傳感器應(yīng)用技術(shù)溫敏傳感器演示文稿

傳感器應(yīng)用技術(shù)溫敏傳感器演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五傳感器應(yīng)用技術(shù)溫敏傳感器現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五溫敏傳感器及應(yīng)用技術(shù)教學(xué)目的：1、了解溫敏傳感器的作用、分類(lèi)和發(fā)展趨勢(shì)；2、了解集成溫度傳感器使用方法；3、熟悉常用溫敏傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍；4、掌握常用溫敏傳感器的工作原理及使用方法；5、學(xué)會(huì)正確選用溫敏傳感器的方法?，F(xiàn)在是3頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五第二章溫敏傳感器及應(yīng)用技術(shù)第一節(jié)溫敏傳感器的定義、分類(lèi)與特點(diǎn)—溫度與溫標(biāo)—定義、分類(lèi)與特點(diǎn)第二節(jié)常用溫敏傳感器工作原理—電阻式溫敏傳感器—熱電阻—熱敏電阻—熱電偶傳感器第三節(jié)溫敏傳感器應(yīng)用電路分析與訓(xùn)練—0~100℃溫度測(cè)量電路設(shè)計(jì)

—電腦機(jī)箱溫度控制電路設(shè)計(jì)—集成溫度傳感器應(yīng)用電路分析現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五一、溫度與溫標(biāo)1）溫度溫度（temperature）是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來(lái)講是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。兩個(gè)不同溫度相接觸的物體將會(huì)產(chǎn)生熱交換。2）溫標(biāo)用來(lái)量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度讀數(shù)起點(diǎn)（零點(diǎn)）和測(cè)量溫度的基本單位。目前國(guó)際上用得較多的溫標(biāo)有：

華氏溫標(biāo)(°F)、攝氏溫標(biāo)（°C）、熱力學(xué)溫標(biāo)(K)、國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)第一節(jié)溫敏傳感器的定義、

分類(lèi)與特點(diǎn)現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五（1）攝氏溫標(biāo)把在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)定為零度（°C），把水的沸點(diǎn)定為100

度，兩個(gè)溫度點(diǎn)劃分100份，每份為1攝氏度。符號(hào)為t，單位為°C

。（2）華氏溫標(biāo)把在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)定為32F，水的沸點(diǎn)定為212F，兩溫度點(diǎn)劃分180份，每份為1華氏度。符號(hào)為θ。它與華氏度的關(guān)系為

現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五（3）熱力學(xué)溫標(biāo)

在國(guó)際單位制中,以熱力學(xué)溫標(biāo)為基本溫標(biāo)，它定義的溫度為熱力學(xué)溫度T，單位為開(kāi)爾文，符號(hào)為K。熱力學(xué)溫標(biāo)以水的三相點(diǎn)平衡共存時(shí)的溫度為基本定點(diǎn)，并規(guī)定其溫度為273.15K。攝氏溫標(biāo)與熱力學(xué)溫標(biāo)溫度之間的關(guān)系如下：

例如，100°C時(shí)的熱力學(xué)溫度T=（100+273.15）K

三相點(diǎn)是指在熱力學(xué)里，可使一種物質(zhì)三相（氣相，液相，固相）共存的一個(gè)溫度和壓力的數(shù)值。舉例來(lái)說(shuō)，水的三相點(diǎn)在0.01℃（273.15K）及611.73Pa出現(xiàn)t=T-273.15

℃現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五（4）國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)

為解決國(guó)際上溫度標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一及實(shí)用問(wèn)題，國(guó)際上協(xié)商決定，建立一種既能體現(xiàn)熱力學(xué)溫度（即能保證一定的準(zhǔn)確度），又使用方便、容易實(shí)現(xiàn)的溫標(biāo)，即國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)InternationalPracticalTemperatureScaleof1968(簡(jiǎn)稱(chēng)IPTS-68)，又稱(chēng)國(guó)際溫標(biāo)。

