热电偶传感器知识.ppt

第五节 热电偶的冷端温度补偿 必要性： 1、用热电偶的分度表查毫伏数-温度时，必须满足t0=0?C的条件。在实际测温中，冷端温度常随环境温度而变化，这样t0不但不是0?C，而且也不恒定， 因此将产生误差。 2、 一般情况下，冷端温度均高于0?C，热电势总是偏小。应想办法消除或补偿热电偶的冷端损失 。 冷端温度补偿的方法 一、冷端恒温法： 将热电偶的冷端置于装有冰水混合物的恒温容器中，使冷端的温度保持在0?C不变。此法也称冰浴法，它消除了t0不等于0?C而引入的误差，由于冰融化较快，所以一般只适用于实验室中。 冰浴法 在冰瓶中，冰水混合物的温度能较长时间地保持在0?C不变。 （二）参比端温度修正法 当热电偶参比端为不等于0 ?C时，需对仪表的示值加以修正，因为热电偶的温度－热电动势关系以及分度表是在参比端为0 ?C得到的。修正公式： （四）补偿导线的应用 所谓补偿导线就是用热电性质与热电偶相近的材料制成导线． 用它将热电偶的参比端延长到需要的地方，而且不会对热电偶回路引入超出允许的附加测温误差。 随着热电偶的标准化，补偿导线也形成了标准系列。国际电工委员会也制定了国际标准，适合于标准化热电偶使用。 热电偶冷端的延长 采用相对廉价的补偿导线，可延长热电偶的冷端，使之远离高温区；可节约大量贵金属；易弯曲，便于铺设。 型号 配用热电偶 正-负 导线外皮颜色 正-负 SC 铂铑10-铂 红-绿 KC 镍铬 - 镍硅 红-蓝 WC5/26 钨铼5-钨铼26 红-橙 补偿导线在0～100?C范围内的热电势与配套的热电偶的热电势相等，所以不影响测量精度。 补偿导线外形 A’ B’ 屏蔽层 保护层 热电偶传感器 第一节 温度测量的基本概念 一、温度测量的基本概念 温度标志着物质内部大量分子无规则运动的剧烈程度。温度越高，表示物体内部分子热运动越剧烈。 模拟图：在一个密闭的空间里，气体分子在高温时的运动速度比低温时快！ 低温 高温 二、温标 1、温度的数值表示方法称为温标。它规定了温度的读数的起点（即零点）以及温度的单位。各类温度计的刻度均由温标确定。 2、国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、热力学温标等。 几种温标的对比 正常体温为37 ?C ，相当于华氏温度多少度？ 热力学温标（K） 热力学温标是建立在热力学第二定律基础上的最科学的温标，是由开尔文（Kelvin）根据热力学定律提出来的，因此又称开氏温标。它的符号是T，单位是开尔文（K） 。 威廉·汤姆逊·开尔文勋爵像 三、温度测量及传感器分类 温度传感器按照用途可分为基准温度计和工业温度计； 按照测量方法又可分为接触式和非接触式； 按工作原理又可分为膨胀式、电阻式、热电式、辐射式等等； 按输出方式分，有自发电型、非电测型等。 介绍几种温度测量方法 示温涂料（变色涂料） 装满热水后图案变得清晰可辨 变色涂料在电脑内部温度中的示温作用 CPU散热风扇 低温时显示蓝色 温度升高后变为红色 红外温度计 先看一个实验——热电偶工作原理演示 结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。 热电极A 右端称为：自由端（参考端、冷端） 第二节 热电偶的工作原理 左端称为：测量端（工作端、热端） 热电极B 热电势 A B 热电偶是当前热电测温中普遍使用的一种感温元件，它的工作原理是基于热电效应． （一）热电效应及基本定律  两种不同材料的金属丝两端牢靠地接触在一起，组成图所示的闭合回路， 当两个接触点(称为结点)温度 t 和 t0 不相同时，回路中既产生电势，并有电流流通，这种把热能转换成电能的现象称为热电效应。 称回路电势为热电势。 两金属丝称为偶极或热电极。 两个结点中与被测介质接触的一个称为测量端或工作端、热端，另一个称为参考端或自由端、冷端。 结点产生热电势的微观解释及图形符号 两种不同的金属互相接触时，由于不同金属内自由电子的密度不同，在两金属A和B的接触点处会发生自由电子的扩散现象。自由电子将从密度大的金属A扩散到密度小的金属B，使A失去电子带正电，B得到电子带负电，从而产生热电势。 自由电子 ＋ A B eAB（ T ） T (一)两种导体的接触电动势 两种导体接触的时候，由于导体内的自由电子密度不同，如果NANB．电子密度大的导体A中的电子就向电子密度小的导体B扩散，从而由于导体A失去了电子而具有正电位。相反导体B由于接收到了扩散来的电子而具有负电位。 这样在扩散达到动态平衡时A、B之间就形成了一个电位差。这个电位差称为接触电动势。 式