常用溫度傳感器

1、u常用溫度傳感器常用溫度傳感器u熱電阻溫度傳感器熱電阻溫度傳感器 模塊模塊2 2 常用溫度傳感器常用溫度傳感器把由把由金屬導(dǎo)體金屬導(dǎo)體鉑、銅、鎳鉑、銅、鎳等制成的測溫元件稱為等制成的測溫元件稱為金屬熱電阻金屬熱電阻，可構(gòu)成，可構(gòu)成熱電阻傳感器熱電阻傳感器。 把由把由半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料制成的測溫元件稱為制成的測溫元件稱為熱敏電阻，熱敏電阻，可構(gòu)可構(gòu)成成熱敏電阻傳感器熱敏電阻傳感器，它的靈敏度比前者高十倍以上，它的靈敏度比前者高十倍以上 。熱熱電電阻阻分分類類作用：作用：測量測量溫度溫度及與溫度有關(guān)的參量。及與溫度有關(guān)的參量。一、一、 熱電阻的測溫原理熱電阻的測溫原理熱電阻效應(yīng)：熱電阻效應(yīng)： 物

2、質(zhì)的物質(zhì)的電阻率電阻率隨隨溫度溫度變化而變化的物理現(xiàn)象。變化而變化的物理現(xiàn)象。 金屬的電阻溫度系數(shù)為正值，如圖金屬的電阻溫度系數(shù)為正值，如圖。因為：因為：在金屬中，載流子為自由電子，在金屬中，載流子為自由電子，當(dāng)溫度升高時當(dāng)溫度升高時，每個自由電子的每個自由電子的動能動能將增加將增加，因而在一定的電場作用下，因而在一定的電場作用下，要使這些雜亂無章的電子作定向運動要使這些雜亂無章的電子作定向運動就會遇到更大的阻力就會遇到更大的阻力，導(dǎo)致金屬電阻，導(dǎo)致金屬電阻值隨溫度的值隨溫度的升高升高而而增加增加 。金屬的電阻金屬的電阻溫度特性曲線溫度特性曲線熱電阻溫度傳感器是利用物質(zhì)的電阻率隨溫度變化而變化

3、的特?zé)犭娮铚囟葌鞲衅魇抢梦镔|(zhì)的電阻率隨溫度變化而變化的特性來進(jìn)行溫度測量的。性來進(jìn)行溫度測量的。 熱電阻的溫度特性主要是指熱電阻的阻值Rt與溫度t之間的關(guān)系，熱電阻的電阻值與溫度之間呈非線性關(guān)系。熱電阻測量電路作用熱電阻測量電路作用：將由溫度引起的將由溫度引起的阻值的變化阻值的變化轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成電壓信號電壓信號。熱電阻溫度傳感器的測溫電路通常采用電橋把熱電阻的熱電阻溫度傳感器的測溫電路通常采用電橋把熱電阻的阻值的微小變化轉(zhuǎn)化為電壓的微小變化，再由差動放大阻值的微小變化轉(zhuǎn)化為電壓的微小變化，再由差動放大器放大成較大的電壓信號輸出，去帶動指針式表頭指示器放大成較大的電壓信號輸出，去帶動指針式表頭指

4、示溫度，或經(jīng)溫度，或經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后由數(shù)顯表頭顯示溫度，或由微處理轉(zhuǎn)換后由數(shù)顯表頭顯示溫度，或由微處理器采集溫度。器采集溫度。如果熱電阻安裝的位置與儀表相距較遠(yuǎn)，如果熱電阻安裝的位置與儀表相距較遠(yuǎn)，當(dāng)環(huán)境溫度變化時，其連接導(dǎo)線電阻也要當(dāng)環(huán)境溫度變化時，其連接導(dǎo)線電阻也要變化。為消除連接導(dǎo)線電阻變化帶來的測變化。為消除連接導(dǎo)線電阻變化帶來的測量誤差，測量時采用三線制連接法。除了量誤差，測量時采用三線制連接法。除了三線制接法，另外還有四線制接法，主要三線制接法，另外還有四線制接法，主要用于精密測量。用于精密測量。熱電阻兩線測量橋路熱電阻兩線測量橋路:熱電阻的兩熱電阻的兩端各引出一根導(dǎo)線與指示儀表連接