1968年國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)規(guī)定熱力學(xué)溫度是基本溫度，用t表示，其單位是開(kāi)爾文，符號(hào)為K。1K定義為水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16，水的三相點(diǎn)是指純水在固態(tài)、液態(tài)及氣態(tài)三項(xiàng)平衡時(shí)的溫度，熱力學(xué)溫標(biāo)規(guī)定三相點(diǎn)溫度為273.16K，這是建立溫標(biāo)的惟一基準(zhǔn)點(diǎn)。注意：攝氏溫度的分度值與開(kāi)氏溫度分度值相同，即溫度間隔1K=1℃。T0是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的融化溫度，T0=273.15K。水的三相點(diǎn)溫度比冰點(diǎn)高出0.01K?，F(xiàn)在是8頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五1.定義溫敏傳感器是將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的裝置。利用敏感元件電磁參數(shù)隨溫度變化而變化的特征達(dá)到測(cè)量目的。2.溫敏傳感器的物理原理二、溫敏傳感器定義、分類(lèi)與特點(diǎn)

隨物體的熱膨脹相對(duì)變化而引起的體積變化；蒸氣壓的溫度變化；電極的溫度變化熱電偶產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)；光電效應(yīng)熱電效應(yīng)介電常數(shù)、導(dǎo)磁率的溫度變化；物質(zhì)的變色、融解；強(qiáng)性振動(dòng)溫度變化；熱放射；熱噪聲?，F(xiàn)在是9頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五3）溫度傳感器應(yīng)滿(mǎn)足的條件特性與溫度之間的關(guān)系要適中，并容易檢測(cè)和處理，且隨溫度呈線(xiàn)性變化；除溫度以外，特性對(duì)其它物理量的靈敏度要低；特性隨時(shí)間變化要??；重復(fù)性好，沒(méi)有滯后和老化；靈敏度高，堅(jiān)固耐用，體積小，對(duì)檢測(cè)對(duì)象的影響

要?。粰C(jī)械性能好，耐化學(xué)腐蝕，耐熱性能好；能大批量生產(chǎn)，價(jià)格便宜；無(wú)危險(xiǎn)性，無(wú)公害等?，F(xiàn)在是10頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五4)溫度傳感器的種類(lèi)及特點(diǎn)

接觸式溫度傳感器非接觸式溫度傳感器接觸式溫度傳感器的特點(diǎn)：傳感器直接與被測(cè)物體接觸進(jìn)行溫度測(cè)量，由于被測(cè)物體的熱量傳遞給傳感器，降低了被測(cè)物體溫度，特別是被測(cè)物體熱容量較小時(shí)，測(cè)量精度較低。因此采用這種方式要測(cè)得物體的真實(shí)溫度的前提條件是被測(cè)物體的熱容量要足夠大。非接觸式溫度傳感器主要是利用被測(cè)物體熱輻射而發(fā)出紅外線(xiàn)，從而測(cè)量物體的溫度，可進(jìn)行遙測(cè)。其制造成本較高，測(cè)量精度卻較低。優(yōu)點(diǎn)是：不從被測(cè)物體上吸收熱量；不會(huì)干擾被測(cè)對(duì)象的溫度場(chǎng)；連續(xù)測(cè)量不會(huì)產(chǎn)生消耗；反應(yīng)快等?，F(xiàn)在是11頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五物理現(xiàn)象

體積熱膨脹

電阻變化溫差電現(xiàn)象導(dǎo)磁率變化電容變化壓電效應(yīng)超聲波傳播速度變化物質(zhì)顏色P–N結(jié)電動(dòng)勢(shì)晶體管特性變化可控硅動(dòng)作特性變化熱、光輻射種類(lèi)鉑測(cè)溫電阻、熱敏電阻熱電偶BaSrTiO3陶瓷石英晶體振動(dòng)器超聲波溫度計(jì)示溫涂料液晶半導(dǎo)體二極管晶體管半導(dǎo)體集成電路溫度傳感器可控硅輻射溫度傳感器光學(xué)高溫計(jì)1.氣體溫度計(jì)2.玻璃制水銀溫度計(jì)3.玻璃制有機(jī)液體溫度計(jì)4.雙金屬溫度計(jì)5.液體壓力溫度計(jì)6.氣體壓力溫度計(jì)1．

