偶的热电势-温度关系即分度表奠定了理论基础。 B B A Tn T T0 A A B 1. 热电偶结构 普通型、铠装型和薄膜型 普通型： （1）热电极 （2）绝缘套管 （3）保护套管 （4）