熱電偶熱電阻課件

溫度測量溫度測量溫度測量熱電偶溫度計熱電阻溫度計溫度測量一、熱電偶的基本原理

熱電偶測溫主要利用熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)：兩種不同的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A和B組成閉合回路，如下圖所示。當A和B相接的兩個接點溫度T和T0不同時，則在回路中就會產(chǎn)生一個電勢，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。由此效應(yīng)所產(chǎn)生的電勢，通常稱為熱電勢，用符號EAB（T，T0）表示。熱電偶原理圖TT0AB熱端冷端一、熱電偶的基本原理熱電偶測溫主要利用熱電效應(yīng)熱電偶原理圖什么是熱電偶？圖中的閉合回路稱為熱電偶，導(dǎo)體A和B稱為熱電偶的熱電極。熱電偶的兩個接點中，置于被測介質(zhì)（溫度為T）中的接點稱為工作端或熱端，溫度為參考溫度T0的一端稱為參考端或冷端。熱電現(xiàn)象中產(chǎn)生的熱電勢是由接觸電勢和溫差電勢兩種電勢的綜合效果。什么是熱電偶？1．接觸電勢接觸電勢原理圖T+ABeAB(T)-接觸電勢：是指兩熱電極由于材料不同而具有不同的自由電子密度，而熱電極接點接觸面處就產(chǎn)生自由電子的擴散現(xiàn)象，當達到動態(tài)平衡時，在熱電極接點處便產(chǎn)生一個穩(wěn)定電勢差。1．接觸電勢接觸電勢原理圖T+ABeAB(T)-接觸電勢：是結(jié)論：1.接觸電勢的大小和方向主要取決于兩種材料的性質(zhì)（電子密度）和接觸面溫度的高低。2.溫度越高，接觸電勢越大；兩種導(dǎo)體電子密度比值越大，接觸電勢也越大。結(jié)論：2．溫差電勢溫差電勢：同一熱電極兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢。為了分析方便，溫差電勢可由下面函數(shù)差來表示：AeA(T,To)ToT2．溫差電勢溫差電勢：同一熱電極兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢。結(jié)論：1.熱電偶回路熱電勢的大小只與組成熱電偶的材料和材料兩端連接點所處的溫度有關(guān)，與熱電偶絲的直徑、長度及沿程溫度分布無關(guān)。2.只有用兩種不同性質(zhì)的材料才能組成熱電偶，相同材料組成的閉合回路不會產(chǎn)生熱電勢。結(jié)論：1.熱電偶回路熱電勢的大小只與組成熱電偶的材料和材料兩二、熱電偶的基本定律1．均質(zhì)導(dǎo)體定律由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路中，不論其截面和長度如何以及沿長度方向上各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。反之，如果回路中有熱電勢存在則材料必為非均質(zhì)的.結(jié)論：

（1）熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的材料構(gòu)成。

（2）由一種材料組成的閉合回路存在溫差時，回路如產(chǎn)生熱電勢，便說明該材料是不均勻的。據(jù)此，可檢查熱電極材料的均勻性。

二、熱電偶的基本定律2．中間導(dǎo)體定律在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體兩端溫度相同，該導(dǎo)體的引入對熱電偶回路的總電勢沒有影響。引出結(jié)論：熱電偶回路中接入多種導(dǎo)體后，只要保證接入的每種導(dǎo)體的兩端溫度相同，則對熱電偶的熱電勢沒有影響。

T2T1AaBC23EABAT023ABEABT1T2CT0(a)(b)T0T0第三種材料接入熱電偶回路圖2．中間導(dǎo)體定律T2T1ABC23EABAT023ABEAB應(yīng)用：該定律表明熱電偶回路中可接入各種儀表或連接導(dǎo)線。只要儀表或?qū)Ь€處于穩(wěn)定的環(huán)境溫度，原熱電偶回路的熱電勢將不受接入儀表或?qū)Ь€的影響。ET0T0TET0T1T1T應(yīng)用：ET0T0TET0T1T1T3．中間溫度定律熱電偶回路中，兩接點溫度分別為T、T0時的熱電勢，等于接點溫度為T、TN和TN、T0的兩支同性質(zhì)熱電偶的熱電勢的代數(shù)和。

EAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0)

作用：該定律為制定和使用熱電偶的熱電勢-溫度關(guān)系即分度表奠定了理論基礎(chǔ)。BBATnT

T0

AAB3．中間溫度定律BBATnAAB1.熱電偶結(jié)構(gòu)普通型、鎧裝型和薄膜型普通型：（1）熱電極（2）絕緣套管（3）保護套管（4）接線盒三、常用熱電偶的材料及特點1.熱電偶結(jié)構(gòu)三、常用熱電偶的材料及特點普通型熱電偶的結(jié)構(gòu)普通型熱電偶的結(jié)構(gòu)

普通型熱電偶的結(jié)構(gòu)普通型熱電2.分類

（1）廉價金屬熱電偶

1）T型（銅－康銅）熱電偶，測溫范圍-200-350℃2）K型（鎳鉻－鎳鋁或鎳硅）熱電偶，范圍-200-1100℃3）E型（鎳鉻－康銅）熱電偶，上限1000℃4）J型（鐵－康銅）熱電偶

5）鎳鉻－考銅熱電偶2.分類

（1）廉價金屬熱電偶（2）貴金屬熱電偶

1）S型（鉑銠10－鉑）熱電偶

2）R型（鉑銠13－鉑）熱電偶

3）B型（鉑銠30－鉑銠6）熱電偶

4）銥銠熱電偶（2）貴金屬熱電偶

1．鉑—鉑銠熱電偶(S型)

測量溫度：長期：1300℃、短期：1600℃。標準化熱電偶2．鎳鉻—鎳硅(鎳鋁)熱電偶(K型)測量溫度：長期1000℃，短期1300℃。3．鎳鉻—考銅熱電偶(E型)測量溫度：長期600℃，短期800℃。4．鉑銠30—鉑銠6熱電偶(B型)測量溫度：長期可到1600℃，短期可達1800℃。1．鉑—鉑銠熱電偶(S型)標準化熱電偶2．鎳鉻—鎳硅(鎳熱電阻溫度計

WZP2-240/A級3線300/150mmE(0-300℃)隔爆熱電阻

WZC-111/Φ12*1000mmCu50銅熱電阻

WZPK2-103/B級Φ6*515mm(0-300℃)鉑熱電阻

熱電阻溫度計熱電阻溫度計的測量范圍為300℃以下.優(yōu)點：無冷端溫度補償問題,特別適宜于低溫測量,在中低溫下測溫,它的輸出信號比熱電偶的要大得多,故靈敏度高；電阻溫度計的輸出是電信號，因此便于信號的遠傳和實現(xiàn)多點切換測量。缺點：不能測太高的溫度，需外部電源供電，連接導(dǎo)線的電阻易受環(huán)境溫度影響而產(chǎn)生測量誤差。熱電阻溫度計的測量范圍為300℃以下.一、電阻溫度計的測溫原理

導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻率與溫度有關(guān)，利用此特性制成熱電阻溫度感溫件，它與測量電阻阻值的儀表配套組成熱電阻溫度計。

一、電阻溫度計的測溫原理導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻

電阻溫度計就是利用導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)的電阻值隨著溫度變化這一特性來進行溫度測量的,即把溫度變化所引起導(dǎo)體電阻變化,通過測量橋路轉(zhuǎn)換成電壓(毫伏級)信號,然后送入顯示儀表以指示或記錄被測溫度。熱電偶熱電阻課件二、常用熱電阻元件1.鉑熱電阻鉑是一種貴金屬。它的特點是精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠，尤其是耐氧化性能很強。鉑在很寬的溫度范圍內(nèi)約1200C以下都能保證上述特性。鉑很容易提純，復(fù)現(xiàn)性好，有良好的工藝性，可制成很細的鉑絲(0.02mm或更細)或極薄的鉑箔。與其它材料相比，鉑有較高的電阻率，因此普遍認為是一種較好的熱電阻材料。缺點：鉑電阻的電阻溫度系數(shù)比較小；價格貴二、常用熱電阻元件1.鉑熱電阻

