傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿

1、傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 電容傳感器測量電路分類電容傳感器測量電路分類 測量電路 （轉換電路） 調制型脈沖型 調頻電路 調幅電路-電流電橋（輸出交流信 號） -直接通過低通濾波之后即可得到 反映極板變化方向的直流信號 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 2、二極管雙、二極管雙T形交流電橋（了解）形交流電橋（了解） 如圖4-14示。 e是高頻電源， 它提供了幅值為U的對稱方波，VD1、 VD2為特性完全相同的兩只二極管，固定電阻R1=R2=R， C1、C2為傳感器的兩個差動電容。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 圖4-14 二極管雙T形交流電橋 VD2 VD1 e

2、 C1C2 A B R2 R1 RL U R2 RL R1 I1I2 (a) (b)(c) C1C2U R1 RL R2 C1C2 1 I 2 I 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 當傳感器沒有輸入時，C1=C2。 電路工作原理：當e為正半周時，二極管VD1導通、VD2截止，于是電容C1 充電，其等效電路如圖4-14（b）所示；在隨后負半周出現(xiàn)時，電容C1上 的電荷通過電阻R1，負載電阻RL放電，流過RL的電流為I1。 當e為負半周時，VD2導通、VD1截止，則電容C2充電，其等效電路如 圖4-14 （c）所示；在隨后出現(xiàn)正半周時， C2通過電阻R2，負載電阻RL放 電，流過RL的電流

3、為I2 。 電流I1=I2，且方向相反，在一個周期內(nèi)流過RL的平均電流為零。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 若傳感器輸入不為0，則C1C2, I1I2, 此時在一個周期 內(nèi)通過RL上的平均電流不為零， 因此產(chǎn)生輸出電壓，輸 出電壓在一個周期內(nèi)平均值為 )( )( )2( )()( 1 21 21 0 CCUfR RR RRR dtRtItI T RIU L L L L T LLo 式中, f為電源頻率。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 當RL已知， )( )( )2( 2 常數(shù)MR RR RRR L L L 則測量電路輸出電壓與傳感器電容值之間關系為： )( 21 CCU

4、fMUo 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 結論：輸出電壓Uo不僅與電源電壓幅值和頻率有關，而且 與T形網(wǎng)絡中的電容C1和C2的差值有關。當電源電壓確定后，輸 出電壓Uo是電容C1和C2的函數(shù)。 電路的靈敏度與電源電壓幅值和頻率有關，故輸入電源要 求穩(wěn)定。 當U幅值較高，使二極管VD1、VD2工作在線性區(qū)域時， 測量的非線性誤差很小。電路的輸出阻抗與電容C1、C2無關， 而僅與R1、 R2及RL有關，約為1100k。輸出信號的上升沿時間 取決于負載電阻。對于1 k的負載電阻上升時間為20s左右， 故可用來測量高速的機械運動。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 3、 脈沖寬度調制

5、電路脈沖寬度調制電路 （了解）（了解） 圖4-16 脈沖寬度調制電路圖 雙穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器 V D1 V D2 R1 R2 A uAB F G Cx1 Cx2B Q Q # # A1 A2 Ur 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 圖4-17 脈沖寬度調制電路電壓波形 uA U1 o uB U1 o uAB o uF o Ur T1 U1 uG Ur o T2 U1 t t t t t uA U1 o t uB U1 o uAB Uo o uF Ur o uG Ur o T2 T1 U 1 t t t t (a)(b) 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 電路各點波形如圖4-17（b）

6、所示，此時uA、uB脈沖寬度不 再相等，一個周期(T1+T2)時間內(nèi)的平均電壓值不為零。此uAB電 壓經(jīng)低通濾波器濾波后， 可獲得Uo輸出 21 21 1 TT TT UUUU BAo 式中： U1觸發(fā)器輸出高電平； T1、T2Cx1、Cx2充電至Ur時所需時間。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 由電路知識可知 r x r x UU U nCRT UU U nCRT 2 2 222 1 1 111 1 1（4-39） （4-40） 將T1、T2代入式（4-38），得 1 21 21 U CC CC U xx xx o （4-41） 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 把平行板電

