《单片机原理及应用》第8章热电传感器.ppt

第8章：热电传感器 8.1、热电偶传感器 8.1.4 热电偶测温原理 如果保持自由端温度T0＝0℃，则热电势大小仅与工作端温度T成对应关系。这就是热电偶测温原理。 8.1.6 几种常用热电偶 1、铂铑10—铂热电偶 型号WRLB、分度号LB―3 8.1.7 热电偶的特点 8.1.8 热电偶实用测量电路 8.1.9 热电偶冷端处理 8.2 热电阻传感器 二、常用热电阻 热电阻传感器由热电阻丝、绝缘骨架、引出线组成。其中电阻丝是热电阻的主体。目前最广泛使用的热电阻材料是铜热电阻和铂热电阻。 三、热电阻的测温电路 8.3 热敏电阻传感器 三、热敏电阻基本类型及温度特性 四、基本参数和主要特性 8．7 热电传感器的应用 二、客房火灾报警器 * 第8章 热电传感器 本章要求： 1、掌握热电效应、塞贝克效应、珀尔帖效应、汤姆逊效应、热释电效应及热电势产生的原因和热电偶的基本定律； 2、熟悉热电偶、热电阻、热敏电阻的工作原理及测量电路； 3、了解各种热电式传感器的结构及应用。 本章重点：热电偶、热电阻、热敏电阻的工作原理 本章难点：热电偶的工作原理 8.1.1热电效应 热电效应—由温度引起电势差的物理现象叫做热电效应，俗称温差电效应 （1）、塞贝克（seeback）效应 （2）、珀尔帖（peltier）效应 （3）、汤姆逊（Thomson）效应 热电传感器—将温度变化转换为电量变化的装置。 热电传感器的分类 （3）、热电偶总的热电势 EAB（T、T0）= EAB（T）- EAB（T0） 8.1.2 热电偶工作原理 1、热电偶 2、热电势的组成及产生原因 （1）、两种不同金属的接触电势（珀尔帖电势） （2）、单一导体的温差电势（汤姆逊电势） 热电偶三点结论： ①、热电偶必须采用两种不同金属材料作热电极。 ②、热电偶的两结点必须存在温度差。 ③、热电偶的热电势大小只与两结点温度有关，而与材料A、B的中间各处温度无关。 3、热电势性质 （1）、导体A与B在工作端（T）产生的接触电势可以写成： EAB（T）＝EA（T）－EB（T） （2）、同一导体的温差电势可以写成：EA（T、T0）＝EA（T）－EA（T0） （3）、接触电势下标A与B代表电压方向。 EAB（T）＝－EBA（T）； （4）、温差电势括号中的温度顺序代表高温到低温。故温差电势中的温度顺序改变，其电势值的正、负号也随之改变。 EA（T、T0）＝－EA（T0、T） （5）、热电势大小只与热电极材料性质及两接点的温度有关，而与热偶形状和大小无关。 8.1.3 热电偶基本定律 1、中间导体定律 EABC(T,T0)=EAB(T,TO) 2、中间温度定律 EAB(T,T0)= EAB(T,Tn)+ EAB(Tn,T0) 3、参考电极定律 EAB(T,TO)=EAC(T,T0)-EBC(T,T0) 8.1.5 热电偶的结构与种类 1、热电偶的结构： (1)、热电极；它是热电偶的核心。 (2)、绝缘套；防止电极之间以及电极与保护管之间短路，由绝缘材料制成。 （4）、接线盒。供热电偶与引线连接用，一船用铝合金制成。 (3)、保护管。使热电极与被测介质温度隔离，使之免受化学侵蚀或机械损伤。要求它有良好的导热性并经久耐用。 ①在测量范围内，热电性能稳定，不随时间变化而变化； ②在测量范围内，物理、化学性质稳定，不易氧化或腐蚀； ③电阻温度系数小，电导率高； ④组成热电偶测温时，产生热电势大，且热电势与温度成单值线性或接近线性关系； ⑤有足够的机械强度及较好的耐振动、耐热冲击性能； ⑥材料复制性好，价格便宜。 根据测量温度不同，绝缘材料不同。 ①60-80℃，橡皮，塑料； ②500℃ ，玻璃丝、玻璃管； ③0-1300℃，石英管； ④1400℃以上，瓷管； ⑤1500℃以上，氧化铝管。 有两类保护管： ①金属材料保护管。铝、铜、铜合金、炭钢、不锈钢、镍合金等高温合金材料； ②非金属材料保护管。石英、高温陶瓷、氧化铝（镁）。 （2）、根据测温范围分类：有三类 ①高温热电偶，1100℃-1600℃； ②中温热电偶，500℃-1000℃ ③低温热电偶，低于500℃以下。 2、热电偶的种类： （1）、根据热电极材料分类：有四类 ①难熔热电极材料：铱、钨、铼； ②贵金属热电极材料：铂、铂铑合金； ③普通金属热电极材料：铁、铜、康铜、考铜、镍铬合金、镍 铝合金 ④非金属热电极材料：炭、石墨、碳化硅。 （3）、根据用途分类：有两类 ①标准热