5、，端各引出一根導(dǎo)線與指示儀表連接，稱為二線制接法，二線制接法僅適稱為二線制接法，二線制接法僅適用于熱電阻與指示儀表距離較近、用于熱電阻與指示儀表距離較近、連接導(dǎo)線較短或精度不高的場合。連接導(dǎo)線較短或精度不高的場合。21RR213()()tRr RR Rr3tRR213(2 )tRr RR R21RR32tRrR 熱電阻測溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表等熱電阻測溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表等組成，電路裝在指示儀表、置于控制室中，熱電阻裝在金屬組成，電路裝在指示儀表、置于控制室中，熱電阻裝在金屬護(hù)套內(nèi)置于現(xiàn)場被測介質(zhì)中，由導(dǎo)線將兩者連接起來。護(hù)套內(nèi)置于現(xiàn)場被測介質(zhì)中，由導(dǎo)線將兩者

6、連接起來。二、熱電阻材料、結(jié)構(gòu)及參數(shù)二、熱電阻材料、結(jié)構(gòu)及參數(shù) 1 1、熱電阻材料、熱電阻材料 較為廣泛應(yīng)用的電阻體材料有：較為廣泛應(yīng)用的電阻體材料有：鉑、銅、鎳、鐵等，而常用的是鉑、銅、鎳、鐵等，而常用的是鉑、銅鉑、銅 。對電阻體材料的基本要求：對電阻體材料的基本要求： 電阻溫度系數(shù)大電阻溫度系數(shù)大-提高靈敏度提高靈敏度電阻率盡可能大電阻率盡可能大-減小電阻尺寸減小電阻尺寸材料的化學(xué)、物理性質(zhì)穩(wěn)定材料的化學(xué)、物理性質(zhì)穩(wěn)定-減小誤差減小誤差材料易于加工材料易于加工-提高工藝性提高工藝性0001050100RRR、它們的分度號分別為它們的分度號分別為Pt10Pt10、Pt50Pt50、Pt100

7、Pt100，其中其中Pt100Pt100最常用。最常用。我國工業(yè)用鉑熱電阻有：我國工業(yè)用鉑熱電阻有：優(yōu)點：優(yōu)點：l銅易于提純，價格低廉，電阻銅易于提純，價格低廉，電阻_溫度特性線性較好；溫度特性線性較好；l價格低廉，互換性好，固有電阻小。價格低廉，互換性好，固有電阻小。缺點：缺點：l電阻率較?。▋H為鉑的幾分之一），因此銅電阻所用阻絲細(xì)而且長；電阻率較?。▋H為鉑的幾分之一），因此銅電阻所用阻絲細(xì)而且長；l機械強度較差，熱慣性較大，在溫度高于機械強度較差，熱慣性較大，在溫度高于100100時，易氧化，穩(wěn)定性較差。時，易氧化，穩(wěn)定性較差。因此，只能用于低溫及無腐蝕性的介質(zhì)中。因此，只能用于低溫及無腐

8、蝕性的介質(zhì)中。銅的機械強度較差，一般用雙繞法：銅的機械強度較差，一般用雙繞法：先將銅絲對折，兩根絲平行繞制，兩先將銅絲對折，兩根絲平行繞制，兩個端頭處于支架的同一端。個端頭處于支架的同一端。2 2、熱電阻的結(jié)構(gòu)、熱電阻的結(jié)構(gòu) 電阻體的結(jié)構(gòu)電阻體的結(jié)構(gòu)電阻體由電阻體由電阻絲電阻絲和和支架支架組組成。通常鉑絲直徑在成。通常鉑絲直徑在0.030.030.07mm0.07mm之間，可單層繞制，之間，可單層繞制，電阻體可做得很小。電阻體可做得很小。銅絲的直徑較大銅絲的直徑較大，一般為一般為0.1mm0.1mm的漆包銅線分層繞在的漆包銅線分層繞在骨架上，并涂上絕緣漆而成。骨架上，并涂上絕緣漆而成。玻璃骨架

