传感器技术基础与应用实训（第2版）.pptVIP

普通型热电偶结构优点：测温端热容量小，动态响应快；机械强度高，挠性好，可安装在结构复杂的装置上。铠装型热电偶薄膜热电偶特点：热接点可以做得很小（μm），具有热容量小、反应速度快（μs）等特点，适用于微小面积上的表面温度以及快速变化的动态温度测量。热电极材料的选取性能稳定温度测量范围广物理化学性能稳定导电率要高，并且电阻温度系数要小材料的机械强度要高，复制性好、复制工艺简单，价格便宜工程用热电偶材料应满足条件：热电势变化尽量大，热电势与温度关系尽量接近线性关系，物理、化学性能稳定，易加工，复现性好，便于成批生产，有良好的互换性。4.热电偶的类型国际电工委员会（IEC）向世界各国推荐8种标准化热电偶（已列入工业标准化文件中，具有统一的分度表）。我国已采用IEC标准生产热电偶，并按标准分度表生产与之相配的显示仪表。标准化热电偶的主要性能和特点标准化热电偶的主要性能和特点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）1.203mV。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