.现代检测技术温度测量..ppt

11.2热电偶 工业标准化热电偶，工艺成熟，应用广泛，性能良好稳定，能成批生产，同一型号可以互换，统一分度，并有配套显示仪表。工作端温度高于参考端时，前一导体为热电势的正极，后一种为负极，即前者材料的电子密度大于后者。 ⒈铂铑10-铂热电偶（分度号S） ⒉铂铑30- 铂铑6热电偶（分度号B) ⒊铂铑13-铂热电偶（分度号R) ⒋镍铬-镍硅热电偶（分度号K） ⒌镍铬-康铜热电偶（分度号E） ⒍镍铬硅-镍硅热电偶（分度号N） ⒎铜-康铜热电偶（分度号T） ⒏铁-康铜热电偶（分度号J） 11.2热电偶 ⑵非标准化热电偶 除了上述标准热电偶之外，在某些特殊条件下，例如超高温、超低温等，也应用一些特殊热电偶，因目前还没有达到国际标准化程度，非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表。 铱铑40-铱热电偶是当前唯一能在氧化气氛中测到 高温的热电偶，因此成为宇航火箭技术中的重要测温元件 范围内使用。 镍铬-金铁是一种较为理想的低温热电偶，可在 11.2热电偶 此外，利用石墨和难熔化合物这些非金属材料熔点高，在 以上高温条件下性能稳定的特点，作为高温热电偶材料可以解决金属热电偶材料无法解决的问题。目前已研制出碳—石墨、石墨-碳化硅、石墨-碳化钼以及硼化碳-碳等非金属热电偶。 三、热电偶的结构： ⒈普通热电偶 工业上常用的普通热电偶的结构由热电极1、绝缘套管2（防止两个热电极在中间位置短路）、保护套管3（使热电极免受化学侵蚀及机械损伤）、接线盒4（连接导线通过接线盒与热电极连接）、接线盒5（防止灰尘、水分及有害气体进入保护套管内）组成。 11.2热电偶 普通热电偶主要用于气体、蒸汽和液体等介质的温度测量，这类热电偶已做成标准形式，可根据测温范围和环境条件选择合适的热电极材料和保护套管。 图11-8?普通热电偶的基本结构? 11.2热电偶 ⒉铠装热电偶(又称缆式热电偶) 铠装热电偶是将热电极、缘材料连同金属保护套一起拉制成形的，可做得很细、很长，其外径可小到1-3mm，而且可以弯曲，适合于测量狭小的对象上各点的温度。铠装热电偶种类多，可制成单芯、双芯和四芯等。主要特点是测量端热容量小；动态响应快；有良好的柔性，便于弯曲；抗振性能好，强度高。 ⒊薄膜热电偶 用真空蒸镀（或真空溅射）的方法，将热电偶材料淀积在绝缘基板上而制成的热电偶称薄膜热电偶。由于热电偶可以做得很薄，测表面温度时不影响被测表面的温度分布，其本身热容量小，动态响应快，故适合于测量微小面积和瞬时变化的温度。 11.2热电偶 图11-9?薄膜热电偶 1-测量端?2-绝缘基板?3、4-热电极?5、6-引出线?7-接头夹具 11.2热电偶 图11-10??铠装热电偶 1-接线盒?2-金属套管?3-固定装置? 4-绝缘材料 5-热电极 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。 11.2热电偶 一、测温原理和方法 ⒈理论依据 已知热电偶两个电极的材料确定以后，热电偶的热电动势就只与热电偶两端温度有关，如果使参考端温度恒定不变，则对给定材料的热电偶，其热电动势就只与工作端温度T成单值函数关系，即 ?（11-14） 11.2.3热电偶测温电路 11.2热电偶 ⒉热电偶测量线路 ①测量单点温度的基本电路 热电偶与动圈式仪表连接，如图11-11所示。 图11-11?热电偶与动圈仪表连接使用 11.2热电偶 该力矩M促使线圈绕中心轴转动。线圈转动时，支持线圈的张丝便产生反作用力矩，其大小与线圈的偏转角成正比，即 （11-16） 在线圈几何尺寸和匝数已定的条件下，M只与流过线圈的电流大小成正比，即 （11-15） 11.2热电偶 ????（11-18）?? 式中， -回路的热电势 平衡时，动圈停止在某一位置上，此时流过仪表的电流为 当 和 动圈的偏转角为 式中，C—-仪表灵敏度，显示动圈转角与流过线圈的电流具有单值正比关系。 （11-17） 11.2热电偶 ②热电偶串联（热电堆） 图中C、D为补偿导线，回路总电势为： （11-19） 即回路总电势为各热电偶电势之和。 如果要测平均温度，则 为了提高测量精度和灵敏度，也可将n支型号相同的热电偶依次串联，如图11-13。 11.2热电偶 图11-12?两支热电偶的串联 11.2热电偶 图11-13?正向串联 11.2热电偶 ③热电偶并联-平均温度测量 测量平均温度的方法是用几支同型号的热电偶并联接在一起。 使用热电偶并联的方法测多点的平均温度，其优点是仪表的分度仍然和单