專題5溫度傳感器

專題5溫度傳感器2023/2/512023/2/52溫度測(cè)量的基本概念

溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)部大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫度越高，表示物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。

模擬圖：在一個(gè)密閉的空間里，氣體分子在高溫時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度比低溫時(shí)快！低溫高溫2023/2/535.1概述5.1.1溫標(biāo)溫標(biāo)：溫度的數(shù)值表示方法稱為溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)的起點(diǎn)（即零點(diǎn)）以及溫度的單位。各類溫度計(jì)的刻度均由溫標(biāo)確定。1）國際上常用的溫標(biāo)（1）熱力學(xué)溫標(biāo)(K,開爾文):它規(guī)定從“絕對(duì)零”(absolutezero)至水的三相（固、液、氣）點(diǎn)溫度（相當(dāng)于攝氏0℃）之間劃分273.16等分，每一等分為1K。（2）攝氏溫標(biāo)(℃，攝氏度)。以熱力學(xué)溫度與比水三相點(diǎn)低0.01K的熱狀態(tài)之差表示的溫度。攝氏溫度t與熱力學(xué)溫度T之間的數(shù)值關(guān)系為t（℃）=T（K）?273.15 （3）華氏溫標(biāo)（?F，華氏度）。分度方法是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將冰的融點(diǎn)定為32?F，把水的沸點(diǎn)定為212?F，在這兩固定點(diǎn)間劃分180等分，每一等分為1?F。華氏溫標(biāo)（m）與攝氏溫標(biāo)（n）的關(guān)系為:m=(1.8n+32)?F，n=5(m－32)/9℃

2023/2/54幾種溫標(biāo)的對(duì)比正常體溫為37C

，相當(dāng)于華氏溫度多少度？2023/2/55熱力學(xué)溫標(biāo)（K）

熱力學(xué)溫標(biāo)是建立在熱力學(xué)第二定律基礎(chǔ)上的最科學(xué)的溫標(biāo)，是由開爾文（Kelvin）根據(jù)熱力學(xué)定律提出來的，因此又稱開氏溫標(biāo)。它的符號(hào)是T，單位是開爾文（K）。威廉·湯姆遜·開爾文勛爵像2023/2/561990國際溫標(biāo)(ITS-90)

從1990年1月1日開始在全世界范圍內(nèi)采用1990年國際溫標(biāo)，簡稱ITS-90。它定義了一系列溫度的固定點(diǎn)，測(cè)量和重現(xiàn)這些固定點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)儀器以及計(jì)算公式，例如水的三相點(diǎn)為273.16K（0.01C）等。

2023/2/575.1.1溫標(biāo)1）國際上常用的溫標(biāo)（4）國際溫標(biāo)。從實(shí)用角度建立的一種溫標(biāo)，與熱力學(xué)溫標(biāo)基本一致，且溫度復(fù)現(xiàn)性好，以保證國際上溫度量值傳遞的一致性和準(zhǔn)確性。目前最新國際溫標(biāo)ITS—90內(nèi)容為：①按溫度高低分成4個(gè)溫區(qū)來定義（即0.65～5.2K、4.2～24.6K、13.8K～961.78℃和>961.78℃），并對(duì)每個(gè)區(qū)指定了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫儀器和內(nèi)插公式。②規(guī)定了17種高純度物質(zhì)（He、Ne、H2、O2、Ar、Hg、H2O、Ga、In、Sn、Zn、Al、Ag、Au、Cy……）的相平衡點(diǎn)溫度作為溫度基準(zhǔn)點(diǎn)，如水（H2O）三相點(diǎn)273.16K或0.01℃；銀（Ag）的凝點(diǎn)為1234.93K或961.78℃。③規(guī)定熱力學(xué)的溫度為基本溫度，用符號(hào)T表示，單位為K。同時(shí)規(guī)定還可以使用攝氏溫度，并以t表示，單位為℃。此時(shí)有數(shù)值關(guān)系T=t+273.15。2023/2/585.1.2溫度測(cè)量的特點(diǎn)溫度是一個(gè)非常重要的物理參數(shù)，它和自然界中的任何物理和化學(xué)過程相聯(lián)系。溫度變化影響物質(zhì)的許多物理特性等。生產(chǎn)過程和溫度緊密相聯(lián)。各領(lǐng)域都特別重視溫度的測(cè)量和控制。宏觀上看，溫度是物體冷熱程度的表示；熱平衡的兩物體，其溫度相等。微觀上看，溫度是物體內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)激烈程度的標(biāo)志。溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越激烈。溫度測(cè)量的特殊性：（1）無可用基本標(biāo)準(zhǔn)直接進(jìn)行比較；（2）溫度是以熱平衡為基礎(chǔ)的，只能進(jìn)行溫度相等或不相等的描述，不能對(duì)兩個(gè)溫度相加或相減。2023/2/595.1.3測(cè)溫方法與傳感器的分類溫度的特殊性形成了溫度測(cè)量的多樣性。測(cè)溫方法有兩類。（1）接觸式測(cè)溫

