热电偶传感器与其应用.pptVIP

* * ４、电桥补偿法 利用不平衡电桥产生的不平衡电压，来自动补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电动势的变化值。可购买与被补偿热电偶对应型号的补偿电桥。 　电桥通常取在20℃时处于平衡状态，此时桥路输出电压Uab=0，电桥无补偿作用。 若环境温度升高　　冷端温度升高　　热电偶的热电势ＥＸ降低　　 ＲＣu的阻值增大　　电桥失去平衡　　桥路有电压Uab输出 * * 　　Uab上升与ＥX下降迭加，使ＵAB几乎保持不变，实现了温度补偿的作用。但Uab无法始终跟踪ＥX的变化，所以冷端补偿只能在一定范围内起温度补偿作用。 　　用于电桥补偿的装置称为热电偶冷端补偿器。 　　所谓冷端温度补偿器（一个不平衡电桥），实质上就是一个产生直流信号的毫伏发生器，将它串接在热电偶的测量线路中，就可以在测量时使读数得到自动补偿。 * * XT-WBC热电偶冷端补偿器 * * 可购买与被补偿热电偶对应型号的补偿电桥。 补充介绍一种新型温度传感器 PN结温度传感器： * * PN结温度传感器是利用半导体硅材料的PN结其正向导通电压与温度变化呈线性关系的原理，将感受到的温度信号转换成电压输出的感温元件。 PN结温度传感器具有体积小、线性度好、灵敏度高、反应速度快、无需冷端补偿等优点。 兼有热电偶、铂电阻及热敏电阻的主要优点，又在一定程度上克服了它们各自固有的缺点，赢得了“科学的眼睛”、“理想的感温元件”的美誉。 DA型线性PN结温度传感器 * * 几种温度传感器的比较 在温度测量与控制系统中热电偶﹑铂电阻﹑热敏电阻用得较多，PN结温度传感器是近期新产品。它们的各自特性如下： 1．热电偶——测温范围宽，重复性好，但灵敏度低，需要线性补偿，参考温场与补偿导线。 2．铂电阻——稳定性好，灵敏度较高，测温范围宽，但需要线性补偿，体积较大，热惯性大，价格较贵。 * * 3．热敏电阻——体积小，灵敏度高，价格低，但线性度很差，互换性也差。 4．PN结温度传感器——它克服了热电偶﹑铂电阻﹑热敏电阻某些固有缺陷而又兼有热电偶﹑铂电阻﹑热敏电阻的各自优点，它灵敏度比热电偶K分度高出50倍，线性度优于热敏电阻30倍，响应速度比一般铂电阻快20倍以上。是常温区内较为理想的感温器件。 总之各种温度传感器有着各自的不同特性和用途，要根据实际需要选用。 * * * * 二、热电偶的测温电路 a）所示为一个热电偶和一个仪表配用的基本电路 b）图所示为测量两点温度之和的电路 c）图所示为测量两点间温度差的电路，两支同型号的热电偶反向串联 1．基本测温电路 * * 测量两点间平均温度的电路，两支同型号的热电偶并联 图中串入较大阻值的电阻R1、R2以减小热电偶内阻的影响 输入到仪表两端的热电动势为两个热电偶输出的热电动势的平均值。 * * 2．热电偶的实际测温电路 在实际测量过程中，热电偶的热电动势和温度关系为非线性关系 因此热电偶应用时都要线性化. K型热电偶的非线性曲线 * * 经校正后减小了非线性误差 1、热电偶用于金属表面温度的测量 测量方法一般采用直接接触测量的方法。 被测金属表面温度较低时，采用粘接剂将热电偶的结点粘附于金属表面，工艺比较简单。 被测金属表面温度较高时，采用焊接的方法，将热电偶的头部焊于金属表面。 * * §5.4 热电偶的应用 * * 热电偶用于管道内温度的测量 垂直管道轴线 倾斜管道轴线 弯曲管道 * * 常用炉温测量采用的热电偶测量系统图 2、热电偶测炉温 * * 3、由热电偶放大器AD594构成的热电偶温度计 * * AD594 * 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 几种常用热电偶的测温范围及热电势 * * 分度号 名称 测量温度范围 1000?C 热电势/ mV B 铂铑30－铂铑6 50～1820 ?C 4.834 R 铂铑13—铂 -50～1768 ?C 10.506 S 铂铑10—铂 -50～1768 ?C 9.587 K 镍铬－镍铬 (铝) -270～1370 ?C 41.276 E 镍铬－铜镍 (考铜) －270～800 ?C ——? 几种常用热电偶的热电势与温度的关系曲线分析 * * 哪几种热电偶的测温上限较高？ 结论： 哪一种热电偶的灵敏度较高？ 哪一种热电偶的灵敏度较低？ 为什么所有的曲线均过原点（零度点）？ * * 二、热电偶的结构 工程上实际使用的热电偶大多是由热电极、绝