9、鉑熱玻璃骨架鉑熱電阻感溫元件電阻感溫元件 云母骨架鉑熱電阻銅熱電阻感溫元件 熱電阻式傳感器的結(jié)構(gòu)熱電阻式傳感器的結(jié)構(gòu):由由電阻體電阻體（感溫元件）、（感溫元件）、引出線引出線、絕緣套管絕緣套管和和接接線盒線盒等部件組成。其中，等部件組成。其中，電阻體（感溫元件）電阻體（感溫元件）是主要部件。是主要部件。 普通工業(yè)用熱電阻基型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)3 3、熱電阻的基本參數(shù)、熱電阻的基本參數(shù)Rt1 和和Rt2分別接入電橋兩相鄰橋臂。分別接入電橋兩相鄰橋臂。R Rt1t1放在被測介質(zhì)的流通管道的中心。放在被測介質(zhì)的流通管道的中心。R Rt2t2放在連通室中，不受介質(zhì)流速影響。放在連通室中，不受介質(zhì)流速影響。當(dāng)被測

10、介質(zhì)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，將電橋調(diào)當(dāng)被測介質(zhì)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，將電橋調(diào)到平衡狀態(tài)，檢流計指零。到平衡狀態(tài)，檢流計指零。當(dāng)介質(zhì)流動時，由于介質(zhì)流動要帶走熱當(dāng)介質(zhì)流動時，由于介質(zhì)流動要帶走熱量，量， Rt1Rt1所耗散的所耗散的熱量熱量與被測介質(zhì)的與被測介質(zhì)的平均平均流速流速成正比。成正比。因而因而Rt1Rt1溫度下降溫度下降，引起，引起電電阻下降阻下降，電橋失去平衡，檢流計有相應(yīng)指，電橋失去平衡，檢流計有相應(yīng)指示，可用流量或流速標(biāo)定。示，可用流量或流速標(biāo)定。三三 、熱電阻應(yīng)用熱電阻應(yīng)用n熱電阻式流量計熱電阻式流量計n突突斷型溫度傳感器斷型溫度傳感器 電熱水壺接通電源加熱后，水溫逐步上升到100度，水開始

11、沸騰，蒸汽沖擊蒸汽開關(guān)上面的雙金屬片，由于熱脹冷縮的作用，雙金屬片膨脹變形，頂開開關(guān)觸點斷開電源。 如果蒸汽開關(guān)失效，壺內(nèi)的水會一直燒下去，直到水被燒干，發(fā)熱元件溫度急劇上升，位于發(fā)熱盤底部的有兩個雙金屬片，會因為熱傳導(dǎo)作用溫度急劇上升，膨脹變形，斷開電源。Rt=R3K(R1+RW1)Vc-(R4+R1+RW1)VoKVcR4+(R4+R1+RW1)Vo附表：附表：Pt100 鉑電阻分度表鉑電阻分度表(tRt對應(yīng)值對應(yīng)值) Cu50銅電阻分度表銅電阻分度表(tRt對應(yīng)值對應(yīng)值) t() 室溫 40 45 80 Vo(V) Rt() u熱敏電阻溫度傳感器熱敏電阻溫度傳感器u集成溫度傳感器集成溫度

12、傳感器 模塊模塊2 2 常用常用溫度傳感器溫度傳感器熱敏電阻分類熱敏電阻分類正溫度系數(shù)熱敏電阻正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）各種熱敏電阻的特性曲線各種熱敏電阻的特性曲線 1 1突變型突變型NTC 2NTC 2負(fù)溫度負(fù)溫度NTC NTC 3 3線形型線形型PTC 4PTC 4突變型突變型PTCPTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTCNTC）突變型突變型( (又稱臨界溫度型，又稱臨界溫度型，英文縮寫英文縮寫CTR)CTR)表表2-42-4MF12型NTC熱敏電阻塑料封裝熱敏電阻玻璃封裝玻璃封裝NTC熱敏電阻熱敏電阻MF58型熱敏電阻型熱敏電阻n熱敏電阻用于溫度補償 儀表中線圈一般用銅線繞制