感溫元件直接接觸被測(cè)對(duì)象，通過充分熱交換，達(dá)到熱平衡時(shí)，感溫元件的某一物理參量值代表被測(cè)對(duì)象的溫度。特點(diǎn)：直觀可靠，但感溫元件影響被測(cè)溫度場(chǎng)分布，接觸不良帶來誤差，高溫和腐蝕性介質(zhì)影響感溫元件性能和壽命。常見測(cè)溫儀：①膨脹式溫度計(jì)；②電阻溫度計(jì)；③熱電偶溫度計(jì)；④其他原理的溫度計(jì)。（2）非接觸式測(cè)溫通過輻射進(jìn)行熱交換，不破壞原有溫場(chǎng)；有較高的測(cè)溫上限；熱慣性小，適于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的溫度和快變的溫度。2023/2/510

溫度傳感器按照用途可分為基準(zhǔn)溫度計(jì)和工業(yè)溫度計(jì)；按照測(cè)量方法又可分為接觸式和非接觸式；按工作原理又可分為膨脹式、電阻式、熱電式、輻射式等等；按輸出方式分，有自發(fā)電型、非電測(cè)型等。

2023/2/511介紹幾種溫度測(cè)量方法

示溫涂料（變色涂料）裝滿熱水后圖案變得清晰可辨2023/2/512變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用CPU散熱風(fēng)扇低溫時(shí)顯示藍(lán)色溫度升高后變?yōu)榧t色2023/2/513體積熱膨脹式

不需要電源，耐用；但感溫部件體積較大。

氣體的體積與熱力學(xué)溫度成正比2023/2/514紅外溫度計(jì)2023/2/515熱電偶測(cè)溫的主要優(yōu)點(diǎn)

1、它屬于自發(fā)電型傳感器：測(cè)量時(shí)可以不需外加電源，可直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)圈式儀表；

2、測(cè)溫范圍廣：下限可達(dá)-270C

，上限可達(dá)1800C以上；

3、各溫區(qū)中的熱電勢(shì)均符合國際計(jì)量委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。2023/2/516

(3)測(cè)溫范圍分區(qū)與其測(cè)量手段超低溫：0～10K，低溫：1～800K，中溫：500～1600℃，高溫：1600～2500℃，超高溫：2500℃以上。超低溫，現(xiàn)有方法都只能測(cè)該范圍內(nèi)的個(gè)別小區(qū)段。例如低于1K的采用磁性溫度傳感器，高于4K的用熱噪聲溫度傳感器。低溫，測(cè)量的特殊在于感溫元件對(duì)被測(cè)溫度場(chǎng)的影響，不宜用熱容大的感溫元件。中、高溫，需防止有害介質(zhì)的化學(xué)作用和熱輻射影響感溫元件，常用耐火的外套保護(hù)元件。低于1300℃的溫度，一般用陶瓷外套，測(cè)更高溫度用難熔材料(剛玉)外套并充惰性氣體。超高溫，因物質(zhì)處于等離子體狀態(tài)，不同粒子的能量對(duì)應(yīng)的溫度不同，且可能相差較大，變化規(guī)律也不同。應(yīng)根據(jù)不同情況使用亮度溫度計(jì)和比色溫度計(jì)來測(cè)量。2023/2/5175.2PN結(jié)溫度傳感器