熱鐵氧體2．

Fe-Ni-Cu合金現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五2.4溫度傳感器的特點(diǎn)(1)熱電偶、測(cè)溫電阻器、熱敏電阻、感溫鐵氧體、石英晶體振動(dòng)器、雙金屬溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、玻璃制溫度計(jì)、輻射傳感器、晶體管、二極管、半導(dǎo)體集成電路傳感器、可控硅分類(lèi)特征傳感器名稱(chēng)超高溫用傳感器1500℃以上光學(xué)高溫計(jì)、輻射傳感器高溫用傳感器1000～1500℃光學(xué)高溫計(jì)、輻射傳感器、熱電偶中高溫用傳感器500～1000℃光學(xué)高溫計(jì)、輻射傳感器、熱電偶中溫用傳感器0～500℃低溫用傳感器-250～0℃極低溫用傳感器-270～-250℃BaSrTiO3陶瓷晶體管、熱敏電阻、壓力式玻璃溫度計(jì)見(jiàn)表下內(nèi)容

測(cè)溫范圍現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五溫度傳感器分類(lèi)(2)分類(lèi)特征傳感器名稱(chēng)測(cè)溫范圍寬、輸出小測(cè)溫電阻器、晶體管、熱電偶半導(dǎo)體集成電路傳感器、可控硅、石英晶體振動(dòng)器、壓力式溫度計(jì)、玻璃制溫度計(jì)線(xiàn)性型測(cè)溫范圍窄、輸出大熱敏電阻指數(shù)型函數(shù)開(kāi)關(guān)型特性特定溫度、輸出大感溫鐵氧體、雙金屬溫度計(jì)

測(cè)溫特性現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五溫度傳感器特性(3)分類(lèi)特征傳感器名稱(chēng)測(cè)定精度±0.1～±0.5℃鉑測(cè)溫電阻、石英晶體振動(dòng)器、玻璃制溫度計(jì)、氣體溫度計(jì)、光學(xué)高溫計(jì)溫度標(biāo)準(zhǔn)用測(cè)定精度±0.5～±5℃熱電偶、測(cè)溫電阻器、熱敏電阻、雙金屬溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、玻璃制溫度計(jì)、輻射傳感器、晶體管、二極管、半導(dǎo)體集成電路傳感器、可控硅絕對(duì)值測(cè)定用管理溫度測(cè)定用相對(duì)值±1～±5℃

測(cè)定精度現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五（－）接觸式溫度傳感器1．常用熱電阻范圍：-260～＋850℃；精度：0.001℃。改進(jìn)后可連續(xù)工作2000h，失效率小于1％，使用期為10年。2．管纜熱電阻測(cè)溫范圍為-20～＋500℃，最高上限為1000℃，精度為0.5級(jí)。3．陶瓷熱電阻測(cè)量范圍為–200～+500℃，精度為0.3、0.15級(jí)。4．超低溫?zé)犭娮鑳煞N碳電阻，可分別測(cè)量–268.8～253℃-272.9～272.99℃的溫度。5．熱敏電阻器適于在高靈敏度的微小溫度測(cè)量場(chǎng)合使用。經(jīng)濟(jì)性好、價(jià)格便宜?，F(xiàn)在是16頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五（二）非接觸式溫度傳感器l．輻射高溫計(jì)用來(lái)測(cè)量1000℃以上高溫。分四種：光學(xué)高溫計(jì)、比色高溫計(jì)、輻射高溫計(jì)和光電高溫計(jì)。2．光譜高溫計(jì)前蘇聯(lián)研制的YCI—I型自動(dòng)測(cè)溫通用光譜高溫計(jì),其測(cè)量范圍為400～6000℃,它是采用電子化自動(dòng)跟蹤系統(tǒng),保證有足夠準(zhǔn)確的精度進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。