13、，當(dāng)溫度上升時，線圈電阻增大，產(chǎn)生溫度儀表中線圈一般用銅線繞制，當(dāng)溫度上升時，線圈電阻增大，產(chǎn)生溫度誤差，如果在線圈回路中串入一負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，則可抵消由于誤差，如果在線圈回路中串入一負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，則可抵消由于溫度變化產(chǎn)生的誤差。溫度變化產(chǎn)生的誤差。n過熱保護(hù) NTC薄膜熱敏電阻MF52An抑制浪涌工作電流 n冰箱壓縮機啟動 n過電流保護(hù) n熱敏電阻測溫 n高低溫度范圍自動控制電路n家用空調(diào)溫度檢測n智能電飯煲溫度檢測n其他家用電氣產(chǎn)品的溫度檢測以AD590為傳感器，設(shè)計一數(shù)字顯示溫度表，測溫范圍0100，誤差不大于1。uAD590是AD公司利用PN結(jié)正向電流與溫度的關(guān)系制成的電

14、流型集成溫度傳感器。u這種器件在被測溫度一定時，相當(dāng)于一個恒流源。u該器件具有良好的線性和互換性，測量精度高，并具有消除電源波動的特性。即使電源在515V之間變化，其電流只是在1A以下作微小變化，一般用于高精度溫度測量電路，u其封裝形式有三種： b) 兩腳封裝 c) SOIC封裝a）TO-52封裝及符號 圖 AD590的封裝形式AD590的輸出電流是以絕對溫度零度（-273）為基準(zhǔn)，每增加1，它會增加1A輸出電流，因此在室溫25時，其輸出電流Iout=（273.2+25）=298.2A。 圖 AD590基本應(yīng)用電路注意事項： 1、 Vo的值為Io乘上10K，以室溫25而言，輸出值為10K298

15、.2A=2.982V 2、 測量Vo時，不可分出任何電流，否則測量值會不準(zhǔn)若使用AD590測溫并以攝氏度表示時，則要通過調(diào)零電路（最簡單的為電橋）來實現(xiàn)，使零攝氏度時，送到放大電路的凈輸入電壓為零。差動放大器輸出Vo為 (100K/10K)(V2-V1)=T/10V。圖 AD590溫度傳感器測溫原理圖u熱電偶溫度傳感器測溫原理熱電偶溫度傳感器測溫原理u熱電偶三大定律熱電偶三大定律 模塊模塊2 2 常用常用溫度傳感器溫度傳感器 u熱電偶溫度傳感器測溫原理熱電偶溫度傳感器測溫原理u熱電偶三大定律熱電偶三大定律 模塊模塊2 2 溫度傳感器的應(yīng)用溫度傳感器的應(yīng)用 一、一、 熱電偶傳感器的工作原理圖圖3

16、-20 3-20 熱電偶測溫原理圖熱電偶測溫原理圖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)生的熱電勢小于零接觸電動勢的形成過程接觸電動勢的形成過程: :由于兩導(dǎo)體自由電子密度不同而發(fā)生電子擴(kuò)散現(xiàn)象；導(dǎo)體A因失去電子而帶正電，導(dǎo)體B則因獲得電子而帶負(fù)電，在接觸面處形成電場，該電場的存在阻礙了電子的繼續(xù)擴(kuò)散；當(dāng)電子擴(kuò)散達(dá)到動態(tài)平衡時，就在接觸區(qū)形成一個穩(wěn)定的電位差，即接觸電動勢 ABeT接觸電