7、容的公式代入式（4-41），在變極板距離的情況下可得 1 21 21 U dd dd Uo （4-42） 式中, d1、d2分別為Cx1、Cx2極板間距離。 當差動電容Cx1= Cx2=C0，即d1=d2=d0時，Uo=0；若Cx1Cx2， 設Cx1 Cx2 ，即d1=d0-d, d2=d0+d, 則有 1 0 U d d Uo （4-43） 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 同樣， 在變面積電容傳感器中， 則有 1 U S S Uo （5-44） 由此可見，差動脈寬調制電路適用于變極板距離以及變面 積差動式電容傳感器，并具有線性特性，且轉換效率高，經(jīng)過 低通放大器就有較大的直流輸出，

8、調寬頻率的變化對輸出沒有 影響。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 4 交流電橋（理解）交流電橋（理解） 引入原因：由于應變電橋輸出電壓很小，一般都要加 放大器，而直流放大器易于產(chǎn)生零漂，因此應變電橋多采 用交流電橋。 由于供橋電源為交流電源，引線分布電容使得二橋臂 應變片呈現(xiàn)復阻抗特性，即相當于兩只應變片各并聯(lián)了 一個電容。 U 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 交流電橋 Z1 U o U (a) Z2 Z3Z4 R1 R2 R4 R3 o U C1 C2 U (b) 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 交流電橋輸出： )( 4321 3241 ZZZZ ZZZZ UU

9、o 電橋平衡條件：Uo=0，即 Z1Z4=Z2Z3 交流電橋的平衡條件（實部、虛部分別相等）： 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 當被測量變化引起Z1=Z10+Z, Z2=Z20Z變化時 （Z10=Z20=Z0），則電橋輸出為 00 0 2 1 2 1 2Z Z U Z ZZ UUo 1423 1234 ()() o Z ZZ Z UU ZZZZ 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 概述概述 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 溫度測量方法及分類溫度測量方法及分類 測量方法按感溫元件是否與被測介質測量方法按感溫元件是否與被測介質 接觸接觸, , 可以分成接觸式與非接觸式兩大

10、類。可以分成接觸式與非接觸式兩大類。 接觸式測溫方法是使溫度敏感元件和被測溫度對象相接觸接觸式測溫方法是使溫度敏感元件和被測溫度對象相接觸, , 當被測溫度與感溫元件達到熱平衡時當被測溫度與感溫元件達到熱平衡時, , 溫度敏感元件與被測溫度敏感元件與被測 溫度對象的溫度相等。溫度對象的溫度相等。 非接觸式測溫方法是應用物體的熱輻射能量隨溫度的變化非接觸式測溫方法是應用物體的熱輻射能量隨溫度的變化 而變化的原理。而變化的原理。 概述概述 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 溫度傳感器的種類很多，如果按價格和性能可分為：溫度傳感器的種類很多，如果按價格和性能可分為： 熱膨脹溫度傳感器，有液體

11、、氣體的玻璃式溫度計、熱膨脹溫度傳感器，有液體、氣體的玻璃式溫度計、 體溫計，結構簡單，應用廣泛；體溫計，結構簡單，應用廣泛； 家電、汽車上使用的傳感器，價格便宜、用量大、成家電、汽車上使用的傳感器，價格便宜、用量大、成 本低、性能差別不大；本低、性能差別不大； 工業(yè)上使用的溫度傳感器，性能價格差別比較大，因工業(yè)上使用的溫度傳感器，性能價格差別比較大，因 為傳感器的精度直接關系到產(chǎn)品質量和控制過程，通常價為傳感器的精度直接關系到產(chǎn)品質量和控制過程，通常價 格比較昂貴。格比較昂貴。 概述概述 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 概述概述 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 概述概述

12、各種熱電阻各種熱電阻 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 概述概述 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 熱電偶溫度傳感器 熱電偶是工程上應用最廣泛的溫度傳感器。熱電偶是工程上應用最廣泛的溫度傳感器。 其結構簡單、使用方便、測溫點小、準確度其結構簡單、使用方便、測溫點小、準確度 高、熱慣性小、響應速度快、便于維修、復高、熱慣性小、響應速度快、便于維修、復 現(xiàn)性好；現(xiàn)性好； 測溫范圍廣，一般為測溫范圍廣，一般為-270-270+2800+2800； 直接輸出電信號，不需要轉換電路。適于遠直接輸出電信號，不需要轉換電路。適于遠 距離測量、自動記錄、集中控制等優(yōu)點。在距離測量、自動記錄、集