PN結(jié)的溫度特性

二極管的正向電壓降UD以-2mV/℃變化2023/2/518集成溫度傳感器的類型

集成溫度傳感器可分為：模擬型集成溫度傳感器和數(shù)字型集成溫度傳感器。模擬型的輸出信號(hào)形式有電壓型和電流型兩種。電壓型的靈敏度多為10mV/℃（以攝氏溫度0℃作為電壓的零點(diǎn)），電流型的靈敏度多為1μA/K（以絕對(duì)溫度0K作為電流的零點(diǎn)）；數(shù)字型又可以分為開關(guān)輸出型、并行輸出型、串行輸出型等幾種不同的形式。

2023/2/519電壓輸出型集成溫度傳感器——

LM35/45LM35/45的外形及引腳圖

2023/2/520電壓輸出型集成溫度傳感器

——

LM35/45

LM35/45構(gòu)成的攝氏溫度測(cè)量電路及組裝成的測(cè)溫傳感器2023/2/521在電腦中，集成溫度傳感器用于CPU散熱保護(hù)電路散熱風(fēng)扇集成溫度ICCPU插座CPU散熱片2023/2/522MAX6502用于控制散熱風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速當(dāng)CPU進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算時(shí)，風(fēng)扇處于全速運(yùn)行。場(chǎng)效應(yīng)管功率驅(qū)動(dòng)2023/2/5235.3熱電阻溫度傳感器

一、金屬熱電阻

溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動(dòng)加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過金屬導(dǎo)體時(shí)的阻礙增大，宏觀上表現(xiàn)出電阻率變大，電阻值增加，我們稱其為正溫度系數(shù)，即電阻值與溫度的變化趨勢(shì)相同。2023/2/524

取一只100W/220V燈泡，用萬用表測(cè)量其電阻值，可以發(fā)現(xiàn)其冷態(tài)阻值只有幾十歐姆，而計(jì)算得到的額定熱態(tài)電阻值應(yīng)為484

。

2023/2/525易提純、復(fù)現(xiàn)性好的金屬材料才可用于制作熱電阻

2023/2/526表2-2熱電阻的主要技術(shù)性能

2023/2/527圖2-21

熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)

a）圓片型熱敏電阻b）柱型熱敏電阻c）珠型熱敏電阻d）鎧裝型e）厚膜型f）圖形符號(hào)1—熱敏電阻2—玻璃外殼3—引出線4—紫銅外殼5—傳熱安裝孔

薄膜型及普通型鉑熱電阻

2023/2/529小型鉑熱電阻

2023/2/530防爆型鉑熱電阻

2023/2/531汽車用水溫傳感器及水溫表

銅熱電阻2023/2/532學(xué)習(xí)查“鉑熱電阻分度表”附錄鉑熱電阻分度表

2023/2/533鉑電阻溫度顯示、變送器2023/2/534可設(shè)定溫度的溫度控制箱

旋轉(zhuǎn)式機(jī)械設(shè)定開關(guān)

撥碼式設(shè)定開關(guān)2023/2/535熱電阻的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路2023/2/5362023/2/5372023/2/538二、熱敏電阻

熱敏電阻有負(fù)溫度系數(shù)（NTC）和正溫度系數(shù)（PTC）之分。

NTC又可分為兩大類：第一類用于測(cè)量溫度，它的電阻值與溫度之間呈嚴(yán)格的負(fù)指數(shù)關(guān)系；第二類為突變型（CTR）。當(dāng)溫度上升到某臨界點(diǎn)時(shí)，其電阻值突然下降。2023/2/539下圖所示的五根曲線分別為哪一種熱敏電阻？123452023/2/540熱敏電阻外形

