第7章热电偶传感器.pptVIP

从实验到理论：热电效应（塞贝克效应） 1821年，德国物理学家赛贝克用两种不同金属组成闭合回路，并用酒精灯加热其中一个接触点（称为结点），发现放在回路中的指南针发生偏转（说明什么？），如果用两盏酒精灯对两个结点同时加热，指南针的偏转角反而减小（又说明什么？） 。 显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电流在回路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。 普通装配型热电偶的外形 普通装配型热电偶的结构放大图 接线盒 铠装型热电偶 制造工艺：把热电极材料与高温绝缘材料预置在金属保护管中、运用同比例压缩延伸工艺、将这三者合为一体，制成各种直径、规格的铠装偶体，再截取适当长度、将工作端焊接密封、配置接线盒即成为柔软、细长的铠装热电偶。 特点：铠装热电偶可以制作得很细，能解决微小、狭窄场合的测温问题，且具有抗震、可弯曲、超长等优点。使用寿命长、机械性能好、耐高压、具有可挠性，因此应用广泛。 铠装型热电偶外形 法兰 隔爆型热电偶外形 隔爆型热电偶 结构特点：隔爆热电偶的接线盒在设计时采用防爆的特殊结构，它的接线盒是经过压铸而成的，有一定的厚度、隔爆空间，机构强度较高；采用螺纹隔爆接合面，并采用密封圈进行密封，因此，当接线盒内一旦放弧时，不会与外界环境的危险气体传爆，能达到预期的防爆、隔爆效果。 使用场合：工业用的隔爆型热电偶多用于化学工业自控系统中（由于在化工生产厂、生产现场常伴有各种易燃、易爆等化学气体或蒸汽，如果用普通热电偶则非常不安全、很容易引起环境气体爆炸）。 其他热电偶外形 几种常用热电偶的测温范围及热电势 几种常用热电偶的热电势与温度的关系曲线分析 热电偶的分度表 K热电偶的分度表 冰浴法 冰浴法接线图 1—被测流体管道 2—热电偶 3—接线盒 4—补偿导线 5—铜质导线 6—毫伏表 7—冰瓶 8—冰水混合物 9—试管 10—新的冷端 四、电桥补偿法（近似补偿） XT-WBC热电偶 冷端补偿器 轨道交通学院 School of Railway Transportation * 第七章 热电偶传感器 热电偶传感器基于热电效应原理而工作。属于有源传感器，使用时不需要外加电源，可以方便地测量炉子、管道中的气体或液体温度，也可以测量固体表面温度。 结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小、便于远距离传送。 与热电阻的主要区别： 1、原理不同—信号性质不同：热电阻是阻值的变化，而热电偶是热电动势的变化。 2、测温范围：热电阻适用于测低温，而热电偶适用于高温测量 3、材料不同：热电阻是金属材料，而热电偶是双金属材料。 结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。 热电极A 右端称为：自由端（参考端、冷端） 左端称为：测量端（工作端、热端） 热电极B 热电势 A B 1.两种不同导体 2.接成闭合回路 3.两个接点处温度不同 回路中会产生热电动势。 热电极 热电偶 工作端（热端）、自由端（冷端） 第一节 热电偶的工作原理 一、热电效应 热电动势 （电荷扩散） 温差电动势: 同一导体上因两端温度不同引起。 接触电动势: 两种不同导体的接触引起。 热电偶回路总电动势 热电偶回路中的温差电动势很小，忽略之，可得 （t0端以B为正） 结论： 热电偶回路中热电动势的大小：（1）取决于两接点间的温度差，（2）取决于两种不同电极的材料。与热电偶的形状尺寸无关。 如果冷端温度t0不变，被测温度t可通过温差电动势获得。 其顺序表示电动势的方向，即由正到负 很小 二、热电偶基本定律 1.均质导体定律：如果构成热电偶的两种材料相同，不会产生热电动势。 利用该定律，可以检查两种热电极材料是否相同，或一种热电极材料是否均匀。 2.中间导体定律：断开热电偶回路，接入第三种导体，只要两个新接入点等温，则回路总热电动势不变。 该定律说明在回路中接入各种仪表，不会影响结果。 3.标准电极定律：如果已知两种导体分别对第三种导体的热电动势，则前两种导体之间的热电动势可求。 简化了各种金属间组成的热电偶的热电动势的测量。 4.中间温度定律： 如热电偶在两端接点温度t、t0时的热电动势为 在两端接点温度t、tn时的热电动势为 在两端接点温度tn、t0时的热电动