3．超聲波溫度傳感器特點(diǎn)是響應(yīng)快(約為10ms左右)，方向性強(qiáng)。目前國(guó)外有可測(cè)到5000℉的產(chǎn)品。4．激光溫度傳感器適用于遠(yuǎn)程和特殊環(huán)境下的溫度測(cè)量。如NBS公司用氦氖激光源的激光做光反射計(jì)可測(cè)很高的溫度，精度為1％。美國(guó)麻省理工學(xué)院正在研制一種激光溫度計(jì)，最高溫度可達(dá)8000℃，專(zhuān)門(mén)用于核聚變研究。瑞士BrowaBorer研究中心用激光溫度傳感器可測(cè)幾千開(kāi)(K)的高溫?，F(xiàn)在是17頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

此外，還有微波測(cè)溫溫度傳感器、噪聲測(cè)溫溫度傳感器、溫度圖測(cè)溫溫度傳感器、熱流計(jì)、射流測(cè)溫計(jì)、核磁共振測(cè)溫計(jì)、穆斯保爾效應(yīng)測(cè)溫計(jì)、約瑟夫遜效應(yīng)測(cè)溫計(jì)、低溫超導(dǎo)轉(zhuǎn)換測(cè)溫計(jì)、光纖溫度傳感器等。這些溫度傳感器有的已獲得應(yīng)用，有的尚在研制中?，F(xiàn)在是18頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五4、溫度傳感器的發(fā)展概況公元1600年，伽里略研制出氣體溫度計(jì)。一百年后，研制成酒精溫度計(jì)和水銀溫度計(jì)。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展的需要，相繼研制出金屬絲電阻、溫差電動(dòng)式元件、雙金屬式溫度傳感器。1950年以后，相繼研制成半導(dǎo)體熱敏電阻器。最近，隨著原材料、加工技術(shù)的飛速發(fā)展、又陸續(xù)研制出各種類(lèi)型的溫度傳感器。接觸式溫度傳感器非接觸式溫度傳感器現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五電阻式溫度傳感器

1.定義利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而變化的性質(zhì)而工作的，用儀表測(cè)量出熱電阻的阻值變化，從而得到與電阻值對(duì)應(yīng)的溫度值。2.分類(lèi)

金屬熱電阻傳感器—稱(chēng)熱電阻半導(dǎo)體熱電阻傳感—稱(chēng)熱敏電阻第二節(jié)常用溫敏傳感器工作原理現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五二.電阻式溫度傳感器工作原理

(一)熱電阻

1.熱電阻測(cè)溫原理熱電阻主要是利用電阻隨溫度升高而增大的特性來(lái)測(cè)量溫度的。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(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)的阻力增大，宏觀上表現(xiàn)出電阻率變大，總電阻值增加。熱電阻的阻值與溫度的關(guān)系為：

Rt=Ro(1+At+Bt2+Ct3+Dt4)式中：R0為熱電阻在0℃時(shí)的電阻值A(chǔ)、B、C、D為溫度系數(shù)作為測(cè)溫?zé)犭娮璧慕饘俨牧蠎?yīng)具有如下特性：電阻溫度系數(shù)大，電阻率要大，熱容量小，在整個(gè)測(cè)溫范圍內(nèi)應(yīng)具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)，電阻與溫度的關(guān)系最好近似于線(xiàn)性

現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五2.常用熱電阻種類(lèi)(1)鉑電阻(WZP型號(hào)）

目前中國(guó)常用的鉑電阻有兩種，分度號(hào)Ptl00和Ptl0，最常用的是Ptl00，R(0℃)=100.00Ω，純度為R（100℃）/R（0℃）=1.3851