MF12型NTC熱敏電阻聚脂塑料封裝熱敏電阻其他形式的熱敏電阻

玻璃封裝NTC熱敏電阻MF58型熱敏電阻其他形式的熱敏電阻

帶安裝孔的熱敏電阻大功率PTC熱敏電阻2023/2/543其他形式的熱敏電阻（續(xù)）

貼片式NTC熱敏電阻2023/2/544其他形式的熱敏電阻（續(xù)）

MF58型（珠形）高精度負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻MF5A-3型熱敏電阻（參考深圳科蓬達(dá)電子有限公司資料）非標(biāo)熱敏電阻非標(biāo)熱敏電阻（續(xù)）

非標(biāo)熱敏電阻（續(xù)）

2023/2/548熱敏電阻溫度面板表

熱敏電阻

LCD2023/2/549熱敏電阻體溫表

2023/2/550熱敏電阻體溫表的調(diào)試、標(biāo)定方法

調(diào)試時(shí)，應(yīng)該先調(diào)哪一只電位器，再調(diào)哪一只電位器？如何檢驗(yàn)表面刻度中其他各點(diǎn)是否準(zhǔn)確？具體步驟如何進(jìn)行？

2023/2/551熱敏電阻用于CPU的溫度測(cè)量

（參考小熊在線公司資料）2023/2/552熱敏電阻用于電熱水器的溫度控制

2023/2/553鉑電阻傳感器構(gòu)成的溫度檢測(cè)控制電路2023/2/5542023/2/5552023/2/5562023/2/5575.4熱電偶

本結(jié)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容有:1、熱電偶的構(gòu)成要求；2、了解熱電偶的工作原理，了解熱電偶的分類及特點(diǎn)；3、掌握控溫儀表的接線方法。2023/2/558先看一個(gè)實(shí)驗(yàn)——熱電偶工作原理演示

結(jié)論：當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不相同時(shí)，回路中將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。

熱電極A右端稱為：自由端（參考端、冷端）

熱電偶的工作原理

左端稱為：測(cè)量端（工作端、熱端）

熱電極B熱電勢(shì)AB2023/2/559通過以上演示得出結(jié)論

——有關(guān)熱電偶熱電勢(shì)的討論

熱電偶兩結(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生的總的熱電勢(shì)等于熱端熱電勢(shì)與冷端熱電勢(shì)之差，是兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫差Δt

的函數(shù)：

EAB（T，T0）=eAB（

T）-eAB（

T0

）熱電勢(shì)大致與兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫差Δt

成正比2023/2/560從實(shí)驗(yàn)到理論：熱電效應(yīng)

1821年，德國物理學(xué)家賽貝克用兩種不同金屬組成閉合回路，并用酒精燈加熱其中一個(gè)接觸點(diǎn)（稱為結(jié)點(diǎn)），發(fā)現(xiàn)放在回路中的指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)（說明什么？），如果用兩盞酒精燈對(duì)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)同時(shí)加熱，指南針的偏轉(zhuǎn)角反而減小（又說明什么？）

。顯然，指南針的偏轉(zhuǎn)說明回路中有電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生并有電流在回路中流動(dòng)，電流的強(qiáng)弱與兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫差有關(guān)。

2023/2/561結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生熱電勢(shì)的微觀解釋及圖形符號(hào)

兩種不同的金屬互相接觸時(shí)，由于不同金屬內(nèi)自由電子的密度不同，在兩金屬A和B的接觸點(diǎn)處會(huì)發(fā)生自由電子的擴(kuò)散現(xiàn)象。自由電子將從密度大的金屬A擴(kuò)散到密度小的金屬B，使A失去電子帶正電，B得到電子帶負(fù)電，從而產(chǎn)生熱電勢(shì)。

自由電子＋ABeAB（

T）T2023/2/562熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)

