热电偶热电阻.pptVIP

第1页，共36页，星期日，2025年，2月5日接触法测量：热膨式温度计（优缺点）热电偶温度计热电阻温度计特点：测量精度高、适合多点、集中测量和自动控制、滞后大、不适合动态测量非接触法测量：辐射式光学式声学式特点：适合高温测量、动态测量、测量容易受烟尘、空气的影响。第2页，共36页，星期日，2025年，2月5日本章学习要求：热电偶传感器（将温度变化转化为热电势变化）热电阻传感器（将温度变化转化为电阻变化）辐射测温温度检测电路第3页，共36页，星期日，2025年，2月5日热电偶是工业中常用的测温元件，属于能量转换型的传感器，测量信号易于传输和变换，主要测温范围500~1500℃。一、工作原理（热电效应）将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流，此现象称为热电效应。1.1热电偶测温技术第4页，共36页，星期日，2025年，2月5日物理基础1、塞贝克效应热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。热能转变成电能的现象。1821年德国物理学家塞贝克发现，铜-铋，铋-锑（热电第一效应）第5页，共36页，星期日，2025年，2月5日两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。第6页，共36页，星期日，2025年，2月5日塞贝克电动势的大小和方向决定于回路中两接触点的温度差和导体材料2、珀尔帖效应（热电第二效应）1834电流通过两种金属时接触点将吸热或放热。如果电流与塞贝克电流一致，热点—吸热如果电流与塞贝克电流相反，热点—放热电能转化为热能3、汤姆逊效应1851，热力学理论，珀尔帖效应是塞贝克效应的逆效应第7页，共36页，星期日，2025年，2月5日热电偶产生的热电势由两种导体的接触电动势和单一导体的温差电动势组成。1、接触电动势k——玻耳兹曼常数，e——电子电荷量，T——接触处的温度NA，NB——分别为导体A和B的自由电子密度。热端冷端第8页，共36页，星期日，2025年，2月5日2、温差电动势汤姆逊系数，含义是单一导体两端温差1度时的温差电势。第9页，共36页，星期日，2025年，2月5日第10页，共36页，星期日，2025年，2月5日热端电势冷端电势热电偶测温条件：热电偶两个电极材料不同两个接点的温度不同固定第11页，共36页，星期日，2025年，2月5日二、热电偶基本定律1、中间温度定律只有冷端温度不变时，热电势才与热端温度t成单值对应关系，但实际上冷端温度固定不变是不可能的。如把冷端放在冰水混合物中，可以使冷端保持0℃。第12页，共36页，星期日，2025年，2月5日2、中间导体定律在热电偶回路中接入第三、第四种均质材料的导体后，只要中间接入的导体两端具有相同的温度，就不会影响热电偶的热电势。在热电偶回路中引入各种显示仪表和连接导线，可以采用各种焊接方法来焊制热电偶，只要保证引入的中间导体两端的温度相同，就不致影响热电偶回路的热电势。TT0V第13页，共36页，星期日，2025年，2月5日对热电偶要求如下：①热电特性稳定②热电势要大，与温度最好呈线性关系③耐热性、抗氧化还原和耐蚀性强④复制性好⑤工艺性能好。特别焊接性能好。表1-1常用热电偶的基本特性三、工业用热电偶第14页，共36页，星期日，2025年，2月5日在铂铑10-铂热电偶中，以铂铑10丝为正极，纯铂丝为负极，分度号为S。它的测量范围为-20～1300℃，在良好的使用环境下可短期测量1600℃；适于在氧化性或中性介质中使用，耐高温，不宜氧化；有较好的化学稳定性；有较高的测量精度，可用于精密温度测量和作基准热电偶。铂铑10-铂热电偶(S)