自动检测技术及仪表 第5章 温度的检测.pptx

2023年7月16日;2023年7月16日;2023年7月16日;2023年7月16日; 为什么要有温标及温标的定义：由于温度是基本量，必须人为的规定一种标尺、单位，以便能用数值来表示。这种温度的数值表示就称为温标，它规定了温度读数的起点（零点）和测量温度的基本单位。 1.经验温标： 早期温标大多基于经验公式或人为的规定，由一定的实验方法确定，称为经验温标。 ;2023年7月16日;2023年7月16日; 依据热力学第二定律的推论卡诺定理而建立，最科学的温标。 由开尔文（Kelvin）提出来，开氏温标。 单位：开尔文（K）。;几种温标的对比 ;国际温标由三部分组成（即国际温标的三要素） 一是定义了某些纯物质各相（态）可以复现的温度固定点，作为温标的基准点； 二是规定了不同温区的基准仪器； 三是确定了相邻温度固定点之间的内插公式，建立基准仪器示值与国际温标数值之间的关系。 ;2023年7月16日;2023年7月16日;2023年7月16日;2023年7月16日;2023年7月16日;2023年7月16日;2023年7月16日;2023年7月16日;2023年7月16日;2023年7月16日;5.3.1 热电偶温度计; 热电偶的测温原理是基于1821年塞贝克(Seebeck)发现的热电现象。 将两种不同材料的导体或半导体A和B两端连在一起组成一个闭合回路，而且两个接点的温度t≠t0,则回路内将有电势产生，电势大小正比于接点温度t和t0的函数之差，而其极性则取决于A和B的材料。;; 如果把A、B两种不同的导体组成闭合回路：当A、B相接的两个接点温度不同时，则在该回路内就会产生一个电动势 ，称为热电动势，简称热电势。 该热电势实际是由两种电势组成，一个是温差电势，另一个是接触电势。;+ + + + + + + + +;式中： 为导体的汤姆逊系数，表示温差为1?C或1 K时所产生的电动势数值，其大小与材料性质及两端温度有关。 结论：温差电势只与导体材料的性质和导体两端的温度有关，而与导体长度、截面大小及沿导体长度上的温度分布无关。 ;;式中: eAB(t)为A、B两种材料在温度为t时的接触电动势； k为玻耳兹曼常数；e为电子电荷; NAt, NBt为A、B两种材料在温度t时的自由电子密度。;eAB(t);式中，下标AB的顺序表示热电势的方向，因温差电势远小于接触电势，则回路总电势eAB(t,t0)的方向取决于eAB(t)的方向。 A表示正极（电子密度大的）导体，B表示负极（电子密度小的）导体；t表示热端温度，t0表示冷端温度。 若次序改变，则热电势前面的符号也随之改变， 即: eAB(t)＝ －eBA(t）， eAB(t, t0)＝ －eBA(t, t0)＝ -eAB(t0，t); 当A，B两种材料及冷端温度t0确定不变之后，热电偶回路中总电势为热端温度t的单值函数： ； 只要测出eAB(t，t0)的大小，即可得到被测温度，此为利用热电现象的进行测温的原理。;热电偶的分度表 ;2023年7月16日;此定律的作用： （1）若热电偶的两个热电极由均质材料构成，那么热电动势的大小只与材料及接点温度有关，与热电偶的大小尺寸、形状及沿电极温度分布无关。 （2）如果热电极为非均质导体，当处于具有温度梯度的情况下，将会产生附加电动势，引起测量误差。;（2）中间温度定律 两接点温度为t、t0时的热电动势，等于该热电偶在接点温度为t、tn和tn、t0时热电动势的代数和，即 ;;; （4）标准电极定律 导体A、B分别与导体C组成热电偶。在冷热端温度分别为T0、T的情况下，如果A-C和B-C热电偶的热电动势已知,那么A、B组成的热电偶的电动势可由下式求得：;作业： 1. 如图证明： 阐述中间导体定律以及其在实际测温中有什么作用？ ;?; （1）恒温法：由于热电偶的标准分度表都是以参考端为0 oC的情况下制定的，所以如果把参考端置于能保持恒温的冰点槽中。;（2）参考端温度修正法;（2）参考端温度修正法;2023年7月16日;返回;(4)补偿导线 定义：在一定温度范围内具有与配接热电偶相同的热电特性的廉价金属导线。 作用：将热电偶参比端引至远离现场的恒温或温度波动较小的地方，增加参考端温度的稳定性。 ;常见补偿导线 ;要求：价格便宜，测温范围内的热电性质与要补偿的热电偶的热电性质几乎完全一样。 应注意的几个问题： i）补偿导线有各种标准型号，不能任意混用，其芯色（