传感器原理与技术课件：热电偶的结构、实用测温电路与温度补偿.pptx

Definition,structureandclassificationofthermistor通过上节课的学习，我们对热电阻的定义及其原理，本节课我们主要学习热电偶的结构、实用测温电路与温度补偿。热电偶的结构、实用测温电路与温度补偿热电偶的结构、实用测温电路与温度补偿温度的检测

首先，我们先来看看热电偶的结构形式。热电偶的结构形式适应不同生产对象的测温要求

热电偶常见的结构形式有普通型热电偶、铠装型热电偶和薄膜型热电偶等。传感器的概念普通型热电偶铠装型热电偶薄膜型热电偶

它通常由热电极加上绝缘套、保护套和接线盒构成热电极绝缘套保护套接线盒普通型热电偶

如图2-3-3所示。普通型热电偶图2-3-3普通型热电偶结构图安装连接螺纹法兰方式

根据使用条件，可制成密封式普通型或高压固定螺纹型密封式普通型高压固定螺纹型普通型热电偶铠装型热电偶在类似铠甲保护作用的铠装套与热电偶丝之间填充氧化镁和氧化铝等保护物而构成的热电偶。

其结构如图2-3-4所示图2-3-4铠装型热电偶结构图抗腐蚀抗氧化抗振

在目前工业测温和控制系统中已得到广泛的应用工业测温控制系统

第三种是薄膜热电偶，薄膜热电偶是用真空蒸镀、化学涂层等方法将热电偶材料蒸镀到绝缘基板上面而制成的热电偶。薄膜热电偶真空蒸镀化学涂层热电偶材料绝缘基板热电偶

由于热电偶可以做到很薄（厚度可达0.01~0.1μm)薄膜热电偶热电偶厚度（0.01~0.1μm）测表面温度时不影响被测表面的温度变化

其本身热电容量小、动态响应快，故适合于测量微小面积和瞬时变化的温度。热电偶热电容量小动态响应快测量微小面积测量瞬时变化的温度薄膜热电偶

除此之外，还有用于测量圆弧形固体表面温度的表面热电偶和用于测量液态金属温度的浸入式热电偶等。热电偶测量圆弧形固体表面温度的表面热电偶测量液态金属温度的浸入式热电偶薄膜热电偶

接下来，我们一起来看看热电偶的实用测温电路。热电偶的实用测温电路合理安排热电偶的测温线路提高测温精度提高经济效益维修方面

1.一支热电偶配一台显示仪表的测量线路一支热电偶配一台显示仪表的测量线路图2-2-5一支热电偶与单台仪表配置表电位差计线路电阻对测温精度的影响动圈式仪表测量线路电阻对测温精度的影响

2.热电偶串联测量线路热电偶串联测量线路将n支相同型号的热电偶正负极依次相连接图2-2-6热电偶串联测量线路图

。若n支热电偶的各热电势分别为E1，E2，E3，…，En，则总电势为E串=E1+E2+E3+…+En=nE?

式中E为n支热电偶的平均热电势；?n支热电偶的平均热电势

串联线路的总热电势为E的n倍?

?温度?E串所对应的温度可由E串-t关系求得

?温度?也可根据平均热电势E在相应的分度表上查出。

?串联线路的主要优点是热电势大，精度比单支高；优点热电势大精度比单支高

?主要缺点是只要有一支热电偶断开，整个线路就不能工作，个别短路会引起示值显著偏低。缺点一支热电偶断开整个线路不能工作个别短路会引起示值显著偏低

3.热电偶并联测量线路热电偶并联测量线路图2-2-7热电偶并联测量线路图将n支相同型号热电偶的正负极分别连在一起

如果n支热电偶的电阻值相等，则并联电路总热电势等于n支热电偶的平均值，即E并=（E1+E2+E3+…+En）/n如果n支热电偶的电阻值相等，则并联电路总热电势等于n支热电偶的平均值?

4.温差测量线路温差测量线路实际工作中常需要测量两处的温差

一种是两支热电偶分别测量两处的温度，然后求算温差；1两支热电偶分别测量两处的温度求算温差

另一种是将两支同型号的热电偶反串联，直接测量温差电势，然后求算温差，2将两支同型号的热电偶反串联，直接测量温差电势求算温差

如图2-2-8所示。图2-2-8热电偶温差测量线路图

前一种测量较后一种测量精度差，对于要求精确的小温差测量，应采用后一种测量方法。图2-2-8热电偶温差测量线路图要求精确的小温差测量

最后一个学习的知识点是热电偶的温度补偿热电偶的温度补偿热电效应的原理热电偶热电势与两端温度有关

只有将冷端的温度恒定，热电势才是热端温度的单值函数。将冷端的温度恒定热电势热端温度的单值函数热电偶热电偶的温度补偿

由于热电偶分度表是以冷端温度为0℃作出的热电偶分度表冷端温度为0℃使用时要正确反映热端温度设法使冷端温度恒为0℃

但实际应用中，热电偶的冷端通常靠近被测对象，且受到周围环境温度的影响，其温度不是恒定不变的。热电偶冷端靠近被测对象受到周围环境温度的影响其温度不是恒定不变的采取相应的措施进行补偿或修正

1.冷端恒温法冷端恒温法10℃恒温器热电