热水器加热炉温度检测单元设计制作概述.ppt

热电偶典型测温线路 普通测温线路； (b) 带有补偿器的测温线路； (c) 具有温度变送器的测温线路； (d) 具有一体化温度变送器的测温线路 5 热电偶测温线路 测量某一点的温度 6．热电偶的温度补偿 当热端温度为t时，分度表所对应的热电势eAB(t, 0)与热电偶实际产生的热电势eAB(t,t0)之间的关系可根据中间温度定律得到下式： eAB(t,0)= eAB(t,t0)+eAB(t0，0) 由此可见，eAB(t0，0)是冷端温度t0的函数，因此需要对热电偶冷端温度进行处理。 热电偶一般做得较短， 一般为350～2000mm。 在实际测温时，需要把热电偶输出的电势信号传输到远离现场数十米远的控制室里的显示仪表或控制仪表，这样, 冷端温度t0比较稳定。 解决办法：工程中采用一种补偿导线。在0～100℃温度范围内，要求补偿导线和所配热电偶具有相同的热电特性 (1) 热电偶补偿导线 。 常用补偿导线 在实验室及精密测量中，通常把冷端放入0℃恒温器或装满冰水混合物的容器中，以便冷端温度保持0℃。 这是一种理想的补偿方法，但工业中使用极为不便。 (2) 冷端0℃恒温法 当冷端温度t0不等于0℃，需要对热电偶回路的测量电势值eAB（t，t0）加以修正。当工作端温度为t时，分度表可查eAB(t,0)与eAB(t0,0)。 根据中间温度定律得到： eAB(t,0)= eAB(t,t0)+eAB(t0，0) (3) 冷端温度修正法 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。 可得 eAB（t，0）= eAB(t,t0)+eAB(t0,0)=33.29+1.203=34.493mV 由镍铬-镍硅热电偶分度表得t=829.8℃。 (4) 冷端温度自动补偿法（电桥补偿法） 8.2.3 金属热电阻传感器的工作原理及实用电路 1．金属热电阻传感器基本工作原理 热电阻是利用电阻与温度成一定函数关系的特性，由金属材料制成的感温元件。当被测温度变化时，导体的电阻随温度变化而变化，通过测量电阻值变化的大小而得出温度变化的情况及大小数值，这就是热电阻测温的基本工作原理。 2．常用热电阻及特性 常用热电阻材料有铂、铜、铁和镍等。 (1)铂电阻 当温度t在-200～0℃范围内时，铂的电阻与温度的关系可表示为 Rt = R0〔1+At+Bt2+Ct3（t-100）〕 （8-21） 当温度t在-200～850℃范围内时，铂的电阻值与温度的关系为 Rt = R0（1+At+Bt2） （8-22） 式中 R0 ——温度为0℃时的电阻值 Rt ——温度为t℃时的电阻值 A ——常数（A=3.96847×10-31/℃） B ——常数（B=-5.847×10-71/℃2） C ——常数（C=-8.22×10-121/℃4） (2)铜电阻 铜电阻的特点是价格便宜（而铂是贵重金属），纯度高，重复性好，电阻温度系数大，α=（8.25～8.28）×10-3/℃（铂的电阻温度系数在0～100℃之间的平均值为3.9×10-3/℃）,其测温范围为-50～+150℃，当温度再高时，裸铜就氧化了。 在上述测温范围内，铜的电阻值与温度呈线形关系，可表示为 Rt = R0（1+ ɑt） （8-23） (3)其他热电阻 镍和铁的电阻温度系数大，电阻率高，可用于制成体积大、灵敏度高的热电阻。但由于容易氧化，化学稳定性差，不易提纯，重复性和线性度差，目前应用还不多. 近年来在低温和超低温测量方面，开始采用一些较为新颖的热电阻,例如铑铁电阻、铟电阻、锰电阻、碳电阻等。 3．热电阻的测量电路 图8.19 热电阻测温电路 图8.20 热电阻三线制接法测量桥路 1—电阻体 2—引出线 3—显示仪表 在进行精密测量时，常采用四线制连接法，如图8.21 所示。由图可知，调零电阻Rq分为两部分，分别接在两个桥臂上，其接触电阻现检流计G串联，接触电阻的不稳定不会影响电桥的平衡和正常工作状态，其测量电路常配用双电桥或电位差计。 图8.21 热电阻测温电路的四线制接法 4.热电阻的应用 (1)温度测量 (2)流量测量