13、中控制等優(yōu)點。在 溫度測量中占有很重要的地位。溫度測量中占有很重要的地位。 缺點是存在冷端溫度補償問題。缺點是存在冷端溫度補償問題。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 1. 1. 熱電效應熱電效應 兩種不同材料的導體兩種不同材料的導體A A和和B B組成一個閉合電路時，若兩組成一個閉合電路時，若兩 接點溫度不同，則在該電路中會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)接點溫度不同，則在該電路中會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn) 象稱為象稱為熱電效應熱電效應。該電動勢稱為熱電動勢。該電動勢稱為熱電動勢。 圖圖8-4 8-4 熱電偶測溫原理圖熱電偶測溫原理圖 一 熱電偶工作原理 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 熱電偶

14、工作原理演示 熱端溫度高于冷端溫度時，回路中產(chǎn)生的熱電勢大于零熱端溫度高于冷端溫度時，回路中產(chǎn)生的熱電勢大于零 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 冷熱端溫度相等時，回路中不產(chǎn)生熱電勢冷熱端溫度相等時，回路中不產(chǎn)生熱電勢 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 熱端溫度低于冷端溫度時，回路中產(chǎn)生的熱電勢小于零熱端溫度低于冷端溫度時，回路中產(chǎn)生的熱電勢小于零 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 熱電動勢的組成 圖圖8-7 8-7 熱電偶回路總熱電勢熱電偶回路總熱電勢 0000 ( , )( )( , )( )( , ) ABABBABA Et tetet tetet t 兩種導體的

15、兩種導體的 接觸電勢接觸電勢 兩種導體的接觸電勢兩種導體的接觸電勢 單一導體的溫差電勢單一導體的溫差電勢 溫差溫差 電勢電勢 很小很小 單一導體的單一導體的 溫差電動勢溫差電動勢 接觸電動勢接觸電動勢 的數(shù)值取決的數(shù)值取決 于兩種導體于兩種導體 的性質和接的性質和接 觸點的溫度，觸點的溫度， 而與導體的而與導體的 形狀及尺寸形狀及尺寸 無關無關 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 2.單一導體的溫差電勢（湯姆遜電勢）單一導體的溫差電勢（湯姆遜電勢） 對單一金屬如果兩邊溫度不同，兩端也產(chǎn)生電勢。對單一金屬如果兩邊溫度不同，兩端也產(chǎn)生電勢。 產(chǎn)生這個

16、電勢是由于導體內(nèi)自由電子在高溫端具產(chǎn)生這個電勢是由于導體內(nèi)自由電子在高溫端具 有較大的動能，會向低溫端擴散。由于高溫端失有較大的動能，會向低溫端擴散。由于高溫端失 去電子帶正電，低溫端得到電子帶負電。去電子帶正電，低溫端得到電子帶負電。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 總熱電動勢表達式 則總的熱電動勢就只與熱端溫度則總的熱電動勢就只與熱端溫度t t 成成 單值函數(shù)關系，即單值函數(shù)關系，即 0 ( ,)( )( ) ABAB Et tetCf t 00 ( ,)( )( ) ABABAB Et tetet 0000 ( , )( )( , )( )( , ) ABABBABA Et t

17、etet tetet t 溫差電勢溫差電勢 很小，可很小，可 忽略不計忽略不計 總熱電總熱電 勢表達勢表達 式式 t to o 恒定恒定 e eAB AB（ （t to o）= = C C 熱端接熱端接 觸電勢觸電勢 冷端接冷端接 觸電勢觸電勢 A A導體的導體的 溫差電勢溫差電勢 B B導體的導體的 溫差電勢溫差電勢 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 2 熱電偶的基本定律 （1 1） 中間導體定律中間導體定律 在熱點偶回路中接入第三種導體，在熱點偶回路中接入第三種導體， 只要該導體兩端溫度相等，則對熱電偶回路總的熱只要該導體兩端溫度相等，則對

