第7章热电式传感器案例.ppt

* 三、主要特性 (一)热敏电阻的电阻—温度特性(RT-T) 1.正电阻温度系数的热敏电阻的电阻—温度特性 §7-4 热敏电阻 RT=RT0expBp(T-T0) ln RT=Bp(T-T0)+lnRT0 其中，Bp—正温度系数热敏电阻的材料常数。 * 加在热敏电阻上的端电压和通过电阻电流在热敏电阻和周围介质热平衡时的相互关系。 (1).负温度系数热敏电阻的伏—安特性 在环境温度为T0时的静态介质中测出的静态伏—安曲线。 负温度系数热敏电阻 三、主要特性 (一)热敏电阻的电阻—温度特性(RT-T) 1.热敏电阻的伏—安特性 §7-4 热敏电阻 当电流很小时，元件功耗小，发热小，热敏电阻相当于固定电阻。 随着电流增加，功耗增加，工作电流引起的温升超过介质温度，热敏电阻的阻值下降。电流继续增加时，电压增加逐渐缓慢，因此出现非线性正阻区ab段。 当电流为Im时，其电压达到最大Um。若电流继续增加，热敏电阻自身加温更剧烈，使其阻值迅速减小，其阻值减小速度超过电流增加速度，因此热敏电阻的电压降随电流的增加而降低，形成cd段负阻区。当电流超过某一允许值时，热敏电阻将被烧坏。 * (2).正温度系数热敏电阻的伏—安特性 曲线的起始段为直线，其斜率与热敏电阻在环境温度下的电阻值相等。这是因为流过的电流很小时，耗散功率引起的温升可以忽略不计的缘故。 当热敏电阻的温度超过环境温度时，引起阻值增大，曲线开始弯曲，当电压增至Um时，存在一个电流最大值Im，如电压继续增加，由于温升引起电阻值增加的速度超过电压增加的速度，电流反而减小，曲线斜率由正变负。 三、主要特性 (一)热敏电阻的电阻—温度特性(RT-T) 1.热敏电阻的伏—安特性 §7-4 热敏电阻 例： 7-5 * 推导过程 * 推导过程 * 连接导线定律是工业上运用补偿导线进行温度测量的理论基础。 * 中间温度定律为制定热电势分度表奠定了理论基础，只要求得参考端温度0 ℃时的热电势与温度关系，就可根据(7-16)式求出参考温度不等于0 ℃时的热电势。 * 中间温度定律为制定热电势分度表奠定了理论基础，只要求得参考端温度0 ℃时的热电势与温度关系，就可根据(7-16)式求出参考温度不等于0 ℃时的热电势。 * 为了使热电偶的冷端温度保持恒定(最好为0 ℃)，可以把热电偶做得很长，使冷端远离工作端，并连同测量仪表一起放置到恒温或温度波动较小的地方。但这种方法一方面安装使用不方便；另一方面也要多耗费许多贵重金属材料。因此一般是这种补偿导线要求在0～100 ℃范围内和所连接的热电偶应具有相同的热电性能，而其材料又是廉价金属。对于常用的热电偶，例如铂铑—铂热电偶，补偿导线用铜—镍铜；镍铬—镍硅热电偶，补偿导线用铜—康铜；对于镍铬—考铜、铜—康铜等用廉价金属制成的热电偶，则可用其本身的材料做补偿导线将冷端延伸到温度恒定的地方。 * 362页例7-4纠错 * 呵呵 * 在热电偶回路中，若导体A、B分别与连接导线A′、B′相接，接点温度分别为T、Tn、T0。 二、热电偶基本定律 (三)连接导体定律与中间温度定律 §7-1 热电偶 回路总热电势等于热电偶电势EAB(T，Tn)与连接导线电势 (Tn，T0)的代数和。 连接导体定律: * 当导体A与A′、B与B′材料分别相同时 二、热电偶基本定律 (三)连接导体定律与中间温度定律 §7-1 热电偶 回路总热电势等于EAB(T，Tn) 与EAB(Tn，T0)的代数和 中间温度定律: * 当导体A与A′、B与B′材料分别相同时 二、热电偶基本定律 (三)连接导体定律与中间温度定律 §7-1 热电偶 中间温度定律: 在生产实际中，例如化工厂、火力发电厂使用的热电偶数达几千支，将热电偶的冷端保持在零度是很不现实的。所以，在工程实际中应用中间温度定律（分度表）可以解决此类问题。 * 三、常用热电偶及结构 　　理论上，任何两种不同导体(或半导体)都可以配制成热电偶。但为了保证工程技术中的可靠性，以及足够的测量精度，并不是所有材料都能组成热电偶，一般对热电偶的电极材料基本要求是： 　　①在测温范围内，热电性质稳定，不随时间而变化，有足够的物理化学稳定性，不易氧化或腐蚀； 　　②电阻温度系数小，导电率高，比热小； 　　③测温中产生热电势要大，并且热电势与温度之间呈线性或接近线性的单值函数关系； 　　④材料复制性好，机械强度高，制造工艺简单，价格便宜。 §7-1 热电偶 * (一)常用热电偶 　　常用的热电极材料分贵金属和普通金属两大类