现代传感技术8温度复习.pptVIP

* 现代传感技术 第8章热电式传感器 * 热电传感器 热能 电能 测量：温度、与温度有关的参量 —— 热电偶 温度 电势 电阻 金属 半导体 热电阻 热敏电阻 —— PN结型温度传感器 辐射温度传感器 §8-1 热电偶 一、热电效应 1、定义 M M偏转 热电势 热电偶、热电极、热端、冷端 2、热电势产生的原因 （1）接触电势 扩散 扩散 电场 漂移 —— 自由电子密度 —— 温差系数 —— 热端和冷端的绝对温度 （3）回路的总热电势 （2）温差电势 M 热端 冷端 产生热电势的条件：热电偶不同电极材料 两端温度不同 试验方法求解 忽略温差电势： 二、热电偶基本定律 1、中间导体定律 导体A、B组成的热电偶中插入第三种导体C，只要 导体C两端温度相同，则对热点偶总热电势无影响。 2、连接导体定律 热电偶导体A、B分别与连接导线C、D相接， 总热电势为两部分的代数和。 意义：运用补偿导线法进行温度测量的理论基础 3、中间温度定律 若导体A与C、B与D的材料分别相同，则： 意义：为制定分度表奠定了理论基础 已知温度T0=0 ℃时的热电势-温度关系，可求得参考温度不为0 ℃时的热电势。 4、参考电极定律 若两种导体A、B分别与第三种导体C组成热电偶 的热电势已知，则A、B组成的热电偶也已知。 标准电极：铂 例：已知 求： 三、热电偶的结构种类 1、热电偶的结构 （1）热电极 （2）绝缘材料 （3）保护套管 （4）接线盒 与介质隔离，优良传热性能 防止电极间短路：氧化铝管、耐火陶瓷 铝合金 热电性质稳定 物理化学性质稳定 电阻温度系数小、电阻率高 输出热电势大、输出呈线性 复制性好、工艺简单、价格低 ? ? ? ? ? 贵金属 普通金属 四、热电偶实用测量电路 1、测量单点温度 —— 热电偶、补偿导线和仪表内阻 2、测量两点之间的温差 仪表 3、测量平均温度 仪表 缺点：当有一只热电偶烧断时，不易察觉。 4、测量几点温度之和 仪表 应用电路 五、热电偶冷端补偿方法 2、恒温修正法 冷端保持恒定温度T0： T0 = 50℃ 五、热电偶冷端补偿方法 1、0℃恒温法 标准大气压下，冰水混合物 适用于实验室中的精确测量和检定热电偶时使用。 五、热电偶冷端补偿方法 3、补偿电桥法 冷端T = 0℃ T 升高 不变 锰铜丝 铜导线 §8-2 热电阻 一、热电阻材料特点 （1）高温度系数、高电阻率 （2）较宽测量范围内具有稳定的物理和化学性质 （3）良好的输出特性 （4）良好工艺性 原理：金属材料的电阻随温度变化而变化 二、常用热电阻 1、铂电阻 0 ~ 660℃ -190 ℃ ~ 0℃ 其中，Rt、R0 ——温度为 t ℃ 和 0 ℃ 时的电阻； A、B、C 为常数： A = 3.940 × 10-2 /℃ B = -5.84 × 10-7 /℃2 C = -4.22 × 10-12 /℃4 分度表 —— R0 = 50? 和 100 ? 时的 Rt – t 关系 三、热电阻的测量电路 1、三线制 uA r = 0，导线电阻 r 对测量无影响 平衡： 两线制 控制室 生产现场 指示仪表 r r Rt r：电桥电源；2r：相邻臂 （1）不受其它条件约束； （2）恒流源 I 稳定。 2、四线制 电位差计 ? ? ? ?