图文并茂——热电偶传感器选编.ppt

学习目标与任务 1.了解温度测量的基本概念和方法； 2.了解热电偶的工作原理与结构类型； 3.掌握热电偶的型号构成及选用方法； 4.学会用其进行温度测量； 5.了解常见热电偶测温系统的组成与功能；;第一节 温度测量的基本概念 ;二、温标 ;几种温标的对比 ;热力学温标（K） ;1990国际温标(ITS-90) ; 按照用途可分为基准温度计和工业温度计； 按照测量方法又可分为接触式和非接触式； 按工作原理又可分为膨胀式、电阻式、热电式、辐射式等等； 按输出方式分，有自发电型、非电测型等。 ;介绍几种温度测量方法;变色涂料在电脑内部温度中的示温作用; 不需要电源，耐用；但感温部件体积较大。 ;介绍几种温度测量方法;热电偶测温的主要优点:;热电极A; 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。 ;自由电子;热电效应的定义： 将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流，此现象称为热电效应。;A; 温差电动势;2)中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要其两端的温度相等，该导体的接入就不会影响热电偶回路的总热电动势。;A; 根据金属的热电效应原理，任意两种不同材料的导体都可以作为热电极组成热电偶。;1）普通工业装配式热电偶的结构;2）铠装热电偶的结构;铠装热电偶结构;铠装型热电偶外形;2、热电偶的结构;隔爆型热电偶外形;其他热电偶外形;1）标准型热电偶;; 设冷端为0?C，根据以下电路中的毫伏表的示值及K热电偶的分度表，查出热端的温度tx 。;4. 型 号 表 示;第三节 热电偶的材料、结构及种类;第三节 热电偶的材料、结构及种类;冰浴法接线图 ;补偿导线法 由于受到材料价格的限制不可能做很长，而要使其冷端不??测温对象的温度影响，必须使冷端远离温度对象，采用补偿导线可以做到这一点。 所谓补偿导线，实际上是一对材料化学成分不同的导线，在0～150℃温度范围内与配接的热电偶有一致的热电特性，但价格相对要便宜。;第三节 热电偶的材料、结构及种类;第三节 热电偶的材料、结构及种类;第三节 热电偶的材料、结构及种类; 电桥补偿法是利用不平衡电桥产生的不平衡电压来自动补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值，可购买与被补偿热电偶对应型号的补偿电桥。 ;第四节 热电偶的应用及配套仪表;XCZ系列指针式显示仪表;XMZ系列智能数字显示仪表;XMT系列热电偶智能数字显示控制仪表的特点;DDZ－Ⅲ型电动单元组合仪表中的变送单元之一： 轨装式温度变送器; 请将右图各有关设备正确地连接起来，组成热电偶测温、控温电路。;380V线圈的交流接触器连接过程;220V线圈的交流接触器连接过程;小结： 本次课主要复习了热电偶的原理、种类及其使用中的基本定律，重点介绍了热电偶在使用中的冷端端补偿方法以及在温度检测中的具体应用电路， 基本要求：掌握热电偶在实际测温中的应用，会正确选用热电偶并按要求组成一定的测温电路。 作业：上网查找5家以上生产热电偶的企业，列出它们所生产的热电偶型号规格，了解其特性和适用范围。 ;;;应用实例(补充) 盐浴炉温度控制系统用S型热电偶检测温度信号，有冷端补偿，温度信号通过放大、采样保持、模数转换再送单片机保存，采用分段查表法获取各点温度。选用可控硅过零触发自动控制盐浴炉温度，控制周期为2s。可按预设温度曲线进行加热，并可实时显示加温曲线。 ;1）系统总体方案 本系统采用晶闸管调功实现盐浴炉的温度控制，即通过控制晶闸管导通与关断的周波数比率，从而达到调功的目的。晶闸管的触发由单片机控制，通过单片机编程可方便地实现按预定温度曲线进行加热。;盐浴炉炉温由热电偶感应，通过信号放大、采样保持、A/D转换，再由单片机进行数据处理及线性化校正，以实现盐浴炉实际温度的检测和显示。其系统总体框图如下：;; 为此，采取每10℃分一段，800～1500℃之间共分70段，在每一段中取各段中点的热电势率K作为各段诸点热电热率的平均值。该近似修正方法误差小，不超过放大电路和A/D转换等环节所产生的误差。热电偶温度检测与放大电路如下图。 ; 其中Vi为热电偶感应的热电势输入，经自稳零