第7章 热电偶传感器 自动检测技术.ppt

二、补偿导线法 通常利用与热电偶热电特性一致的补偿导线将热电偶冷端延伸到恒温的场所，如仪表室。 例如镍铬-镍硅热电偶： 热电偶补偿导线类型 例如镍铬-镍硅热电偶测炉温，当冷端温度为30 ℃ 且恒定时，测出热端温度为t时的热电动势为39.17mV，求炉子的真实温度。 计算修正法可以完全消除冷端温度不为0℃带来的误差，但不是很方便，并且不适用于连续测量。 第5题 第6题 第7题 第8题 仪表示值对应的热电动势： 查表得： 查表计算得： ℃ * * * * * 第七章 热电偶传感器 热电偶传感器基于热电效应原理而工作。属于有源传感器，使用时不需要外加电源，可以方便地测量炉子、管道中的气体或液体温度，也可以测量固体表面温度。 结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小、便于远距离传送。。 第一节 热电偶的工作原理 1.两种不同导体 2.接成闭合回路 3.两个接点处温度不同 一、热电效应 回路中会产生热电动势。 热电动势 （电荷扩散） 接触电动势: 两种不同导体的接触引起。 温差电动势: 同一导体上因两端温度不同引起。 热电偶回路总电动势 热电偶回路中的温差电动势很小，忽略之，可得 结论： 热电偶回路中热电动势的大小：（1）取决于两接点间的温度差，（2）取决于两种不同电极的材料。与电路形状无关。 如果冷端温度t0不变，被测温度t可通过热电动势获得。 一、热电偶基本定律 1.均质导体定律：如果构成热电偶的两种材料相同，不会产生热电动势。 利用该定律，可以检查两种热电极材料是否相同，或一种热电极材料是否均匀。 2.中间导体定律：断开热电偶回路，接入第三种导体，只要两个新接入点等温，则回路总热电动势不变。 该定律说明在冷端接入放大电路，不会影响结果。 3.标准电极定律：如果已知两种导体分别对第三种导体的热电动势，则前两种导体之间的热电动势可求。 4.中间温度定律： 如热电偶在两端接点温度t、t0时的热电动势为 在两端接点温度t、tn时的热电动势为 在两端接点温度tn、t0时的热电动势为 则： 根据该定律，热电偶本身的导线如果不够长，可以用同样性质（同样热电特性）的补偿导线加以延长。延长后的热电动势与延长线的中间温度无关，只与延长后的两端温度有关。 第二节 热电偶材料、结构和种类 对制成热电偶的材料的要求： （1）温度测量范围广，温度线性度好，测量精确度高，输出热电动势大。 （2）热电性能稳定。 （3）物理化学性能好。不蒸发、抗氧化等。 我国标准热电偶有六种： 铜-康铜 镍铬-考铜 镍铬-镍硅 镍铬-镍铝 铂铑10-铂 铂铑30-铂铑6 非标准热电偶： 铂铑13-铂 铂铑-铱 等 发展中产品： 镍铬-康铜 铁-康铜 一、热电偶材料 1.普通工业热电偶的结构 （1）热电极 （2）绝缘管 （3）保护套管 (4) 接线盒 二、热电偶结构 2.铠装热电偶的结构 （1）露端型 （2）接壳型 （3）绝缘型 (4) 圆变截面型 (5) 扁变截面型 热电极 绝缘管 保护套管 接线盒 二、热电偶种类 1.标准型热电偶 （1）铂铑30-铂铑6 分度号B 0—1700度 （2）铂铑10-铂 分度号S 0--1600度 （3）镍铬-镍硅 分度号K -200--1200度 (4) 镍铬-康铜 分度号E -200--900度 (5) 铁-康铜 分度号J -200--750度 (6) 铜-康铜 分度号T -200--350度 标准热电偶的热电动势见表7-1。 2.非标准型热电偶 铂铑系、铱铑系、钨铼系热电偶，用于高温测量，可达2500度。 第三节 热电偶的冷端补偿 一、冷端恒温法 标准热电偶的热电动势表是以冷端温度为0度的情况下给出的。只有在冷端温度不变时，热端温度才能通过热电动势检测出来。如果冷端温度因环境而变化，会严重影响温度测量数据的精度。因此冷端温度变化必须进行修正和补偿。 1.采用0度恒温器，保持冷端温度为0度。 2.采用其他恒温器，保持冷端温度一定。这类恒温器的温度不为0度，所以还需进行温度修正。