2．銅熱電阻特點：它的電阻值與溫度的關(guān)系是線性的，電阻溫度系數(shù)也比較大，而且材料易提純，價格比較便宜，但它的電阻率低，易于氧化。2．銅熱電阻3.兩線制測量線路利用不平衡電橋測量。缺點：即使被測溫度沒有變化，如果環(huán)境溫度發(fā)生變化，也會使測量值發(fā)生變化。適用場合：環(huán)境溫度恒定或變化不大的現(xiàn)場。3.兩線制測量線路利用不平衡電橋測量。4.三線制測量線路克服了兩線制測量線路的缺陷，當環(huán)境溫度發(fā)生變化，但是測量溫度沒有變化時不會引起測量數(shù)值的變化?，F(xiàn)場通常采用這種接線方式。4.三線制測量線路克服了兩線制測量線路的缺陷，當環(huán)境溫度發(fā)生三、熱電阻測溫元件的結(jié)構(gòu)熱電阻體、引線、絕緣套管、保護套管、接線盒。三、熱電阻測溫元件的結(jié)構(gòu)熱電阻體、引線、謝謝謝謝溫度測量溫度測量溫度測量熱電偶溫度計熱電阻溫度計溫度測量一、熱電偶的基本原理

熱電偶測溫主要利用熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)：兩種不同的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A和B組成閉合回路，如下圖所示。當A和B相接的兩個接點溫度T和T0不同時，則在回路中就會產(chǎn)生一個電勢，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。由此效應(yīng)所產(chǎn)生的電勢，通常稱為熱電勢，用符號EAB（T，T0）表示。熱電偶原理圖TT0AB熱端冷端一、熱電偶的基本原理熱電偶測溫主要利用熱電效應(yīng)熱電偶原理圖什么是熱電偶？圖中的閉合回路稱為熱電偶，導(dǎo)體A和B稱為熱電偶的熱電極。熱電偶的兩個接點中，置于被測介質(zhì)（溫度為T）中的接點稱為工作端或熱端，溫度為參考溫度T0的一端稱為參考端或冷端。熱電現(xiàn)象中產(chǎn)生的熱電勢是由接觸電勢和溫差電勢兩種電勢的綜合效果。什么是熱電偶？1．接觸電勢接觸電勢原理圖T+ABeAB(T)-接觸電勢：是指兩熱電極由于材料不同而具有不同的自由電子密度，而熱電極接點接觸面處就產(chǎn)生自由電子的擴散現(xiàn)象，當達到動態(tài)平衡時，在熱電極接點處便產(chǎn)生一個穩(wěn)定電勢差。1．接觸電勢接觸電勢原理圖T+ABeAB(T)-接觸電勢：是結(jié)論：1.接觸電勢的大小和方向主要取決于兩種材料的性質(zhì)（電子密度）和接觸面溫度的高低。2.溫度越高，接觸電勢越大；兩種導(dǎo)體電子密度比值越大，接觸電勢也越大。結(jié)論：2．溫差電勢溫差電勢：同一熱電極兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢。為了分析方便，溫差電勢可由下面函數(shù)差來表示：AeA(T,To)ToT2．溫差電勢溫差電勢：同一熱電極兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢。結(jié)論：1.熱電偶回路熱電勢的大小只與組成熱電偶的材料和材料兩端連接點所處的溫度有關(guān)，與熱電偶絲的直徑、長度及沿程溫度分布無關(guān)。2.只有用兩種不同性質(zhì)的材料才能組成熱電偶，相同材料組成的閉合回路不會產(chǎn)生熱電勢。結(jié)論：1.熱電偶回路熱電勢的大小只與組成熱電偶的材料和材料兩二、熱電偶的基本定律1．均質(zhì)導(dǎo)體定律由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路中，不論其截面和長度如何以及沿長度方向上各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。反之，如果回路中有熱電勢存在則材料必為非均質(zhì)的.結(jié)論：

