第七章热电式.pptVIP

（一）补偿导线补偿导线是由两种不同性质的廉价金属材料制成，在一定温度范围内（0～100℃）与所配接的热电偶具有相同的热电特性的特殊导线。如图7-1热电偶测温系统示意图中，用补偿导线（连接导线）连接热电偶和显示仪表，根据中间温度定律，热电偶与补偿导线产生的热电势之和为E(t,t0)，因此补偿导线的使用相当于将热电极延伸至与显示仪表的接线端，使回路热电势仅与热端和补偿导线与仪表接线端（新冷端）温度t0有关，而与热电偶接线盒处（原冷端）温度t0变化无关。第30页，共70页，星期日，2025年，2月5日（二）冷端温度校正法1.计算修正法已知冷端温度t0，根据中间温度定律，应用下式进行修正：E（t，0）＝E（t，t0）＋E（t0，0）（7-14）式中E（t，t0）—为回路实际热电势。第31页，共70页，星期日，2025年，2月5日2.机械零位调整法调整机械零位相当于外线路电势输入为零时预先给仪表输入一个电势E（t0，0）。当接入热电偶后，外电路热电势E（t，t0）与表内预置电势E（t0，0）迭加，使回路总电势正好为E（t，0），仪表直接指示出热端温度t。使用仪表机械零位调整法简单方便，但冷端温度发生变化时，应及时断电，重新调整仪表机械零位，使之指示到新的冷端温度上。第32页，共70页，星期日，2025年，2月5日（三）冰浴法实验室常采用冰浴法使冷端温度保持为恒定0℃，对热电偶进行热电势值的校验。（四）补偿电桥法如图7-10所示。桥臂电阻R1、R2、R3、RCu与热电偶冷端处于相同的温度环境，R1、R2、R3均为由锰铜丝绕制的1Ω电阻，RCu是用铜导线绕制的温度补偿电阻。E=4V是经稳压电源提供的桥路直流电源。Rs是限流电阻，阻值因配用的热电偶不同而不同。第33页，共70页，星期日，2025年，2月5日图7-10热电偶冷端补偿电桥1-热电偶，2-补偿导线，3-铜导线，4-补偿电桥第34页，共70页，星期日，2025年，2月5日一般选择RCu阻值，使电桥在20℃时处于平衡，此时=1Ω，20℃称为平衡点温度，电桥平衡，不起补偿作用。冷端温度变化，热电偶热电势Ex将变化：E（t，t0）-E（t，20）=E（20，t0），此时电桥不平衡，适当选择RCu的大小，使Uab=E（t0，20），与热电偶热电势叠加，则外电路总电势保持EAB（t，20），不随冷端温度变化而变化。如果配用仪表机械零位调整法进行校正，则仪表机械零位应调至冷端温度补偿电桥的平衡点温度（20℃）处，不必因冷端温度变化重新调整。第35页，共70页，星期日，2025年，2月5日第二节金属热电阻传感器电阻式传感器广泛用于测量-200～+960℃范围内的温度。是利用导体或半导体的电阻随温度变化而变化的性质而工作的，用仪表测量出热电阻的阻值变化，从而得到与电阻值对应的温度值。电阻式传感器分为金属热电阻传感器和半导体热电阻传感两类。前者称为热电阻，后者称为热敏电阻。第36页，共70页，星期日，2025年，2月5日一、金属热电阻测温原理金属热电阻主要是利用电阻随温度升高而增大的特性来测量温度的。温度升高，金属内部子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻力增大，宏观上表现出电阻率变大，总电阻值增加。热电阻的阻值与温度的关系为Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3+Dt4)(7-15)式中：R0—热电阻在0℃时的电阻值；A、B、C、D—温度系数。第37页，共70页，星期日，2025年，2月5日为了准确地测出电阻的大小以反映温度的高低，常采用电桥来测量Rt阻值的变化，并转化为电压输出，其原理如图7-11所示。图7-11热电阻测温电桥原理第38页，共70页，星期日，2025年，2月5日当温度处于测量下限时，Rt=Rtmin，合理设计桥路电阻阻值，满足：R3·(Rtmin+2R1)=R2·R4此时电桥平衡，△U=0，即：(7-16)第39页，共70页，星期日，2025年，2月5日(7-17)当温度上升时，使Rt=Rtmin+△R1，桥路失去平衡，有：第40页，共70页，星期日，2025年，2月5日由于热电阻引入桥路的连接导线的阻值R1会随环境温度的变化而变化，根据式7-13，当环境温度变化时，连接导线电阻值R1的变化2△R1将与热电阻阻值变化相叠加，此时：(7-18)第41页，共70页，星期日，2025年，2月5日二.