17、動勢的數(shù)值取決于接觸電動勢的數(shù)值取決于兩種導(dǎo)體的性質(zhì)和接觸點兩種導(dǎo)體的性質(zhì)和接觸點的溫度，而與導(dǎo)體的形狀的溫度，而與導(dǎo)體的形狀及尺寸無關(guān)。及尺寸無關(guān)。溫差溫差電勢電勢很小很小溫差電動勢形成過程：高溫端的自由電子具有較大的動能而向低溫端擴(kuò)散，因而導(dǎo)致導(dǎo)體的高溫端因失去電子而帶正電，低溫端由于獲得電子而帶負(fù)電 。當(dāng)電子擴(kuò)散達(dá)到動態(tài)平衡時，則在導(dǎo)體兩端間產(chǎn)生溫差電動勢：0,AeT T0000( ,)( )( ,)()( ,)ABABBABAET TeTe T TeTe T T熱端接熱端接觸電勢觸電勢 B B導(dǎo)體的導(dǎo)體的溫差電勢溫差電勢 冷端接冷端接觸電勢觸電勢 A A導(dǎo)體的導(dǎo)體的溫差電勢溫差電勢 溫

18、差電溫差電勢很小，勢很小，可忽略可忽略不計不計 00( ,)( )()ABABABET TeTeT0( ,)( )( )ABABET TeTCf T總熱電勢表達(dá)式總熱電勢表達(dá)式:0()ABeTC0000( ,)( )( ,)()( ,)ABABBABAET TeTe T TeTe T T若構(gòu)成熱電偶的兩個材料相同，即使溫渡不同，但回路總的熱電動勢=0，因此必須由兩種不同的材料才能構(gòu)成熱電偶。 熱電偶的熱電動勢只與熱電極材料和結(jié)點溫度有關(guān)，與熱電偶的形狀和尺寸無關(guān)。若TT0 ,盡管導(dǎo)體A，B的材料不同，但回路總的熱電動勢=0。因此熱電偶的兩結(jié)點溫度必須不相等。由熱電動熱的表達(dá)式可得下列規(guī)律：由熱

19、電動熱的表達(dá)式可得下列規(guī)律：第三第三種導(dǎo)種導(dǎo)體體00( ,)( ,)ABCABET TET T*二、熱電偶定律二、熱電偶定律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00( ,)( , )( ,)ABABABEt tEt tEt t00( ,0)( , )( ,0)ABABABEtEt tEt000( , )( , )( , )ABACBCEt tEt tEt t3、參考電極定律、參考電極定律解解: : 設(shè)設(shè)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E EABAB（1084.51084.5，00）

20、= = E EACAC（1084.51084.5，0 0 ）- - E EBCBC（1084.51084.5，00）= 5.622mV= 5.622mVu熱電偶的種類和結(jié)構(gòu)熱電偶的種類和結(jié)構(gòu)u熱電偶的冷端補償和測溫電路熱電偶的冷端補償和測溫電路u熱電偶的應(yīng)用及配套儀表熱電偶的應(yīng)用及配套儀表 模塊模塊2 2 常用常用溫度傳感器溫度傳感器1、 熱電偶的結(jié)構(gòu)絕緣套管：絕緣套管：防止兩根熱電極之間短路，采用陶瓷、石英等材料，一般做成防止兩根熱電極之間短路，采用陶瓷、石英等材料，一般做成圓形或橢圓形，中間有孔，裝入電極。圓形或橢圓形，中間有孔，裝入電極。保護(hù)管：保護(hù)管：電極套在絕緣套管后裝入保護(hù)管，隔離

21、電極與被測介質(zhì)，避免電極套在絕緣套管后裝入保護(hù)管，隔離電極與被測介質(zhì)，避免電極受到介質(zhì)侵蝕與損傷；保護(hù)管材料：黃銅、鋼等傳熱材料。電極受到介質(zhì)侵蝕與損傷；保護(hù)管材料：黃銅、鋼等傳熱材料。接線盒：接線盒：連接電極和測量儀表，多用鋁合金制成；連接電極和測量儀表，多用鋁合金制成；工程上實際使用的熱電偶大多是由工程上實際使用的熱電偶大多是由熱電極、絕緣套管、保護(hù)套管熱電極、絕緣套管、保護(hù)套管和和接線盒接線盒等部分組成等部分組成 。熱電極：熱電極：熱電偶常以熱電極的材料種類來命名（鉑銠熱電偶常以熱電極的材料種類來命名（鉑銠鉑熱電偶）；鉑熱電偶）；熱電極的直徑：熱電極的直徑：0.350.65mm（貴重金屬

