《传感器与检测技术》课件——项目五 热电偶.ppt

3．热电偶的结构类型1）普通型热电偶2）铠装热电偶1、反应速度快2、适合于测量发动机排气等气体的温度3、与其它测量结构相比机械强度差a）露端型b）接壳型1、反应速度快2、不适合与干扰的场合c）绝缘型1、反应速度比接壳型慢2、使用寿命长3、防电干扰d）分离式绝缘性1、可避免双支之间信号干扰2、其他特点同绝缘型3）多点型热电偶4）微型热电偶5）薄膜热电偶6）表面热电偶7）浸入式热电偶4．热电偶冷端的温度补偿1）补偿导线法为什么要用补偿导线？实际测温时，由于热电偶长度有限，自由端温度将直接受到被测物温度和周围环境温度的影响。使用补偿导线必须注意的四个问题：（1）两根补偿导线与热电偶两个热电极的接点必须具有相同的温度；（2）各种补偿导线只能与相应型号的热电偶配用；（3）必须在规定的温度范围内使用；（4）极性切勿接反。表5-4常用的补偿导线2）冷端温度校正法当冷端温度不等于0℃，需要对热电偶回路的测量电势值加以修正。当工作端温度为t时，分度表可查与。根据中间导体定律，可得热电偶热电势的计算公式：例：用镍铬-镍硅热电偶测量加热炉温度。已知冷端温度℃，测得热电势为，求加热炉温度。解：查镍铬-镍硅热电偶分度表得可得：由镍铬-镍硅热电偶分度表得t=829.8℃3）冰浴法4）补偿电桥法补偿原理：将带有铜热电阻的补偿电桥与被补偿的热电偶串联，铜与热电偶的冷端置于同一温度场。室温时，电桥输出为零，当冷端温度变化时，铜电阻阻值变化造成电桥不平衡输出。此不平衡输出电压对热电偶输出变化有抵消作用。5．热电偶测温线路1）热电偶单点测温线路2）热电偶多点测量线路1—主热电偶2—辅助热电偶3—恒温箱4—接线端子排5—切换开关6—显示仪表7—补偿导线；8—铜导线3）热电偶的连接（a）热电偶并联线路并联线路的特点：当有一只热电偶烧断时，难以觉察出来。当然，它也不会中断整个测温系统的工作。（b）热电偶串联线路（c）热电偶反向串联线路串联线路的优点：热电动势大，仪表的灵敏度大大增加，且避免了热电偶并联线路存在的缺点，可立即发现有断路。缺点：只要有一支热电偶断路，整个测温系统将停止工作。任务实施1．热电偶用于金属表面温度的测量金属表面温度测量对于机械、冶金、能源、国防等部门是普遍而重要的问题。根据对象特点，测温范围从几百度到一千多摄氏度，多采用直接测量方法。也就是用各种型号及规格的热电偶，用粘接剂及焊接的方法，将热电偶与被测金属的表面直接接触，然后把热电偶接到显示仪表上，组成测温系统，指示出金属表面的温度。一般当被测金属表面温度在200~300℃时，可采用粘贴剂将热电偶结点粘附在金属表面，工艺简单。当被测表面温度较高，而且要求测量精度和响应时间小的情况下，常采用焊接的方法，将热电偶的结点焊于金属表面。2．热电偶在空调系统中的应用在空调系统节能监测中，只需要对空调系统中的冷冻水、冷却水的出水与回水的温差进行控制，使得不管系统的使用量如何变化，出水与回水的温差值为恒定,保证系统的供冷处于最佳状态，从而达到节能效果。3．热电偶传感器在飞行实验中的应用在某型飞机的设计定型中，用1RW10热电偶传感器和DVI采集器来测量“发动机A3引气口温度”和“TPU排气温度”。一只1RW10传感器可以测量3个点，而一块DVI采集器的热电偶采集板可以测量8路热电偶参数，而且DVI采集器的热电偶采集板带冷端温度补偿。它的采集原理如图5-14所示。4．红外热电偶SDB21型红外热电偶已应用于隧道窑高温区窑顶测温（1750℃）、氧化铝厂焙烧炉测温（1200）、陶瓷厂窑炉炉壁测温（1600℃）、碳素厂焙烧测温（1400℃）、玻璃窑碹顶测温（1600℃）、耐火材料厂窑炉炉壁测温、石灰窑高温区测温（1600℃），实际效果很好，受到用户的好评。项目小结热电偶是一种古老的传感器，因其有动作响应快、测量端热容量小、挠性好、强度高、种类多等优点，目前在测温领域仍得到广泛应用。本项目重点讨论热电偶的原理及应用。谢谢观看项目五热电偶知识目标掌握热电偶的工作原理