常用測(cè)溫范圍-200℃～850℃鉑電阻結(jié)構(gòu)如圖所示。銀引出線(xiàn)鉑絲云母骨架銀綁帶保護(hù)套管石英骨架常用熱電阻有

鉑電阻銅電阻現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五常用熱電阻（PT100）分度表

現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五（2）銅電阻（WZC型號(hào)）

目前我國(guó)工業(yè)上用的銅電阻分度號(hào)為Cu50和Cul00.純度為R（100℃）/R（0℃）=1.428±0.002

。常用測(cè)溫范圍-50℃～150℃銅熱電阻絲線(xiàn)圈骨架補(bǔ)償組銅引出線(xiàn)現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五3.熱電阻測(cè)溫原理分析為了準(zhǔn)確地測(cè)出電阻的大小以反映溫度的高低，常采用電橋來(lái)測(cè)量Rt阻值的變化，并轉(zhuǎn)化為電壓輸出△U。

當(dāng)<<時(shí)，ΔU與ΔRt之間呈現(xiàn)較好的正比關(guān)系。根據(jù)ΔU可以知道Rt的變化，從而測(cè)得溫度。現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五工業(yè)上常采用三線(xiàn)制接法?，F(xiàn)在是26頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五（6）熱電偶和熱電阻的區(qū)別

原理與特點(diǎn)不同：熱電偶的測(cè)溫原理是基于熱電效應(yīng);熱電阻的測(cè)溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨著溫度的變化而變化的特性。信號(hào)性質(zhì)不同：熱電阻產(chǎn)生的是阻值變化；熱電偶是產(chǎn)生感應(yīng)電壓的變化。檢測(cè)的溫度范圍不一樣：熱電阻是低溫檢測(cè)；熱電偶是高溫檢測(cè)。材料不同：熱電阻是一種金屬材料；熱電偶是雙金屬材料。工作中的現(xiàn)場(chǎng)判斷不同：熱電阻用萬(wàn)用表判斷短路和斷路即可；熱電偶有正負(fù)極、補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)也有正負(fù)之分?，F(xiàn)在是27頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五(二)熱敏電阻熱敏電阻是利用某種半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度變化而變化的性質(zhì)制成的,是半導(dǎo)體測(cè)溫元件。

1.分類(lèi)與特性

熱敏電阻的種類(lèi)很多，按阻值與溫度關(guān)系特性可分為：

(1)正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）電阻值隨溫度升高而增大的電阻器，簡(jiǎn)稱(chēng)PTC熱敏阻器。它的主要材料是摻雜的BaTiO3半導(dǎo)體陶瓷。

(2)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）電阻值隨溫度升高而下降的熱敏電阻器簡(jiǎn)稱(chēng)NTC熱敏電阻器。它的材料主要是一些過(guò)渡金屬氧化物半導(dǎo)體陶瓷。

(3)突變型負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（CTR)

該類(lèi)電阻器的電阻值在某特定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而降低3～4個(gè)數(shù)量級(jí)，即具有很大負(fù)溫度系數(shù)。其主要材料是VO2并添加一些金屬氧化物。二.電阻式溫度傳感器工作原理

現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五1234鉑絲40601201600100101102103104105106RT/Ω溫度T/oC熱敏電阻的特性熱敏電阻的電阻--溫度特性曲線(xiàn)1、NTC；2、CTR；3-4、PTC現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五熱敏電阻材料的分類(lèi)（1）分類(lèi)小分類(lèi)代表例子NTC單晶金剛石、Ge、Si金剛石熱敏電阻多晶遷移金屬氧化物復(fù)合燒結(jié)體

、無(wú)缺陷形金屬氧化燒結(jié)體多結(jié)晶單體

、固溶體形多結(jié)晶氧化物SiC系Mn、Co、Ni、Cu、Al氧化物燒結(jié)體、ZrY氧化物燒結(jié)體、還原性TiO3、Ge、SiBa、Co、Ni氧化物濺射SiC薄膜玻璃Ge、Fe、V等氧化物硫硒碲化合物玻璃V、P、Ba氧化物、Fe、Ba、Cu氧化物、Ge、Na、K氧化物、（As2Se3）0.8、（Sb2SeI）0.2有機(jī)物芳香族化合物聚酰亞釉表面活性添加劑液體電解質(zhì)溶液熔融硫硒碲化合物水玻璃As、Se、Ge系現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五熱敏電阻材料的分類(lèi)（2）PTC無(wú)機(jī)物BaTiO3系Zn、Ti、Ni氧化物系Si系、硫硒碲化合物（Ba、Sr、Pb）TiO3燒結(jié)體有機(jī)物石墨系有機(jī)物石墨、塑料石臘、聚乙烯、石墨液體三乙烯醇混合物三乙烯醇、水、NaClCTR