22、）（貴重金屬）0.53.2mm（普通金屬）；（普通金屬）；熱電偶的長度熱電偶的長度3502000mm ，部分達(dá)，部分達(dá)3500mm；一、一、 熱電偶的種類和結(jié)構(gòu)熱電偶的種類和結(jié)構(gòu)主要用于測量氣主要用于測量氣體、蒸汽和液體體、蒸汽和液體等介質(zhì)溫度。等介質(zhì)溫度。鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶薄膜熱電偶薄膜熱電偶它是將金屬保護(hù)套管、它是將金屬保護(hù)套管、絕緣材料、熱電極組絕緣材料、熱電極組合成一體，可以做得合成一體，可以做得很細(xì)長、也稱纜式熱很細(xì)長、也稱纜式熱電偶。電偶。這種結(jié)構(gòu)耐高壓、反這種結(jié)構(gòu)耐高壓、反應(yīng)時間短、堅固耐用、應(yīng)時間短、堅固耐用、可以彎曲，適用狹小可以彎曲，適用狹小彎道內(nèi)使用。彎道內(nèi)使用。 用真

23、空鍍膜技術(shù)，將用真空鍍膜技術(shù)，將熱電偶材料沉積在絕熱電偶材料沉積在絕緣片表面而構(gòu)成，適緣片表面而構(gòu)成，適用于測量微小面積上用于測量微小面積上的瞬變溫度。的瞬變溫度。2、 熱電偶的種類普通型熱電偶普通型熱電偶鎧裝熱電鎧裝熱電偶橫截面偶橫截面電極電極鎧體鎧體目前工業(yè)上常用的目前工業(yè)上常用的4 4種標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶材料為：種標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶材料為：l鉑銠鉑銠3030鉑銠鉑銠6 6：測溫范圍測溫范圍0 016001600，性能穩(wěn)定，精度高，性能穩(wěn)定，精度高，價格高。價格高。l鉑銠鉑銠1010鉑：鉑：測溫范圍測溫范圍0 013001300，由直徑，由直徑0.5mm0.5mm的純鉑絲的純鉑絲和同直徑的鉑銠絲制

24、成，用于精密溫度測量、屬貴重金屬、和同直徑的鉑銠絲制成，用于精密溫度測量、屬貴重金屬、成本較高。成本較高。l鎳鉻鎳鉻鎳硅：鎳硅：測溫范圍測溫范圍-200-200900900，熱偶絲直徑為，熱偶絲直徑為1.21.2 2.5mm,2.5mm,精度偏低精度偏低, ,價格便宜價格便宜, ,一般用于工業(yè)測量一般用于工業(yè)測量. .l鎳鉻鎳鉻考銅考銅: :測溫范圍測溫范圍-200-200600600。熱電偶絲直徑。熱電偶絲直徑1.2 1.2 2mm,2mm,靈敏度高、價格便宜，測溫范圍小，考銅易氧化變質(zhì)。靈敏度高、價格便宜，測溫范圍小，考銅易氧化變質(zhì)。 組成熱電偶的兩種材料寫在前面的為正極，后面為負(fù)極。組成

25、熱電偶的兩種材料寫在前面的為正極，后面為負(fù)極。鉑銠鉑銠30 指鉑指鉑70%、銠、銠30%；鉑銠；鉑銠6 指鉑指鉑94%、銠、銠6%；3、 常用熱電偶簡介 在工程應(yīng)用中，常用實驗的方法得出溫度與熱電勢在工程應(yīng)用中，常用實驗的方法得出溫度與熱電勢的關(guān)系并做成表格（熱電偶分度表），以供備查。分度的關(guān)系并做成表格（熱電偶分度表），以供備查。分度表是自由端溫度在表是自由端溫度在 0 0 時的條件下得到的，不同的熱時的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。電偶具有不同的分度表。 常用的熱電偶有常用的熱電偶有: : 鉑銠鉑銠- -鉑鉑（S S型）型）、鎳鉻、鎳鉻考銅考銅（E E型型）、）、鎳鉻鎳鉻-