八種國際通用熱電偶：

B:鉑銠30—鉑銠6

、R:鉑銠13—鉑、S:鉑銠10—鉑、K:鎳鉻—鎳硅、N:鎳鉻硅—鎳硅、E:鎳鉻—銅鎳、J:鐵—銅鎳、

T:銅—銅鎳

用于制造鉑熱電偶的各種鉑熱電偶絲幾種常用熱電偶的測(cè)溫范圍及熱電勢(shì)

分度號(hào)

名稱

測(cè)量溫度范圍

1000C熱電勢(shì)/mVB鉑銠30－鉑銠650～1820C4.834R鉑銠13—鉑-50～1768C10.506S鉑銠10—鉑-50～1768C9.587K鎳鉻－鎳鉻

(鋁)-270～1370C41.276E鎳鉻－銅鎳(康銅)－270～800C5種熱電偶的測(cè)溫范圍與熱電勢(shì)各有什么特點(diǎn)？2023/2/564幾種常用熱電偶的熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系曲線分析

哪種熱電偶的測(cè)溫上限較高？

結(jié)論：

哪種熱電偶的線性較差？

哪一種熱電偶的靈敏度較高？

哪一種熱電偶的靈敏度較低？為什么所有的曲線均過原點(diǎn)（零度點(diǎn)）？熱電偶的分度表

——熱電偶的線性較差，多數(shù)情況下采用查表法

我國從1991年開始采用國際計(jì)量委員會(huì)規(guī)定的“1990年國際溫標(biāo)”（簡稱ITS-90）的新標(biāo)準(zhǔn)。按此標(biāo)準(zhǔn)，制定了相應(yīng)的分度表，并且有相應(yīng)的線性化集成電路與之對(duì)應(yīng)。

直接從熱電偶的分度表查溫度與熱電勢(shì)的關(guān)系時(shí)的約束條件是：自由端（冷端）溫度必須為0C。

本教材p317的附錄E列出了工業(yè)中常用的鎳鉻-鎳硅（K）熱電偶的分度表。如何利用熱電偶的分度表

假設(shè)熱電偶的冷端溫度為0C，請(qǐng)根據(jù)本教材p317的附錄E——工業(yè)中常用的鎳鉻-鎳硅（K）熱電偶的分度表，查出－100C

、0C、

100C

時(shí)的熱電勢(shì)。數(shù)字式溫度表溫度上限設(shè)定值溫度上限值設(shè)定鍵K熱電偶的分度表

比較查出的3個(gè)熱電勢(shì)，可以看出熱電勢(shì)是否線性？2023/2/568如何由熱電偶的熱電勢(shì)查熱端溫度值

設(shè)冷端為0C，根據(jù)以下電路中的毫伏表的示值及K熱電偶的分度表，查出熱端的溫度tx

。2023/2/569普通裝配型熱電偶的外形安裝螺紋安裝法蘭2023/2/570普通裝配型熱電偶的

結(jié)構(gòu)放大圖

接線盒引出線套管

固定螺紋

（出廠時(shí)用塑料包裹）熱電偶工作端（熱端）

不銹鋼保護(hù)管

2023/2/571鎧裝型熱電偶外形法蘭鎧裝型熱電偶可長達(dá)上百米薄壁金屬保護(hù)套管（鎧體）

BA絕緣材料鎧裝型熱電偶橫截面2023/2/572鎧裝型熱電偶

鎧裝熱電偶的制造工藝：把熱電極材料與高溫絕緣材料預(yù)置在金屬保護(hù)管中、運(yùn)用同比例壓縮延伸工藝、將這三者合為一體，制成各種直徑、規(guī)格的鎧裝偶體，再截取適當(dāng)長度、將工作端焊接密封、配置接線盒即成為柔軟、細(xì)長的鎧裝熱電偶。

鎧裝熱電偶特點(diǎn)：內(nèi)部的熱電偶絲與外界空氣隔絕，有著良好的抗高溫氧化、抗低溫水蒸氣冷凝、抗機(jī)械外力沖擊的特性。鎧裝熱電偶可以制作得很細(xì)，能解決微小、狹窄場(chǎng)合的測(cè)溫問題，且具有抗震、可彎曲、超長等優(yōu)點(diǎn)。

