L11热电偶 整理完 例题还没完.ppt

自动检测技术及仪表 Test Measurement Technologyand Automatic Instrumentation MT,AI ?? 检测仪表 温度检测的基础知识 温度与温标 温度检测仪表分类 热电阻温度计 金属热电阻 温度检测电路 二线式 三线式 四线式 第②部分过程参数检测 第三章　检测仪表 MT,AI ?? 检测仪表 热电效应 热电偶 热电偶的测量电路 热电偶冷端温度误差及其补偿 0℃恒温法、冷端恒温法、补偿导线法、冷端补偿器法（电桥补偿法）、采用不需要冷端补偿的热电偶、补正系数修正法（热电动势修正法）、冷端温度的智能补偿 热电偶的安装 MT,AI ?? 检测仪表 热电效应 热电偶的原理基于热电效应，将两种不同导体A和B两端连接在一起组成闭合回路，并使两端处于不同的温度环境，在回路中会产生热电动势而形成电流, 这一现象称为热电效应。 MT,AI ?? 检测仪表 热电效应 这样两种不同导体的组合称为热电偶，相应的电动势和电流称为热电动势和热电流，导体A、B称为热电极，置于被测温度T的一端称为工作端(热端)，另一端(T0)称为参考端(冷端)。 MT,AI ?? 检测仪表 热电效应 热电势主要由两部分组成 温差电势：同一导体因两端温度不同而产生的热电势原因：高温端电子能量向能量小的低温端移动 接触电势：两种不同导体接触时产生原因：两者电子密度不同，扩散速度不同 MT,AI ?? 检测仪表 热电效应 热电势主要由两部分组成 温差电势比接触电势小得多 热电势只与两种导体材料A、B及两端温度t，t0有关，与热电极的形状、大小、长短无关。 MT,AI ?? 检测仪表 热电效应 热电偶基本定律 均质导体定律由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面积、长度以及温度分布如何均不产生热电动势。 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，就不会影响热电偶回路的总热电动势。 中间温度定律 MT,AI ?? 检测仪表 热电偶 它测温范围宽、测量精度高、性能稳定、结构简单、动态响应较好、直接输出电信号、信号可以远传，是工业中常用的测温元件。 MT,AI ?? 检测仪表 热电偶 热电偶的结构  通常由热电极、绝缘套管、保护套管和接线盒等部分组成 热电偶的结构型式 普通型热电偶 铠装热电偶 表面型和快速型 MT,AI ?? 检测仪表 热电偶 任何两种导体都可组成热电偶 作为测温的热电偶需满足 电势值大、随温度单调上升、最好线性 材料易获得、复制性好、价格低 物理、化学性稳定 电极的电阻小、温度系数小 MT,AI ?? 检测仪表 热电偶 热电偶的种类 1977 年国际电工委员会（IEC）对八种热电偶制定了国际标准。 MT,AI ?? 检测仪表 热电偶 热电偶的种类 我国也已制定了国家标准 GB/T 16839-1997。 MT,AI ?? 检测仪表 热电偶的测量电路 热电偶所产生的总电势为 EAB(t, t0) ＝ eAB(t) ? eAB(t0) 通过热电偶的理论分析知 当热电极A、B选定后，热电势 EAB(t, t0) 是两接点温度 t 和 t0 的函数差，如果冷端温度 t0 保持不变，则 eAB(t0) 为常数，此时　　EAB(t, t0) ＝ eAB(t) ? C为t的单值函数。 MT,AI ?? 检测仪表 热电偶的测量电路 热电偶冷端温度误差及其补偿 0℃恒温法 冷端恒温法 补偿导线法 冷端补偿器法（电桥补偿法） 采用不需要冷端补偿的热电偶 补正系数修正法（热电动势修正法） 冷端温度的智能补偿 MT,AI ?? 检测仪表 热电偶的测量电路 热电偶冷端温度误差及其补偿 0℃恒温法将热电偶的冷端保持在0℃器皿中，例如冰水中。此法适用于实验室，它能够使冷端温度误差得到完全的克服。EAB(t, 0) ＝eAB(t) MT,AI ?? 检测仪表 热电偶的测量电路 热电偶冷端温度误差及其补偿 冷端恒温法将热电偶的冷端置于一恒温器内，如恒定温度为t0℃，则冷端误差为　　? = EAB(t, t0) ? EAB(t, 0) = ?EAB(t0, 0) 是一个定值。只要在回路中加入相应的校正电压，或调整指示装置的起始位置，即可达到完全补偿的目的。 MT,AI ?? 检测仪表 热电偶的测量电路 热电偶冷端温度误差及其补偿 补偿导线法当热电偶冷端由于受热端温度影响，在很大范围内变化时，直接采用冷端温度补偿法将很困难。此时，应先采用补偿导线（对于廉价热电偶，可以采用延长热电极的方法），将冷端远移至温度变化比较平缓的环境中，再采用上述的补偿方法进行补偿。 MT,AI ?? 检测仪表 热电偶的测量电路 热电偶冷端温度误差及其补