传感器技术及应用（第二版）热电式传感器.pptx

热电式传感器;本章内容;学习目标;预备知识;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。;温标;热力学温标（K）;1990国际温标(ITS-90);摄氏温标;几种温标的对比;8.1热电偶;;;;=ln=

=ln=;;;;;;;E;;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T、T0(如图所示)时,则其热电势为:;EAB（T,T0）=EAB（T,0）-EAB（T0,0）

;热电偶的分度表;K型(镍铬—镍硅)热电偶分度表;S型(铂铑10-铂)热电偶分度表;工程用热电偶材料应满足条件：热电势变化尽量大，热电势与温度关系尽量接近线性关系，物理、化学性能稳定，易加工，复现性好，便于成批生产，有良好的互换性。;标准化热电偶的主要性能和特点;标准化热电偶的主要性能和特点;;;普通装配型热电偶的外形;;铠装型热电偶外形;;;;热电偶一般做得较短，一般为350～2000mm。

在实际测温时，需要把热电偶输出的电势信号传输到远离现场数十米远的控制室里的显示仪表或控制仪表，这样,冷端温度t0比较稳定。;常用补偿导线;;当冷端温度t0不等于0℃，需要对热电偶回路的测量电势值EAB（t，t0）加以修正。当工作端温度为t时，分度表可查EAB(t,0)与EAB(t0,0)。

根据中间温度定律得到：;例子

用镍铬-镍硅热电偶测量加热炉温度。已知冷端温度t0=30℃，测得热电势EAB（t，t0）为33.29mV,求加热炉温度。

解：查镍铬-镍硅热电偶分度表得EAB（30，0）1.203mV。可得;;;特殊情况下，热电偶可以串联或并联使用，但只能是同一分度号的热电偶，且冷端应在同一温度下。如热电偶正向串联，可获得较大的热电势输出和提高灵敏度；在测量两点温差时，可采用热电偶反向串联；利用热电偶并联可以测量平均温度。;1）测量单点温度;3）测量平均温度;4）测量几点温度之和;;例用镍铬-镍硅(K)热电偶测量炉温时，其冷端温度为30℃，用高精度毫伏表测得这时的热电动势为38.505mV，试求炉温为多少?

解：查镍铬-镍硅热电偶K分度表可知

E(30，0)=1.203mV

根据式中间温度定??可计算出

反查分度表可知其对应的实际温度为

℃;原理：金属材料的电阻随温度变化而变化

;取一只100W/220V灯泡，用万用表测量其电阻值，可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电阻值应为484?。;金属热电阻的材料、结构要求：;8.2.1常用热电阻;在0～850℃范围内，铂电阻的电阻值与温度的关系为

在–200℃～0℃范围内为：

式中R0、Rt——温度为0及t℃时的铂电阻的电阻值；

A、B、C——常数值，其中：

A=3.96847×10-3℃-1或3.94851×10-3℃-1

B=–5.847×10-7℃-2或–5.851×10-7℃-2

C=–4.22×10-12℃-4或–4.04×10-12℃-4;铂电阻的纯度以R100/R0表示，R100表示在标准大气压下水沸点时的铂的电阻值。国际温标规定，作为基准器的铂电阻，其R100/R0不得小于1.3925。

目前我国规定工业用铂热电阻有R0=10?和R0=100?两种，它们的分度号分别为Pt10和Pt100，其中以Pt100为常用。

用途：钢铁,地质,石油,化工等生产工艺流程,各种食品加工,空调设备及冷冻库,恒温槽等的温度检测与控制中。;铂电阻分度表;薄膜型及普通型铂热电阻;2.铜热电阻

在一些测量精度要求不高且温度较低的场合，可采用铜热电阻进行测温，它的测量范围为-50～150℃。

铜热电阻在测量范围内其电阻值与温度的关系几乎是线性的，可近似地表示为

Rt=R0（1+αt）

α=4.28×10-3/℃

两种分度号：Cu50(R0=50Ω)和Cu100（R0=100