18、熱電偶回路總的熱 電動勢無影響電動勢無影響 。同樣加入第四、第五種導體后，只。同樣加入第四、第五種導體后，只 要其兩端溫度相同，同樣不影響電路中的總熱電動要其兩端溫度相同，同樣不影響電路中的總熱電動 勢。勢。 EABC（t,to）= EAB（t，to） 中間導體定律中間導體定律 第三第三 種導種導 體體 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 中間導體定律的意義 根據(jù)這個定律，我們可采取任何方式焊接導線，可以將熱根據(jù)這個定律，我們可采取任何方式焊接導線，可以將熱 電動勢通過導線接至測量儀表進行測量電動勢通過導線接至測量儀表進行測量, ,且不影響測量精且不影響測量精 度?？刹捎瞄_路熱電偶對度。

19、可采用開路熱電偶對液態(tài)金屬液態(tài)金屬和和金屬壁面金屬壁面進行溫度測進行溫度測 量，只要保證兩熱電極插入地方的量，只要保證兩熱電極插入地方的溫度相同溫度相同即可。即可。 圖圖8-8 8-8 連接儀表的熱電偶測量回路連接儀表的熱電偶測量回路 開路熱電偶測溫開路熱電偶測溫 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 （2）連接導體定律與中間溫度定律 在熱電偶測量電路中，測量端溫度為在熱電偶測量電路中，測量端溫度為t t，自由端為，自由端為t to o， 中間溫度為中間溫度為tt， 則（則（t t，t to o）的熱電勢等于（）的熱電勢等于（t t，tt）與（）與（tt，t to o） 熱電勢代數(shù)和。即熱

20、電勢代數(shù)和。即 tt0 t t A B tt0 tt A B A B + 中間溫度定律中間溫度定律 00 ( , )( , )( , ) ABABAB Et tEt tEt t 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 中間溫度定律的意義中間溫度定律的意義 1 1、利用該定律，可對參考端溫度不為、利用該定律，可對參考端溫度不為00的的 熱電勢進行修正。熱電勢進行修正。 2 2、熱電勢只取決于冷、熱接點的溫度，而、熱電勢只取決于冷、熱接點的溫度，而 與熱電極上的溫度分布無關。與熱電極上的溫度分布無關。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 中間溫度定律 tt0 A B tc tc )(AA

21、)(BB 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 另外，可以選用廉價的熱電偶另外，可以選用廉價的熱電偶AA、BB代替代替tt到到toto段的段的 熱電偶熱電偶A A、B B，（只要在，（只要在 tt、toto溫度范圍內(nèi)溫度范圍內(nèi)AA、BB與與A A、 B B熱電偶具有相近的熱電勢特性，）便可將熱電偶冷端延熱電偶具有相近的熱電勢特性，）便可將熱電偶冷端延 長到溫度恒定的地方再進行測量，使測量距離加長，還可長到溫度恒定的地方再進行測量，使測量距離加長，還可 以降低測量成本，而且不受原熱電偶自由端溫度以降低測量成本，而且不受原熱電偶自由端溫度tt的影的影 響。這就是在實際測量中，對冷端溫度進行修正

22、，運用補響。這就是在實際測量中，對冷端溫度進行修正，運用補 償導線延長測溫距離，消除熱電偶自由端溫度變化影響的償導線延長測溫距離，消除熱電偶自由端溫度變化影響的 道理。道理。 中間溫度定律的意義中間溫度定律的意義 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 （3）參考（標準）電極定律 如圖如圖5-185-18所示，已知熱電極所示，已知熱電極A A、B B與參考電極與參考電極C C 組成的熱電偶在接點溫度為（組成的熱電偶在接點溫度為（t t，toto）時的熱電）時的熱電 動勢分別為動勢分別為E EAC AC（ （t t，toto），），E EBC BC（ （t t，toto），則相同），則相同 溫

23、度下，由溫度下，由A A，B B兩種熱電極配對后的熱電動勢兩種熱電極配對后的熱電動勢E EAB AB 可按下面公式計算為可按下面公式計算為 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 000 ( , )( , )( , ) ABACBC Et tEt tEt t 圖圖5-18 5-18 參考電極定律參考電極定律 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 標準導體定律的意義 通常選用高純鉑絲作標準電極 只要測得它與各種金屬組成的熱電偶的熱電動勢，則 各種金屬間相互組合成熱電偶的熱電動勢就可根據(jù)標 準電極定律計算出來。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 參考電極定律舉例 例例1 1 已知鉑銠

