第5章 热电偶传感器和应用.ppt

第5章热电偶传感器及应用;引言;主要内容;5.1热电偶工作原理;5.1.1 工作原理;热电偶回路原理 ; 接触电动势的数值取决于两种不同导体的材料特性和接触点的温度。;两接点的接触电动势eAB(T)和eAB（T0）可表示为 ;热电动势示意图 ;同一导体的两端因其温度不同而产生的电动势。;大小表示：;eAB(T, T0)=eAB(T)＋eB(T,T0)－eAB(T0)－eA(T,T0);结论;热电偶的分度表;S型(铂铑10-铂)热电偶分度表 ;5.1.2 热电偶的基本定律;1．均质导体定律; 在热电偶测温回路内，接入第三种导体时，只要第三种导体的两端温度相同，则对回路的总热电势没有影响。;测量仪表及引线作为第三种导体的热电偶回路 ;推论;3．标准电极定律 ;标准导体定律的意义;例1;解：;例子;4．中间温度定律;中间温度定律 ;中间温度定律的应用;例2;解：;5.2热电偶的结构形式及材料;5.2.1热电偶的基本结构形式;1．普通型热电偶 ;普通装配型热电偶的外形;接线盒;2．铠装型热电偶 ;铠装型热电偶结构 ;铠装型热电偶外形;3．薄膜热电偶 ;铁-镍薄膜热电偶结构 ;4．表面热电偶 ;5.2.2热电偶材料;1．对热电极材料的一般要求;热电极材料的选取;2．电极材料的分类;3．绝缘材料;4．保护管材料要求;5.2.3常用热电偶;1．标准型热电偶 ; 工程用热电偶材料应满足条件：热电势变化尽量大，热电势与温度关系尽量接近线性关系，物理、化学性能稳定，易加工，复现性好，便于成批生产，有良好的互换性。 ;2．非标准型热电偶 ;5.3热电偶实用测温线路和温度补偿;1．测量某点温度的基本电路;2．测量温度之和—热电偶串联测量线路;热电偶串联测量线路 ;3．测量平均温度—热电偶并联测量线路;热电偶并联测量线路 ;4．测量两点之间的温度差;测量两点间温度差（反向串联）;5.3.2 热电偶的温度补偿 ;1．冷端恒温法 ;2．补偿导线法 ;补偿导线连接示意图 ;补偿导线一般采用多股廉价金属制造，不同的热电偶采用不同的补偿导线。廉价金属制成的热电偶，可用本身材料做补偿导线。 （1）各种补偿导线只能与相应型号的热电偶配用，而且必须在规定的温度范围内用。 （2）补偿导线与热电极连接时，正极应当接正极，负极接负极，极性不能接反，否则会造成更大的???差。 （3）补偿导线与热电偶连接的两个接点，其温度必须相同。;其中型号头一个字母与热电偶的分度号对应，字母“X”表示延伸型补偿导线，字母“C”表示补偿型补偿导线。; 在冷端温度不等于0℃时，但为不变的t1时，避免了由于环境温度的波动而引入的误差。此时，根据中间温度定律，可将热电动势修正到冷端0℃时的电势，分度表可查EAB(t,0)与EAB(t0,0)。 根据中间温度定律得到： ; 例子 用镍铬-镍硅热电偶测量加热炉温度。已知冷端温度t0=30℃，测得热电势eAB（t，t0）为33.29mV, 求加热炉温度。 解：查镍铬-镍硅热电偶分度表得：eAB(30,0)=1.203 mV;4．电桥补偿法 ; 电桥补偿电路 ;原理;自动补偿的条件 ;特点;5．显示仪表零位调整法 ;采用补偿电桥法必须注意下列几点：;6．软件处理法 ;5.4热电偶传感器的应用实例;2．工业现场利用热电偶测量炉温的误差分析