K分度热电偶作为温度传感器.PPT

* * 热电偶传感器 * * 热电偶测温的主要优点 1、它属于自发电型传感器：测量时可以不需外加电源，可直接驱动动圈式仪表； 2、测温范围广：下限可达-270?C ，上限可达1800?C以上； 3、各温区中的热电势均符合国际计量委员会的标准。 * * 先看一个实验——热电偶工作原理演示 结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。 热电极A 右端称为：自由端（参考端、冷端） 第1节 热电偶的工作原理 左端称为：测量端（工作端、热端） 热电极B 热电势 A B * * 热电偶中总的热电势为 在总热电势中，温差电势跟接触电势相比小得多，故可忽略不计，从而热电势可表示为 * * 下页 上页 返回 T0一定时， 结论： 1.两电极材料相同，输出电势为0； 2.热电偶两结点温度相同，电动势为0；温差越大，电势越大。 3.电动势大小与热电偶尺寸无关 * * 一般是用实验方法来求取这个函数关系，通常是令T0=0°C，然后在不同的测量端温度下精确地测出回路中总热电势，并将所测得的结果绘成曲线，或列成表格（常常称为热电偶分度表），以供在使用的时候查阅。 下页 上页 返回 * * * * 3）中间温度定律 热电偶AB在接点温度为T，Tm时的热电势等于该热电偶在接点温度为Tm ，T0和 T，Tm 时相应的热电势的代数和，即 若T0=0 ，则有 下页 上页 返回 该定律是参考端温度计算修正法的理论依据。实际中利用热电偶测温时，参考端温度常常不为0oC，可以利用热电偶的此定律进行热电势修正。 * * 第2节 热电偶的种类及结构 八种国际通用热电偶： B:铂铑30—铂铑6 、R:铂铑13—铂 、S:铂铑10—铂 、 K:镍铬—镍硅 、N:镍铬硅—镍硅 、 E:镍铬—铜镍、 J:铁—铜镍 、 T:铜—铜镍 用于制造铂热电偶的各种铂热电偶丝 * * 热电偶名称 分度号 适用温度（oC） 特 点 镍铬—铜镍 E -40~800 优点：适用于还原气氛中，灵敏度 高，价格低 缺点：使用温度区窄，易氧化，高 温具有滞后现象 镍铬—镍硅 K -40~1000 优点：线性度好，适用于氧化性气 体，耐金属蒸汽，价格便宜 缺点：略有滞后现象，高温还原气 氛中易腐蚀 铂铑10—铂 S 0~+1400 优点：稳定性好，可作标准热电偶，可 在氧化性和中性介质中使用 缺点：铂分子易挥发而变质，热电势 小，成本高 铂铑30—铂铑6 B +300~+1700 优点：可长期应用于1600 oC高温，适 合于氧化及中性介质中使用 缺点：常温时热电势小，价格高 下页 上页 返回 热电偶的分度表 ——热电偶的线性较差，多数情况下采用查表法 我国从1991年开始采用国际计量委员会规定的“1990年国际温标”（简称ITS-90）的新标准。按此标准，制定了相应的分度表，并且有相应的线性化集成电路与之对应。 直接从热电偶的分度表查温度与热电势的关系时的约束条件是：自由端（冷端）温度必须为0?C。 本教材p345的附录E列出了工业中常用的镍铬-镍硅（K）热电偶的分度表。 如何利用热电偶的分度表 假设热电偶的冷端温度为0?C，请根据本教材附录E——工业中常用的镍铬-镍硅（K）热电偶的分度表，查出－100?C 、0?C、 100?C 时的热电势。 K热电偶的分度表 比较查出的3个热电势，可以看出热电势是否线性？ * * 普通装配型热电偶的外形 安装螺纹 安装法兰 * * 普通装配型热电偶的结构放大图 接线盒 引出线套管 固定螺纹 （出厂时用塑料包裹） 热电偶工作端（热端） 不锈钢保护管 * * 隔爆型热电偶外形 厚壁保护管 压铸的接线盒 电缆线 * * 隔爆