热电偶的基本性质(最详细、容易理解)和热敏电阻简介..

温度传感器12热电偶的基本定律3由一种均质导体组成的闭合回路，不论其导体是否存在温度梯度（温度差），回路中没有电流（即不产生电动势）；反之，如果有电流流动，此材料则一定是非均质的，即热电偶必须采用两种不同材料作为电极。1、均质导体定律热电偶的基本定律2、中间导体定律一个由几种不同导体材料连接成的闭合回路，只要它们彼此连接的接点温度相同，则此回路各接点产生的热电势的代数和为零。4三种不同导体组成的热电偶回路5将第三种材料C接入由A、B组成的热电偶回路，均处于相同温度T0之中，此回路的总电势不变。第三种材料接入热电偶回路示意图6（书上）7根据上述原理，可以在热电偶回路中接入电位计，只要保证电位计与连接热电偶处的接点温度相等，就不会影响回路中原来的热电势。电位计接入热电偶回路示意图中间导体定律的意义3、参考电极定律（也称组成定律）已知热电极A、B与参考电极C组成的热电偶在结点温度为(T，T0)时的热电动势分别为EAC(T,T0)、EBC(T,T0)，则相同温度下，由A、B两种热电极配对后的热电动势EAB(T,T0)可按下面公式计算：大大简化了热电偶选配电极的工作。8参考电极定律示意图9参考电极定律的意义参考电极定律大大简化了热电偶选配电极的工作，只要获得有关电极与参考电极配对的热电势，那么任何两种电极配对后的热电势均可利用该定理计算，而不需要逐个进行测定。由于纯铂丝的物理化学性能稳定，熔点较高，易提纯，所以目前常用纯铂丝作为标准电极。10例当T为100℃，T0为0℃时，鉻合金—铂热电偶的E(100℃,0℃)=+3.13mV，铝合金—铂热电偶E(100℃,0℃)为-1.02mV，求鉻合金—铝合金组成热电偶的热电势E(100℃,0℃)。解：设鉻合金为A，铝合金为B，铂为C。即EAC（100℃，0℃）=+3.13mVEBC（100℃，0℃）=-1.02mV则EAB(100℃,0℃)=+4.15mV114、中间温度定律如果不同的两种导体材料组成热电偶回路，其接点温度分别为T1、T2时，则其热电势为EAB(T1,T2)；当接点温度为T2、T3时，其热电势为EAB(T2,T3)；当接点温度为T1、T3时，其热电势为EAB(T1,T3)，则12中间温度定律热电偶回路示意图13中间温度定律的意义热电势只取决于冷、热接点的温度，而与热电极上的温度分布无关。利用该定律，可对参考端温度不为0℃的热电势进行修正。14例如：用K型（镍铬-镍硅）热电偶测炉温时，参考端温度t0=30℃，若测炉温时测得8.344mv，由分度表可查得E(30℃,0℃)=1.203mv，则可计算得E(t,0℃)=E(t,30℃)+E(30℃,0℃)=9.507mv由29.547mv再查分度表得t=234℃，是炉温。1516热电偶冷端补偿17补偿导线•为了使冷端不受测量端温度的影响，可将热电偶加长，但同时也增加了测量费用。所以一般采用在一定温度范围内（0～100℃）与热电偶热电特性相近且廉价的材料代替热电偶来延长热电极，这种导线称为补偿导线。1819当在原来热电偶回路中分别引入与导体材料A、B同样热电特性的材料A′、B′。只要T1、T0不变，接入AˊBˊ后不管接点温度T2如何变化，都不影响总热电势。这便是引入补偿导线原理。20212223常用热电偶补偿导线24如图所示，用K型（镍铬-镍硅）热电偶测量炼钢炉熔融金属某一点温度，A′、B′为补偿导线，Cu为铜导线。已知t1=40℃，t2=0.0℃，t3=20℃。（1）当仪表指示为39.314mV时，计算被测点温度t=?（2）如果将A′、B′换成铜导线，此时仪表指示为37.702mV，再求被测点温度t=?热电偶测量炼钢炉熔融金属某一点温度262728例：用K型（镍铬-镍硅）热电偶测温时，参考端温度t0=25℃，若测炉温时测得8.81mv，求被测的实际温度。29注意：不能按8.81mv查表，认为实际温度为217℃；也不能认为实际温度为217+25=242℃。解：由分度表可查得E(25℃,0℃)=1.00mv，则可计算得E(t,0℃)=E(t,30℃)+E(30℃,0℃)=9.81mv由反再查K分度表，得实际温度为246℃。304、补正系数法把参比端（冷端）实际温度TH乘上系数k，叠加到由EAB(T,TH)查分度表所得的温度T′上，成为被测温度T。式中：T——为未知的被测温度；T′——为参比端在室温下热电偶电势与分度表上对应的某个温度；TH——室温（冷端）；k——补正系数；31热电偶补正系数表32例：用K型热电偶测温，已知冷端温度TH=30℃，这时热电动势为8.777mV。用这种办法稍稍简单一些，比计算修正法误差可能大一点，但误差不会大于0.14％。解：根据S型热电偶的分度表，得出与此相应的温度T′=216℃。再从附表中查出，对应于216℃的补正系数k=1。于是，被测温度：常见热电偶测温基本电路图（a）表示了测量某点温度连接示意图。图（b）表示两个热电偶并联测量两点平均温度。图（c）为两热电偶正向串联测两点温度之和。图（d）为两热电偶反向串联测量两点温差。33常用的热电偶测温电路示意图3435362.热电偶的定期校验校验折方法是用标准热电偶与校验电偶装在同一校验炉中进行对比，误差超过规定允许值为不合格。3738金属热电阻传感器3940热电偶测量500℃以下温度时，热电势比较小，测量精度低；并且使用过程中常需要进行冷端温度补偿。工业上在测低温时通常采用热电阻温度计，热电阻式温度传感器的测量范围很宽，广泛用来测量-200～+850℃范围内的温度，热电偶&热电阻金属热电阻传感器一般称作热电阻传感器，是利用金属导体的电阻值随温度的变化而变化的原理进行测温的。主要材料是铂、铜、镍。41热电阻测温原理及特点4243热电阻测温特点最基本的金属热电阻传感器由热电阻、连接导线及显示仪表组成。金属热电阻传感器测量示意图4445464748特点：测温精度高，稳定性好，性能可靠。得到了广泛应用，应用温度范围为-200～+850℃。49铂热电阻（Pt）50515253由于铂是贵金属，在测量精度要求不高，温度范围在-50～+150℃时普遍采用铜电阻。54555657585960