（1）熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的材料構(gòu)成。

（2）由一種材料組成的閉合回路存在溫差時，回路如產(chǎn)生熱電勢，便說明該材料是不均勻的。據(jù)此，可檢查熱電極材料的均勻性。

二、熱電偶的基本定律2．中間導(dǎo)體定律在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體兩端溫度相同，該導(dǎo)體的引入對熱電偶回路的總電勢沒有影響。引出結(jié)論：熱電偶回路中接入多種導(dǎo)體后，只要保證接入的每種導(dǎo)體的兩端溫度相同，則對熱電偶的熱電勢沒有影響。

T2T1AaBC23EABAT023ABEABT1T2CT0(a)(b)T0T0第三種材料接入熱電偶回路圖2．中間導(dǎo)體定律T2T1ABC23EABAT023ABEAB應(yīng)用：該定律表明熱電偶回路中可接入各種儀表或連接導(dǎo)線。只要儀表或?qū)Ь€處于穩(wěn)定的環(huán)境溫度，原熱電偶回路的熱電勢將不受接入儀表或?qū)Ь€的影響。ET0T0TET0T1T1T應(yīng)用：ET0T0TET0T1T1T3．中間溫度定律熱電偶回路中，兩接點溫度分別為T、T0時的熱電勢，等于接點溫度為T、TN和TN、T0的兩支同性質(zhì)熱電偶的熱電勢的代數(shù)和。

EAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0)

作用：該定律為制定和使用熱電偶的熱電勢-溫度關(guān)系即分度表奠定了理論基礎(chǔ)。BBATnT

T0

AAB3．中間溫度定律BBATnAAB1.熱電偶結(jié)構(gòu)普通型、鎧裝型和薄膜型普通型：（1）熱電極（2）絕緣套管（3）保護套管（4）接線盒三、常用熱電偶的材料及特點1.熱電偶結(jié)構(gòu)三、常用熱電偶的材料及特點普通型熱電偶的結(jié)構(gòu)普通型熱電偶的結(jié)構(gòu)

普通型熱電偶的結(jié)構(gòu)普通型熱電2.分類

（1）廉價金屬熱電偶

1）T型（銅－康銅）熱電偶，測溫范圍-200-350℃2）K型（鎳鉻－鎳鋁或鎳硅）熱電偶，范圍-200-1100℃3）E型（鎳鉻－康銅）熱電偶，上限1000℃4）J型（鐵－康銅）熱電偶

5）鎳鉻－考銅熱電偶2.分類

（1）廉價金屬熱電偶（2）貴金屬熱電偶

1）S型（鉑銠10－鉑）熱電偶

2）R型（鉑銠13－鉑）熱電偶

3）B型（鉑銠30－鉑銠6）熱電偶

4）銥銠熱電偶（2）貴金屬熱電偶

1．鉑—鉑銠熱電偶(S型)

測量溫度：長期：1300℃、短期：1600℃。標準化熱電偶2．鎳鉻—鎳硅(鎳鋁)熱電偶(K型)測量溫度：長期1000℃，短期1300℃。3．鎳鉻—考銅熱電偶(E型)測量溫度：長期600℃，短期800℃。4．鉑銠30—鉑銠6熱電偶(B型)測量溫度：長期可到1600℃，短期可達1800℃。1．鉑—鉑銠熱電偶(S型)標準化熱電偶2．鎳鉻—鎳硅(鎳熱電阻溫度計

WZP2-240/A級3線300/150mmE(0-300℃)隔爆熱電阻

WZC-111/Φ12*1000mmCu50銅熱電阻

WZPK2-103/B級Φ6*515mm(0-300℃)鉑熱電阻

熱電阻溫度計熱電阻溫度計的測量范圍為300℃以下.優(yōu)點：無冷端溫度補償問題,特別適宜于低溫測量,在中低溫下測溫,它的輸出信號比熱電偶的要大得多,故靈敏度高；電阻溫度計的輸出是電信號，因此便于信號的遠傳和實現(xiàn)多點切換測量。缺點：不能測太高的溫度，需外部電源供電，連接導(dǎo)線的電阻易受環(huán)境溫度影響而產(chǎn)生測量誤差。熱電阻溫度計的測量范圍為300℃以下.一、電阻溫度計的測溫原理

導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻率與溫度有關(guān)，利用此特性制成熱電阻溫度感溫件，它與測量電阻阻值的儀表配套組成熱電阻溫度計。

一、電