V、Ti氧化物系、Ag2S、（AgCu）、（ZnCdHg）BaTiO3單晶V、P、（Ba·Sr）氧化物Ag2S–CuS分類(lèi)小分類(lèi)代表例子現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五外形與電路符號(hào)現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

2、熱敏電阻的基本參數(shù)(1)標(biāo)稱(chēng)電阻R25（冷阻）標(biāo)稱(chēng)電阻值是熱敏電阻在25±0.2℃時(shí)的阻值。(2)電阻溫度系數(shù)（%/℃）熱敏電阻的溫度變化1℃時(shí)電阻值的變化率。(3)最高工作溫度Tmax熱敏電阻器在規(guī)定技術(shù)條件下長(zhǎng)期連續(xù)工作所允許最高溫度：T0—環(huán)境溫度；PE—環(huán)境溫度為T(mén)0時(shí)的額定功率；H—耗散系數(shù)

(4)最低工作溫度Tmin熱敏電阻器在規(guī)定的技術(shù)條件下能長(zhǎng)期連續(xù)工作的最低溫度。

(5)轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度Tc熱敏電阻器的電阻一溫度特性曲線(xiàn)上的拐點(diǎn)溫度，主要指正電阻溫度系數(shù)熱敏電阻和臨界溫度熱敏電阻?，F(xiàn)在是33頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五(6)額定功率PE熱敏電阻器在規(guī)定的條件下，長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)荷工作所允許的消耗功率。在此功率下,它自身溫度不應(yīng)超過(guò)Tmax。(7)測(cè)量功率P0熱敏電阻器在規(guī)定的環(huán)境溫度下,受到測(cè)量電流加熱而引起的電阻值變化不超過(guò)0.1％時(shí)所消耗的功率(8)工作點(diǎn)電阻RG在規(guī)定的溫度和正常氣候條件下，施加一定的功率后使電阻器自熱而達(dá)到某一給定的電阻值。(9)熱電阻值RH指旁熱式熱敏電阻器在加熱器上通過(guò)給定的工作電流時(shí),電阻器達(dá)到熱平衡狀態(tài)時(shí)的電阻值?，F(xiàn)在是34頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五第二節(jié)常用溫敏傳感器工作原理二、熱電偶溫度傳感器

溫差熱電偶（簡(jiǎn)稱(chēng)熱電偶）是目前溫度測(cè)量中使用最普遍的傳感元件之一。它除具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量范圍寬、準(zhǔn)確度高、熱慣性小，輸出信號(hào)為電信號(hào)便于遠(yuǎn)傳或信號(hào)轉(zhuǎn)換等優(yōu)點(diǎn)外，還能用來(lái)測(cè)量流體的溫度、測(cè)量固體以及固體壁面的溫度?！餆犭娕嫉姆诸?lèi)★熱電偶的外形、材料與結(jié)構(gòu)★熱電偶的工作原理★冷端處理及補(bǔ)償★熱電偶的選擇、安裝使用和校驗(yàn)現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五1、熱電偶的分類(lèi)熱電偶的種類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶

經(jīng)國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)認(rèn)證的性能較好的熱電偶為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶否則為非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五1）標(biāo)準(zhǔn)熱電偶

目前，經(jīng)國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)認(rèn)證的性能較好的標(biāo)準(zhǔn)熱電偶有8種，分別是：名稱(chēng)分度號(hào)名稱(chēng)分度號(hào)鉑銠30--鉑銠6B鎳鉻硅--鎳硅N鉑銠13--鉑R鎳鉻--銅鎳(康銅)E鉑銠10--鉑S鐵--銅鎳(康銅)J鎳鉻--鎳硅K銅--銅鎳(康銅)T現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五2）非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶

末經(jīng)國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)認(rèn)證的熱電偶為非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶包括：鉑銠系、銥銠系、鎢錸系及金鐵熱電偶、雙鉑鉬等熱電偶

2、熱電偶的外形、材料與結(jié)構(gòu)熱電偶溫度傳器通過(guò)連接導(dǎo)線(xiàn)與顯示儀表相連接組成測(cè)溫系統(tǒng)。

1）熱電偶的外形現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

2）熱電偶的材料與結(jié)構(gòu)熱電偶材料應(yīng)滿(mǎn)足：物理性能穩(wěn)定，熱電特性不隨時(shí)間改變；化學(xué)性能穩(wěn)定，以保證在不同介質(zhì)中測(cè)量時(shí)不被腐蝕；熱電勢(shì)高，導(dǎo)電率高，且電阻溫度系數(shù)小；便于制造；復(fù)現(xiàn)性好，便于成批生產(chǎn)?，F(xiàn)在是39頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

（1）鉑—鉑銠熱電偶(S型)

分度號(hào)LB—3工業(yè)用熱電偶絲：Φ0.5mm，實(shí)驗(yàn)室用可更細(xì)些。正極：鉑銠合金絲,用90％鉑和10％銠(重量比)冶煉而成。負(fù)極：鉑絲。測(cè)量溫度：長(zhǎng)期：1300℃、短期：1600℃。特點(diǎn)：材料性能穩(wěn)定，測(cè)量準(zhǔn)確度較高；可做成標(biāo)準(zhǔn)熱電偶或基準(zhǔn)熱電偶。用途：實(shí)驗(yàn)室或校驗(yàn)其它熱電偶。測(cè)量溫度較高，一般用來(lái)測(cè)量1000℃以上高溫。在高溫還原性氣體中（如氣體中含Co、H2等）易被侵蝕，需要用保護(hù)套管。材料屬貴金屬，成本較高。熱電勢(shì)較弱。現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

（2）鎳鉻—鎳硅(鎳鋁)熱電偶(K型)分度號(hào)EU—2工業(yè)用熱電偶絲：Φ1.2~2.5mm，實(shí)驗(yàn)室用可細(xì)些。正極：鎳鉻合金(用88.4～89.7％鎳、9～10％鉻，0.6％硅，0.3％錳，0.4～0.7％鈷冶煉而成)。負(fù)極：鎳硅合金(用95.7～97％鎳,2～3％硅,0.4～0.7％鈷冶煉而成)。測(cè)量溫度：長(zhǎng)期1000℃，短期1300℃。特點(diǎn)：價(jià)格比較便宜，在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。高溫下抗氧化能力強(qiáng)，在還原性氣體和含有SO2，

H2S等氣體中易被侵蝕。復(fù)現(xiàn)性好，熱電勢(shì)大，但精度不如WRLB?，F(xiàn)在是41頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五（3）鎳鉻—考銅熱電偶(E型)

分度號(hào)為EA—2工業(yè)用熱電偶絲:Ф1.2～2mm，實(shí)驗(yàn)室用可更細(xì)些。正極：鎳鉻合金負(fù)極：考銅合金（用56％銅，44％鎳冶煉而成）。測(cè)量溫度：長(zhǎng)期600℃，短期800℃。特點(diǎn)：價(jià)格比較便宜，工業(yè)上廣泛應(yīng)用。在常用熱電偶中它產(chǎn)生的熱電勢(shì)最大。氣體硫化物對(duì)熱電偶有腐蝕作用?？笺~易氧化變質(zhì)，適于在還原性或中性介質(zhì)中使用。現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五（4）鉑銠30—鉑銠6熱電偶(B型)

分度號(hào)為L(zhǎng)L—2正極：鉑銠合金（用70％鉑，30％銠冶煉而成）。負(fù)極：鉑銠合金（用94％鉑，6％銠冶煉而成）。測(cè)量溫度：長(zhǎng)期可到1600℃，短期可達(dá)1800℃。特點(diǎn)：材料性能穩(wěn)定，測(cè)量精度高。還原性氣體中易被侵蝕。低溫?zé)犭妱?shì)極小，冷端溫度在50℃以下可不加補(bǔ)償。成本高?，F(xiàn)在是43頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五（5）鐵—康銅熱電偶，分度號(hào)TK

