第08章热电式传感器.pptVIP

电桥补偿法是利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度不在0℃时引起的热电势变化值，在热电偶与测温仪表之间串接一个直流不平衡电桥，电桥中的R1、R2、R3、由电阻温度系数很小的锰铜丝制作，另一桥臂的RT由温度系数较大的铜线绕制。电桥的4个电阻均和热电偶冷端处在同一环境温度，但由于RT的阻值随环境温度变化而变化，使电桥产生的不平衡电压的大小和极性随着环境温度的变化而变化，从而达到自动补偿的目的。补偿原理第八章热电式传感器第62页，共87页，星期日，2025年，2月5日第八章热电式传感器ABS材质外壳，PVC导线,用于电冰箱、冰柜。耐腐防潮1.耗散系数：5mW/℃2.热时间常数:10S3.测温范围:-40℃~~~+110℃第30页，共87页，星期日，2025年，2月5日第八章热电式传感器铜质外壳，PVC导线，用于空调、饮水机铜制、不锈钢外壳，PVC导线，用于热水器第31页，共87页，星期日，2025年，2月5日第八章热电式传感器MZ4系列加热用PTC热敏电阻MZ5汽车测温用PTC热敏电阻第32页，共87页，星期日，2025年，2月5日第八章热电式传感器MZ41系列卷发器用PTC热敏电阻MZ6系列电机保护用PTC热检测器第33页，共87页，星期日，2025年，2月5日§8-3热电偶传感器一、热电偶传感器的工作原理第八章热电式传感器赛贝克ThomasJohannSeebeck1、热电效应赛贝克（Seebeck）效应(热电势)1821年赛贝克发现了铜、铁这两种金属的温差电现象。即在这两种金属构成的闭合回路中，对两个接头的中一个加热即可产生电流。在冷接头处，电流从铁流向铜。由于冷、热两个端（接头）存在温差而产生的电势差e，就是温差热电势。这种由两种不同的金属构成的能产生温差热电势的装置称为热电偶。第34页，共87页，星期日，2025年，2月5日第八章热电式传感器将两根不同材料的导体或半导体（A和B）联接起来构成一个回路，如果两个接合点处的温度不同（T0≠T），则在两导体中产生热电势，并在回路中有一定大小的电流，这种现象称为热电效应。AB1T0T2mA铜铁热电偶的温差热电势与温度关系曲线第35页，共87页，星期日，2025年，2月5日AB1T0T2由热电效应制成的测温传感器就是热电偶。测温时：结点2置于被测温度场中，称为测量端（工作端、热端）；结点1处于某一恒定温度（或已知温度），称为参考端（自由端或冷端）。可见热电偶由温差产生的热电势是随介质温度变化而变化，即： Et＝eAB(T)－eAB(T0)； eAB(T0)—温度为T0处热电势； eAB(T)—温度为T处热电势。 Et—热电偶的热电势；第八章热电式传感器第36页，共87页，星期日，2025年，2月5日AB1T0T2热电偶示意图ABT0T测量仪表或电路热电偶与测量仪表连接示意图第八章热电式传感器第37页，共87页，星期日，2025年，2月5日2、热电偶的热电势经研究发现，热电势实际上由接触电势和温差电势组成。由于不同的金属材料所具有的自由电子密度不同，当两种不同的金属导体接触时，在接触面上就会发生电子扩散。电子的扩散速率与两导体的电子密度有关并和接触区的温度成正比。设导体A和B的自由电子密度为NA和NB，且有NANB，电子扩散的结果使导体A失去电子而带正电，导体B则因获得电子而带负电，在接触面形成电场。这个电场阻碍了电子继续扩散，达到动态平衡时，在接触区形成一个稳定的电位差，即接触电动势。(1)接触电动势第八章热电式传感器第38页，共87页，星期日，2025年，2月5日第八章热电式传感器其大小可表示为：式中：K—波尔兹曼常数，K＝1.38×10-23e—电子电荷量e=1.6×10-19CNA(NB)为A(B)材料的自由电子密度。ABT0T接触电势第39页，共87页，星期日，2025年，2月5日同一导体中的，如果两端温度不同，在两端间会产生电动势，即产生单一导体的温差电动势，这是由于导体内自由电子在高温端具有较大的动能，因而向低温端扩散的结果。高温端因失去电子而带正电，低温端由于获得电子而带负电，在高低温端之间形成一个电位差。温差电动势的大小与导体的性质和两端的温