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传感技术及应用7热电式传感器课件.ppt

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传感技术及应用7热电式传感器课件.ppt

铂电阻的主要技术指标 铂电阻的特点 几种铂电阻 铜电阻的主要技术指标 铜电阻的特点 热敏电阻的特点 热敏电阻的结构 非标准化的热电偶 按结构分类——普通型 按结构分类——铠装型 按结构分类——隔爆型 补偿导线 测两点间的温差 回路总电势为: Ec=EAB(T,Tn)+EAB(Tn,T0)=EAB(T,T0) 上式证明了回路中总电势等于EAB(T,T0),相当于冷端直接延伸到了温度为T0处,但并不能消除冷端温度不为0℃时产生的影响,应用前面介绍的修正方法把冷端修正到0℃。 第七章 热电式传感器 应用延长线应注意: ① 延长线只能与相应型号的热电偶配用,(专用); ② 注意极性,不能接反(否则会造成更大的误差); ③ 延长线和热电偶连接处,两结点温度必须相同。 0.64土0.03 4. 10士0. 15 6.95士0. 30 5 .75土0.25 4. 10土0.15 白 白 白 白 白 镍铜 康铜 考铜 考铜 康铜 红 红 褐、绿 白 红 铜 铜 镍、铬 铁 铜 铂铑—铂 镍铬—镍硅 镍铬—考铜 铁—考铜 铜—康铜 颜色 材料 颜色 材料 负极 正极 热端为100 ℃ 。冷 端为0℃时的标准 热电势(mV) 补偿导线 热电偶 第七章 热电式传感器 第七章 热电式传感器 五、热电偶测温线路 1、热电偶直接与指示仪表配用 把n支相同型号的热电偶依次将正、负极相连接,则线路的总电势为: EG=E1+E2+…+En=nE 串联线路中配用的仪表,按EG-T刻度。 (热电偶串联测温线路图见黑板) 若每支热电偶的绝对误差分别为ΔE1、 Δ E2、 Δ E3…… Δ En,则整个串联线路的绝对误差: 第七章 热电式传感器 如果Δ E1= Δ E2=… = Δ En= Δ E,则 : 串联线路的相对误差为: 可见串联线路的相对误差为单支热电偶相对误差 的 倍。 第七章 热电式传感器 2、桥式电位差计线路 (自动桥式电位差计线路见黑板) 图中: RW为调零电位器; RH为精密合成膜测量电位器,调节电桥输出的补偿电压; RW和RH组成的桥路由一稳定的参考电压源Vr供电; Rc为限流电阻。 第七章 热电式传感器 第七章 热电式传感器 工作原理: 热电偶输出的直流电势Ex经过滤波单元加于桥路,与桥路输出电阻R两端的直流电压Vs(也称补偿电压)相比较,比较后的差值电压ΔV(即不平衡电压)经滤波放大后,输出足够的功率以驱动可逆电动机M。可逆电动机M通过一组传动系统带动测量线路中滑线电阻RH的滑动触头,同时带动仪表指针沿着标度尺移动,直到测量桥路输出的补偿电压与被测的直流电压信号相平衡为止,此时差值电压等于零,放大器无输出,可逆电动机停止转动,桥路处于平衡状态。 第七章 热电式传感器 MZ4系列加热用PTC热敏电阻 MZ5汽车测温用PTC热敏电阻 第七章 热电式传感器 MZ41系列卷发器用PTC热敏电阻 MZ6系列电机保护用 PTC热检测器 §7-3 热电偶传感器 一、热电偶传感器的工作原理 第七章 热电式传感器 赛贝克 Thomas Johann Seebeck 1、热电效应 赛贝克(Seebeck)效应(热电势) 1821年赛贝克发现了铜、铁这两种金属的温差电现象。即在这两种金属构成的闭合回路中,对两个接头的中一个加热即可产生电流。在冷接头处,电流从铁流向铜。由于冷、热两个端(接头)存在温差而产生的电势差e,就是温差热电势。这种由两种不同的金属构成的能产生温差热电势的装置称为热电偶。 第七章 热电式传感器 将两根不同材料的导体或半导体(A和B)联接起来构成一个回路,如果两个接合点处的温度不同(T0≠T),则在两导体向产生热电势,并在回路中有一定大小的电流,这种现象称为热电效应。 A B 1 T0 T 2 mA 铜铁热电偶的温差热电势与温度关系曲线 A B 1 T0 T 2 由热电效应制成的测温传感器就是热电偶。测温时: 结点2置于被测温度场中,称为测量端(工作端、热端); 结点1处于某一恒定温度(或已知温度),称为参考端(自由端或冷端)。 可见热电偶由温差产生的热电势是随介质温度变化而变化, 即: Et=eAB(T)-eAB(T0); eAB(T0) — 温度为T0处热电势; eAB(T) — 温度为T处热电势。 Et — 热电偶的热电势; 第七章 热电式传感器 A B 1 T0 T 2 热电偶示意图 A B T0 T 测量仪表或电路 热

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