26、-鎳硅鎳硅（鎳鋁）（鎳鋁） (K (K型型) )、鉑銠鉑銠3030鉑銠鉑銠6 6 （S S型）型） 等。組成熱電偶的兩種材料寫在前面的為正極，后面的等。組成熱電偶的兩種材料寫在前面的為正極，后面的負(fù)極。負(fù)極。為什么要進(jìn)行冷端補償？為什么要進(jìn)行冷端補償？根據(jù)熱電偶的測溫原理，熱電偶回路的熱電勢根據(jù)熱電偶的測溫原理，熱電偶回路的熱電勢只與冷端和只與冷端和熱端的溫度熱端的溫度有關(guān)，當(dāng)冷端溫度保持不變時，熱電勢才與測量有關(guān)，當(dāng)冷端溫度保持不變時，熱電勢才與測量端溫度成單值對應(yīng)關(guān)系。但在實際測量時，冷端溫度常隨環(huán)端溫度成單值對應(yīng)關(guān)系。但在實際測量時，冷端溫度常隨環(huán)境溫度變化而變化，境溫度變化而變化， 不

27、能保持恒定，因而會產(chǎn)生測量誤差。不能保持恒定，因而會產(chǎn)生測量誤差。0t二、二、熱電偶的冷端補償和測溫電路熱電偶的冷端補償和測溫電路1、熱電偶的冷端補償在冰瓶中，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 利用利用中間溫度定律中間溫度定律進(jìn)行冷端溫度校正：進(jìn)行冷端溫度校正：00( ,0)( , )( ,0)ABABABEtEt tEt測量值測量值校正值（查分度表）校正值（查分度表）例：例：用鎳鉻用鎳鉻鎳硅熱電偶測溫度，已知冷端溫度為鎳硅熱電偶測溫度，已知冷端溫度為4040，測測得這時的熱電動勢為得這時的熱電動勢為29.188mV29.188mV

28、，求被測點溫度。，求被測點溫度。解：解：利用中間溫度定律修正后的電勢為：利用中間溫度定律修正后的電勢為： EAB（t ,0）= EAB（t ,40 ）+ EAB（40 ,0） 根據(jù)冷端溫度查分度表：根據(jù)冷端溫度查分度表： E E ABAB（4040 ,0,0）=1.611mV=1.611mV 則：則：EAB（t ,0） = 29.188mV+1.611mV=30.799mV29.188mV+1.611mV=30.799mV 根據(jù)修正后的電勢根據(jù)修正后的電勢30.799mV查分度表得：查分度表得： t t74074000( ,)( ,)ABA BEt tEt t 如圖所示。如圖所示。AA、BB為

29、補償導(dǎo)線，為補償導(dǎo)線，根據(jù)補償導(dǎo)線的定義有根據(jù)補償導(dǎo)線的定義有: :當(dāng)熱電偶冷端溫度當(dāng)熱電偶冷端溫度t0上升時，熱電上升時，熱電勢值將減小，但電阻勢值將減小，但電阻 阻值增加，阻值增加，電橋失去平衡，電橋失去平衡，a ab b間顯現(xiàn)的電位間顯現(xiàn)的電位差差 ，如果適當(dāng)選取橋臂電阻，如果適當(dāng)選取橋臂電阻，便可使便可使 正好正好等于等于減小的熱電勢減小的熱電勢值，儀表讀出的熱電勢值便不受自由值，儀表讀出的熱電勢值便不受自由端溫度變化的影響，即起到了自動補端溫度變化的影響，即起到了自動補償?shù)淖饔脙數(shù)淖饔谩?abUabUCuR當(dāng)冷端溫度當(dāng)冷端溫度t t0 0= 0= 0時，將電橋調(diào)至平衡狀態(tài)，時，將電橋

