熱電偶原理測溫及其應(yīng)用定則課件

熱電偶原理測溫及其應(yīng)用定則過程控制系統(tǒng)教學(xué)輔助資料1.3.2工業(yè)常用接觸式測溫儀表一、熱電偶（Thermocouple）熱電偶傳感器在工業(yè)中使用極為廣泛。其主要優(yōu)點(diǎn)是測溫精度高；熱電動(dòng)勢與溫度在小范圍內(nèi)基本上呈單值、線性關(guān)系；穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性較好，響應(yīng)時(shí)間較快；測溫范圍寬。熱電偶常用測溫上限可達(dá)1600℃，低溫可達(dá)-200℃。1、熱電偶溫度計(jì)的工作原理熱電偶測溫的基本原理是熱電效應(yīng)。兩根不同材料的金屬導(dǎo)體兩端連接在一起，當(dāng)1點(diǎn)與2點(diǎn)的溫度不同時(shí)（T>T0），則回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電勢，這種物理現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶原理圖接觸電勢原理圖在實(shí)際應(yīng)用中，溫度為T的一側(cè)是被測溫度側(cè)，又稱電偶工作端或熱端；T0的一側(cè)是參考溫度側(cè)，又稱電偶參考端或冷端。根據(jù)以上所述，可以得出下面幾點(diǎn)結(jié)論：1）

凡是兩種不同性質(zhì)的導(dǎo)體材料均可制成熱電偶。2）

熱點(diǎn)偶所產(chǎn)生的熱電勢在熱電極材料一定的條件下，僅決定于測量端和參考端的溫度，而與電極形狀無關(guān)。

3）熱點(diǎn)偶參考端溫度必須保持恒定，最好保持為0℃。其它溫度計(jì)相比，熱電偶溫度計(jì)具有如下特點(diǎn)：1）

熱電偶可將溫度量轉(zhuǎn)換成電量進(jìn)行檢測,因此對于溫度的測量、控制,以及對溫度信號(hào)的放大、變換等都很方便;2）

結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,價(jià)格便宜;3）

惰性較小,測溫準(zhǔn)確可靠,測溫范圍廣;4）

大多數(shù)熱電偶性能都相當(dāng)穩(wěn)定,并有較好的互換性。5）

必須有參考端,并且溫度要保持恒定;

3、熱電偶結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶工業(yè)熱電偶結(jié)構(gòu)圖K,S4、冷端溫度處理在熱電偶的分度表中或分度檢定時(shí),冷端溫度都保持在0℃;在使用時(shí),往往由于環(huán)境和現(xiàn)場條件等原因,冷端溫度不能維持在0℃(To≠0),使熱電偶輸出的電勢值產(chǎn)生誤差,因此需要對熱電偶冷端溫度進(jìn)行處理。1）補(bǔ)償導(dǎo)線法

一種類型的補(bǔ)償導(dǎo)線只能同相應(yīng)的熱電偶配套使用，而且有正負(fù)極，極性不可以接反。

2）計(jì)算修正法

當(dāng)用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶冷端延長到某一溫度T0處以后，由于To通常是環(huán)境溫度且有

To≠0，因此還需要對冷端溫度進(jìn)行修正。假設(shè)被測溫度為T，熱電偶冷端溫度為T0，所測得的電勢值為EAB（T,T0）。根據(jù)中間溫度定則有：利用熱電偶分度表先查出EAB（T0，0）的數(shù)值，就可以計(jì)算出真實(shí)電勢EAB（T,0）的數(shù)值，按照該值再查詢分度表，即可得出被測溫度T。

[例]用K型熱電偶在冷端溫度為25℃時(shí)，測得熱電勢為34.36mV，求熱電偶熱端的實(shí)際溫度。解：查K型熱電偶分度表知EAB（25，0）=1.00mV，測得EAB（T,25）=34.36mV，則再查詢分度表知，35.36mV所對應(yīng)的實(shí)際溫度為851℃。（溫度區(qū)間內(nèi)查表按線性插值公式計(jì)算）

3）電路補(bǔ)償法

接觸電勢原理圖＋—NA>NB電子擴(kuò)散方向→TCBAT0熱電偶接入第三種導(dǎo)體因?yàn)樗粤?xí)題

1、

室溫20℃，采用K型熱電偶測量某物體溫度。與其相配的顯示儀表無冷端補(bǔ)償功能。測量電路如圖所示，當(dāng)儀表指示為100℃時(shí)，求被測物體的溫度T。（已知：E（20,0）=0.798mV;E（80,0）=3.266mV;E（100,0）=4.095mV;E（120,0）=4.919mV）。119

2、

室溫20℃，采用K型熱電偶測量某物體溫度。與其相配的顯示儀表具有冷端補(bǔ)償功能。測量電路如上圖所示，當(dāng)儀表指示為100℃時(shí)，此時(shí)用萬用表測量熱電偶的實(shí)測