2023/2/573隔爆型熱電偶外形厚壁保護(hù)管壓鑄的接線盒電纜線2023/2/574隔爆型熱電偶

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：隔爆熱電偶的接線盒在設(shè)計(jì)時(shí)采用防爆的特殊結(jié)構(gòu)，它的接線盒是經(jīng)過壓鑄而成的，有一定的厚度、隔爆空間，機(jī)構(gòu)強(qiáng)度較高；采用螺紋隔爆接合面，并采用密封圈進(jìn)行密封，因此，當(dāng)接線盒內(nèi)一旦放弧時(shí)，不會(huì)與外界環(huán)境的危險(xiǎn)氣體傳爆，能達(dá)到預(yù)期的防爆、隔爆效果。

使用場(chǎng)合：工業(yè)用的隔爆型熱電偶多用于化學(xué)工業(yè)自控系統(tǒng)中（由于在化工生產(chǎn)廠、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)常伴有各種易燃、易爆等化學(xué)氣體或蒸汽，如果用普通熱電偶則非常不安全、很容易引起環(huán)境氣體爆炸）。2023/2/575其他熱電偶外形小形K型熱電偶2023/2/576如何根據(jù)常用電路設(shè)備的要求接線利用XMT儀表組成熱電偶測(cè)溫、控溫電路熱電偶2023/2/577

請(qǐng)將右圖各有關(guān)設(shè)備正確地連接起來，組成熱電偶測(cè)溫、控溫電路。黃綠紅L1

L2

L3

接大地銅排接零熱電偶輸出端電爐交流接觸器三相空氣開關(guān)2023/2/578380V線圈的交流接觸器連接過程

當(dāng)溫度控制器測(cè)得的溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，5-6兩端開路，交流接觸器失電，電爐回路被切斷。接大地銅排黃綠紅L1

L2

L3

電爐接零“3”端接何處熱電偶再看一次2023/2/579熱電偶冷端的延長

采用相對(duì)廉價(jià)的補(bǔ)償導(dǎo)線，可延長熱電偶的冷端，使之遠(yuǎn)離高溫區(qū)；可節(jié)約大量貴金屬；易彎曲，便于敷設(shè)。

型號(hào)配用熱電偶正-負(fù)導(dǎo)線外皮顏色正-負(fù)SC鉑銠10-鉑紅-綠KC鎳鉻-鎳硅紅-藍(lán)WC5/26鎢錸5-鎢錸26

紅-橙

補(bǔ)償導(dǎo)線在0～100C范圍內(nèi)的熱電勢(shì)與配套的熱電偶的熱電勢(shì)相等，所以不影響測(cè)量精度。補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)（續(xù)）型號(hào)配用熱電偶正-負(fù)型號(hào)導(dǎo)線外皮顏色正-負(fù)100C時(shí)的熱電勢(shì)/mVRCR（鉑銠13—鉑）RC紅-綠0.647NCN（鎳鉻硅—鎳硅）NC紅-黃2.744EXE（鎳鉻—銅鎳）EX紅-棕6.319JXJ（鐵—銅鎳）JX紅-紫5.264TXT（銅—銅鎳）

TX紅-白4.2792023/2/581補(bǔ)償導(dǎo)線外形

A’B’屏蔽層保護(hù)層2023/2/582熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償

必要性：

1、用熱電偶的分度表查毫伏數(shù)-溫度時(shí)，必須滿足t0=0C的條件。在實(shí)際測(cè)溫中，冷端溫度常隨環(huán)境溫度而變化，這樣t0不但不是0C，而且也不恒定，因此將產(chǎn)生誤差。

2、一般情況下，冷端溫度均高于0C，熱電勢(shì)總是偏小。應(yīng)想辦法消除或補(bǔ)償熱電偶的冷端損失。2023/2/583冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>

