检测技术热电式传感器.pptVIP

检测技术热电式传感器第1页，共39页，星期日，2025年，2月5日测温方法接触式测温非接触式测温第2页，共39页，星期日，2025年，2月5日热电偶回路热电势由接触电势和温差电势组成。热电效应：两种不同材料的导体（或半导体）组成一个闭合回路，当两接点温度T和T0不同时，则在该回路中就会产生电动势的现象。一般用EAB(T,T0)表示。热端（测量端或工作端）、冷端（参考端或自由端）一、热电偶第3页，共39页，星期日，2025年，2月5日1)接触电势接触电动势的数值取决于两种不同导体的材料特性和接触点的温度。两接点的接触电动势eAB(T)和eAB（T0）可表示为含义：由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势。第4页，共39页，星期日，2025年，2月5日回路总接触电势2)温差电势同一导体，由于两端温度不同而产生的电势称为温差电势。第5页，共39页，星期日，2025年，2月5日机理：高温端的电子能量要比低温端的电子能量大，从高温端跑到低温端的电子数比从低温端跑到高温端的要多，结果高温端因失去电子而带正电，低温端因获得多余的电子而带负电，在导体两端便形成温差电动势。第6页，共39页，星期日，2025年，2月5日热电偶回路中产生的总热电势eAB(T,T0)=eAB(T)＋eB(T,T0)－eAB(T0)－eA(T,T0)热电偶性质：影响因素取决于材料和接点温度，与形状、尺寸等无关两热电极相同时，总电动势为0；两接点温度相同时，总电动势为0。因此，产生热电势的必备条件：由两种不同材料构成电极；两接点必须具有不同温度。 第7页，共39页，星期日，2025年，2月5日对于已选定的热电偶，当参考端温度T0恒定时，eAB(T0)=c为常数，则总的热电动势就只与温度T成单值函数关系，即只要测出eAB（T,T0）的大小，就能得到被测温度T，这就是利用热电偶测温的原理。第8页，共39页，星期日，2025年，2月5日热电偶的分度表S型(铂铑10-铂)热电偶分度表第9页，共39页，星期日，2025年，2月5日在热电偶测温回路内，接入第三种导体时，只要第三种导体的两端温度相同，则对回路的总热电势没有影响。中间导体定律应用：利用热电偶进行测温，在回路中引入连接导线和仪表不会影响回路中的热电势。2.热电偶基本定律第10页，共39页，星期日，2025年，2月5日测量仪表及引线作为第三种导体的热电偶回路第11页，共39页，星期日，2025年，2月5日中间温度定律eAB(t,t0)=eAB(t,tc)+eAB(tc,t0)在热电偶测温回路中，tc为热电极上某一点的温度，热电偶AB在接点温度为t、t0时的热电势eAB(t,t0)等于热电偶AB在接点温度t、tc和tc、t0时的热电势eAB(t,tc)和eAB(tc,t0)的代数和，即第12页，共39页，星期日，2025年，2月5日第13页，共39页，星期日，2025年，2月5日标准电极定率的意义通常选用高纯铂丝作标准电极。只要测得它与各种金属组成的热电偶的热电动势，则各种金属间相互组合成热电偶的热电动势就可根据标准电极定律计算出来。例：热端为100℃，冷端为0℃时，镍铬合金与纯铂组成的热电偶的热电动势为2.95mV，而考铜与纯铂组成的热电偶的热电动势为－4.0mV，则镍铬和考铜组成的热电偶所产生的热电动势应为：2.95－(－4.0)=6.95(mV)第14页，共39页，星期日，2025年，2月5日均质导体定律由两种均质导体组成的热电偶，其热电动势的大小只与两材料及两接点温度有关，与热电偶的大小尺寸、形状及沿电极各处的温度分布无关。即热电偶必须由两种不同性质的均质材料构成。应用：有助于检验两个热电极材料成分是否相同及材料的均匀性。第15页，共39页，星期日，2025年，2月5日为了适应不同生产对象的测温要求和条件，热电偶的结构形式有：普通型热电偶特殊热电偶－铠装型热电偶－薄膜热电偶等。3热电偶的结构与种类第16页，共39页，星期日，2025年，2月5日普通型热电偶结构工业中主要用于测量气体、蒸汽、液体等介质温度。第17页，共39页，星期日，2025年，2月5日由热电极、耐高温金属氧化物粉末、不锈钢套管一起拉细组成一体，结构紧凑、牢固可靠、挠性好、热惯性小、动态响应快。铠装型热电偶铠装型热电偶可长达上百米BA第18页，共39页，星期日，2025年，2月5日薄膜热电偶特点：