24、已知鉑銠3030鉑熱電偶的鉑熱電偶的E E（1084.51084.5， 00）= 13.937mV= 13.937mV， 鉑銠鉑銠6 6鉑熱電偶的鉑熱電偶的 E E（1084.51084.5，00） = 8.354mV= 8.354mV， 求：鉑銠求：鉑銠3030鉑銠鉑銠6 6熱電偶在同樣溫度條件下熱電偶在同樣溫度條件下 的熱電動勢。的熱電動勢。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 E EAB AB（ （1084.51084.5，00） = = E EAC AC（ （1084.51084.5，0 0 ）- - E EBC BC（ （1084.51084.5，00） = 5.622mV=

25、5.622mV 解解: : 設設A A 為鉑銠為鉑銠3030電極，電極，B B 為鉑銠為鉑銠6 6電極，電極，C C 為純鉑電極為純鉑電極 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 結構：結構： 普通熱電偶，測量氣體、蒸汽、液體等，棒形結構；普通熱電偶，測量氣體、蒸汽、液體等，棒形結構； 薄膜熱電偶，用于火箭、飛機噴嘴溫度測量，結構較?。槐∧犭娕?，用于火箭、飛機噴嘴溫度測量，結構較薄； 鎧裝熱電偶，用以測量狹小對象，結構細長、可彎曲；鎧裝熱電偶，用以測量狹小對象，結構細長、可彎曲； 表面熱電偶，用于弧形表面物體測溫；表面熱電偶，用于弧形表面物體測溫； 消耗式熱電偶，主要用于鋼水溫度測量。消耗

26、式熱電偶，主要用于鋼水溫度測量。 a)a)普通熱電偶普通熱電偶 b)b)薄膜熱電偶薄膜熱電偶 c)c)鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 根據(jù)熱電偶的測溫原理，熱電偶回路的熱電根據(jù)熱電偶的測溫原理，熱電偶回路的熱電 勢只與冷端和熱端的溫度有關，當冷端溫度保勢只與冷端和熱端的溫度有關，當冷端溫度保 持不變時，熱電勢才與測量端溫度成單值對應持不變時，熱電勢才與測量端溫度成單值對應 關系。但在實際測量時，冷端溫度常隨環(huán)境溫關系。但在實際測量時，冷端溫度常隨環(huán)境溫 度變化而變化，度變化而變化， 不能保持恒定，因而會產(chǎn)生不能保持恒定，因而會產(chǎn)生 測量誤差。為了消除或補償冷端溫

27、度的影響，測量誤差。為了消除或補償冷端溫度的影響， 常采用以下幾種方法。常采用以下幾種方法。 4 熱電偶冷端溫度的補償 0 t 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 （1）0恒溫法（冰浴法） 將熱電偶的冷端置于將熱電偶的冷端置于00的恒溫器內(nèi)，保持為的恒溫器內(nèi)，保持為00。 此時測得的熱電勢可以準確的反映熱端溫度變化此時測得的熱電勢可以準確的反映熱端溫度變化 的大小，直接查對應的熱電偶分度表即可得知熱的大小，直接查對應的熱電偶分度表即可得知熱 端溫度的大小。端溫度的大小。 在冰瓶中，冰水混合在冰瓶中，冰水混合 物的溫度能較長時間物的溫度能較長時間 的保持在的保持在0 0 不變不變 傳感器與

28、檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 冰浴法接線圖 被測流被測流 體管道體管道 熱電熱電 偶偶 接線盒接線盒 補償補償 導線導線 銅銅 導導 線線 毫毫 伏伏 表表 冰瓶冰瓶 冰水混冰水混 合物合物 試管試管 新的新的 冷端冷端 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 此方法在熱電偶與動圈式儀表配套使用時特別實用?？梢岳脙x表的機此方法在熱電偶與動圈式儀表配套使用時特別實用?？梢岳脙x表的機 械調零點將零位調到與冷端溫度相同的刻度上，也就相當于先給儀表輸入械調零點將零位調到與冷端溫度相同的刻度上，也就相當于先給儀表輸入 一個熱電勢一個熱電勢 ，在儀表使用時所指示的值即為，在儀表使用時所指示的值即