一、冷端恒溫法：將熱電偶的冷端置于裝有冰水混合物的恒溫容器中，使冷端的溫度保持在0C不變。此法也稱冰浴法，它消除了t0不等于0C而引入的誤差，由于冰融化較快，所以一般只適用于實(shí)驗(yàn)室中。

2023/2/584冰浴法

在冰瓶中，冰水混合物的溫度能較長時(shí)間地保持在0C不變。2023/2/585冰浴法接線圖

1—被測(cè)流體管道

2—熱電偶

3—接線盒

4—補(bǔ)償導(dǎo)線

5—銅質(zhì)導(dǎo)線

6—毫伏表

7—冰瓶

8—冰水混合物

9—試管

10—新的冷端

2023/2/586二、計(jì)算修正法

當(dāng)熱電偶的冷端溫度t00C時(shí)，由于熱端與冷端的溫差隨冷端的變化而變化，所以測(cè)得的熱電勢(shì)EAB（t，t0）與冷端為0C時(shí)所測(cè)得的熱電勢(shì)EAB（t，0C）不等。若冷端溫度高于0C，則EAB（t，t0）<EAB（t，0C）?？梢岳孟率接?jì)算并修正測(cè)量誤差：

EAB（t，0C）=EAB（t，t0）+EAB（t0，0C）2023/2/587計(jì)算修正法舉例

右圖所示為鎳鉻-鎳硅（K）熱電偶測(cè)溫電路，熱電極A、B直接焊接在鋼板上（V型焊接），A’、B’為補(bǔ)償導(dǎo)線，Cu為銅導(dǎo)線，已知接線盒1的溫度t1=40C，冰瓶中為冰水混合物，接線盒3的溫度t3=20.0C。求：1）冰瓶的溫度t2；2）將熱電極直接焊在鋼板上是應(yīng)用了熱電偶的什么定律？3）當(dāng)Ux=29.9mV時(shí)，估算被測(cè)點(diǎn)溫度tx；4）如果冰瓶中的冰完全融化，溫度上升，與接線盒1的溫度相同，此時(shí)Ux=27.3mV，再求tx。2023/2/588三、儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法

用螺絲刀調(diào)節(jié)儀表面板上的“機(jī)械零點(diǎn)”，使指針指到氣溫t0（圖中為40C）的刻度上。機(jī)械零點(diǎn)指針被預(yù)調(diào)到室溫（40C

）可補(bǔ)償冷端損失2023/2/589四、電橋補(bǔ)償法

XT-WBC熱電偶冷端補(bǔ)償器

電橋補(bǔ)償法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的不平衡電壓來自動(dòng)補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化值，可購買與被補(bǔ)償熱電偶對(duì)應(yīng)型號(hào)的補(bǔ)償電橋。

2023/2/590熱電偶的應(yīng)用及配套儀表

由于我國生產(chǎn)的熱電偶均符合ITS-90國際溫標(biāo)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，其一致性非常好，所以國家又規(guī)定了與每一種標(biāo)準(zhǔn)熱電偶配套的儀表，它們的顯示值為溫度，而且均已線性化。國家標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)圈式顯示儀表命名為XC系列。有指示型（XCZ）和指示調(diào)節(jié)型（XCT）等系列品種。與K型熱電偶配套的動(dòng)圈儀表型號(hào)為XCZ-101或XCT-101等。數(shù)字式儀表也有指示型（XMZ）和指示調(diào)節(jié)型（XMT）等幾種系列品種。

2023/2/591XCZ系列指針式顯示儀表

XC系列動(dòng)圈式儀表測(cè)量機(jī)構(gòu)的核心部件是一個(gè)磁電式毫伏計(jì)。動(dòng)圈式儀表與熱電偶配套測(cè)溫時(shí)，熱電偶、連接導(dǎo)線（補(bǔ)償導(dǎo)線）、調(diào)整電阻和顯示儀表組成了一個(gè)閉合回路。

1—熱電偶2—補(bǔ)償導(dǎo)線