30、調(diào)至平衡狀態(tài)，a a、b b兩點電位兩點電位相等，電橋?qū)x表讀數(shù)無影響；相等，電橋?qū)x表讀數(shù)無影響；電橋補償法電橋補償法電阻溫度電阻溫度系數(shù)較小系數(shù)較小電阻溫度電阻溫度系數(shù)較大系數(shù)較大0( ,)ABEEt t儀表的讀數(shù)為：儀表的讀數(shù)為： 補償補償導(dǎo)線導(dǎo)線熱電偶熱電偶測量某一點溫度測量某一點溫度2、 熱電偶的測溫電路兩支同型號的熱電偶兩支同型號的熱電偶正向正向串聯(lián)串聯(lián)1020( ,)( ,ABABEEt tEt t）儀表的讀數(shù)為：儀表的讀數(shù)為： 該電路的特點是該電路的特點是：輸：輸出的熱電勢較大，提出的熱電勢較大，提高了測試靈敏度，可高了測試靈敏度，可以測量微小溫度的變以測量微小溫度的變化?；?/p>

31、因為熱電偶串聯(lián)，只因為熱電偶串聯(lián)，只要有一支熱電偶燒斷，要有一支熱電偶燒斷，儀表即沒有指示，可儀表即沒有指示，可以立即發(fā)現(xiàn)故障。以立即發(fā)現(xiàn)故障。測量兩點間溫度和測量兩點間溫度和兩支同型號的熱電偶兩支同型號的熱電偶反向反向串聯(lián)串聯(lián)1020( , )( , )ABABEEt tEt t儀表的讀數(shù)為：儀表的讀數(shù)為： 測量兩點溫度之差測量兩點溫度之差兩支同型號的熱電偶兩支同型號的熱電偶并聯(lián)并聯(lián)1020( , )( ,2ABABEt tEt tE）儀表的讀數(shù)為：儀表的讀數(shù)為： 該電路的缺點：該電路的缺點：當(dāng)某一熱電偶燒當(dāng)某一熱電偶燒斷時，不能立即斷時，不能立即察覺出來，會造察覺出來，會造成測量誤差。成測

32、量誤差。 測量兩點間平均溫度測量兩點間平均溫度 通過波段開關(guān)，可以用一臺顯示儀表分別測量多點溫度。通過波段開關(guān)，可以用一臺顯示儀表分別測量多點溫度。一臺儀表分別測量多點溫度一臺儀表分別測量多點溫度1 1）、伺服式溫度表）、伺服式溫度表開關(guān)合向：開關(guān)合向：檢查電路，此時檢流檢查電路，此時檢流計指零，計指零，E EB B=IR=IRB B成立，否則，應(yīng)調(diào)整成立，否則，應(yīng)調(diào)整工作電流工作電流I I。開關(guān)合向：開關(guān)合向：測量電路，移動觸點測量電路，移動觸點b b使檢流計指零時，系統(tǒng)達(dá)到平衡，使檢流計指零時，系統(tǒng)達(dá)到平衡，即有即有Ex=IREx=IRabab。當(dāng)電流。當(dāng)電流I I 和電阻和電阻R Rab

33、ab已已知時，則可以用觸點知時，則可以用觸點b b 的位置標(biāo)明被的位置標(biāo)明被測電勢的數(shù)值。即用測電勢的數(shù)值。即用b b的位置的位置跟蹤跟蹤E EX X的變化。的變化。3、熱電偶的應(yīng)用及配套儀表、熱電偶的應(yīng)用及配套儀表功能：功能：自動地移動觸點自動地移動觸點b b以以跟蹤被測電勢跟蹤被測電勢E EX X（即溫度）（即溫度）的變化。的變化。2）、）、 動圈儀表動圈儀表XCXC系列動圈儀表測量機構(gòu)的核心器件是一個系列動圈儀表測量機構(gòu)的核心器件是一個磁電式毫伏計磁電式毫伏計。 設(shè)表內(nèi)電阻為設(shè)表內(nèi)電阻為R RISIS，表外電阻為，表外電阻為R ROSOSISRRttEI0,則流經(jīng)回路則流經(jīng)回路的電流為的電流為 當(dāng)被測當(dāng)被測溫度變化溫度變化時，時，變變化化，回路電