29、為 對應的溫度值，也即實際測量的溫度的大小對應的溫度值，也即實際測量的溫度的大小 （2）冷端溫度修正法 00 ( ,0)( , )( ,0) ABABAB EtEt tEt 0 ( ,0) AB Et 00 ( ,)( ,0) ABAB Et tEt 將冷端置于其他恒溫器內(nèi)，使之保持溫度恒定，避免由于環(huán)境溫度的波將冷端置于其他恒溫器內(nèi)，使之保持溫度恒定，避免由于環(huán)境溫度的波 動而引入誤差。動而引入誤差。 利用中間溫度定律即可求出測量端相對于利用中間溫度定律即可求出測量端相對于00的熱電勢。的熱電勢。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 例子 用鎳鉻-鎳硅熱電偶測量加熱爐溫度。已知冷端溫度

30、 t0=30，測得熱電勢eAB（t，t0）為33.29mV, 求加熱爐 溫度。 解解：查鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表得eAB（30，0） 1.203 mV。 可得 eAB（t，0）= eAB(t,t0)+eAB(t0,0)=33.29+1.203=34.493mV 由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表得t=829.8。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 （3）. 補償導線法（延引電極法） 實際測溫時，由于熱電偶的長度實際測溫時，由于熱電偶的長度 有限，冷端溫度將直接受到被測有限，冷端溫度將直接受到被測 介質溫度和周圍環(huán)境的影響介質溫度和周圍環(huán)境的影響. . 例如，熱電偶安裝在電爐壁上，例如，熱電偶安裝在

31、電爐壁上， 電爐周圍的空氣溫度的不穩(wěn)定會電爐周圍的空氣溫度的不穩(wěn)定會 影響到接線盒中的冷端的溫度，影響到接線盒中的冷端的溫度， 造成測量誤差。造成測量誤差。 mV A A B B tt t0 圖5-20 補償導線法 00 ( ,)( ,) ABA B Et tEt t 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 熱電偶補償導線的作用 如果參考端溫度不穩(wěn)定，會使溫度測量誤差加大。如果參考端溫度不穩(wěn)定，會使溫度測量誤差加大。 為使熱電偶測量準確，在測溫時，可采用配套的為使熱電偶測量準確，在測溫時，可采用配套的 補償導線將參考端延伸到補償導線將參考端延伸到溫度穩(wěn)定溫度穩(wěn)定處再進行溫度處再進行溫度 測量

32、。所以，測量。所以，補償導線只起補償導線只起延長熱電偶的作用，延長熱電偶的作用， 不起任何溫度補償作用，但與熱電偶有相同的功不起任何溫度補償作用，但與熱電偶有相同的功 用。又因補償導線比熱電偶便宜，使用補償導線用。又因補償導線比熱電偶便宜，使用補償導線 可節(jié)約測量經(jīng)費。可節(jié)約測量經(jīng)費。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 使用補償導線必須注意兩個問題：使用補償導線必須注意兩個問題： 兩根補償導線與熱電偶相連的接點溫度兩根補償導線與熱電偶相連的接點溫度 必須相同，接點溫度不超過必須相同，接點溫度不超過100 100 ； 不同的熱電偶要與其型號相應的補償不同的熱電偶要與其型號相應的補償 導線

33、配套使用，且必須在規(guī)定的溫度范圍導線配套使用，且必須在規(guī)定的溫度范圍 內(nèi)使用，極性不能接反。內(nèi)使用，極性不能接反。 在我國，補償導線已有定型產(chǎn)品，如在我國，補償導線已有定型產(chǎn)品，如 表表5-15-1所示。所示。 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 常用補償導線 傳感器與檢測技術第十一章熱電式傳感器定稿 結構：結構： 普通熱電偶，測量氣體、蒸汽、液體等，棒形結構；普通熱電偶，測量氣體、蒸汽、液體等，棒形結構； 薄膜熱電偶，用于火箭、飛機噴嘴溫度測量，結構較??；薄膜熱電偶，用于火箭、飛機噴嘴溫度測量，結構較??； 鎧裝熱電偶，用以測量狹小對象，結構細長、可彎曲；鎧裝熱電偶，用以測量狹小對象，結構細長、可彎曲； 表面熱電偶，用于弧形表面物體測溫；表面熱電偶，用于弧形表面物體測溫； 消耗式熱電偶，主要用于鋼水溫度測量。消耗式熱電偶，主要用于鋼水溫度測量。 a)