靈敏度高，約為53μV/℃，線(xiàn)性度好，價(jià)格便宜，可在800℃以下的還原介質(zhì)中使用。主要缺點(diǎn)是鐵極易氧化，采用發(fā)藍(lán)處理后可提高抗銹蝕能力。（6）銅—康銅熱電偶，分度號(hào)MK

熱電偶的熱電勢(shì)略高于鎳鉻-鎳硅熱電偶，約為43μV/℃。復(fù)現(xiàn)性好，穩(wěn)定性好，精度高，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)是銅易氧化，廣泛用于20K～473K的低溫實(shí)驗(yàn)室測(cè)量中。現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五幾種持殊用途的熱電偶（1）銥和銥合金熱電偶如銥50銠—銥10釕熱電偶它能在氧化氣氛中測(cè)量高達(dá)2100℃的高溫。（2）鎢錸熱電偶是60年代發(fā)展起來(lái)的，是目前一種較好的高溫?zé)犭娕?，可使用在真空惰性氣體介質(zhì)或氫氣介質(zhì)中，但高溫抗氧能力差。國(guó)產(chǎn)鎢錸-鎢錸20熱電偶使用溫度范圍300～2000℃分度精度為1％。（3）金鐵—鎳鉻熱電偶主要用在低溫測(cè)量，可在2～273K范圍內(nèi)使用，靈敏度約為10μV／℃。（4）鈀—鉑銥15熱電偶是一種高輸出性能的熱電偶，在1398℃時(shí)的熱電勢(shì)為47.255mV，比鉑—鉑銠10熱電偶在同樣溫度下的熱電勢(shì)高出3倍，因而可配用靈敏度較低的指示儀表，常應(yīng)用于航空工業(yè)。現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五常用熱電偶的結(jié)構(gòu)類(lèi)型（1）工業(yè)用熱電偶

下圖為典型工業(yè)用熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖。它由熱電偶絲、絕緣套管、保護(hù)套管以及接線(xiàn)盒等部分組成。實(shí)驗(yàn)室用時(shí)，也可不裝保護(hù)套管，以減小熱慣性。熱電極其絕緣套管接線(xiàn)座線(xiàn)座右銘接線(xiàn)柱測(cè)量端絕緣套管熱電極保護(hù)管接線(xiàn)盒由熱電極、絕緣套管、保護(hù)管和接線(xiàn)盒等主要部分組成?，F(xiàn)在是46頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

（2）鎧裝式熱電偶（又稱(chēng)套管式熱電偶）

斷面如圖所示。它是由熱電偶絲、絕緣材料，金屬套管三者拉細(xì)組合而成一體。又由于它的熱端形狀不同，可分為四種型式如圖。優(yōu)點(diǎn)是小型化（直徑從12mm到0.25mm）、壽命、熱慣性小，使用方便。

測(cè)溫范圍在1100℃以下的有：鎳鉻—鎳硅、鎳鉻—考銅鎧裝式熱電偶。

圖3.2-12鎧裝式熱電偶斷面結(jié)構(gòu)示意圖

1—

金屬套管;2—絕緣材料;3—熱電極

(a)—碰底型;(b)—不碰底型;(c)—露頭型;(d)—帽型現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

3、熱電偶的工作原理

熱電偶溫度傳器是利用導(dǎo)體的“熱電效應(yīng)”制作的儀器，其敏感元件是熱電偶。

兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組合成如圖所示閉合回路，若導(dǎo)體A和B的連接處溫度不同（設(shè)T＞T0），則在此閉合回路中就有電流產(chǎn)生，也就是說(shuō)回路中有電動(dòng)勢(shì)存在，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。這種現(xiàn)象早在1821年首先由塞貝克（See－back）發(fā)現(xiàn),所以又稱(chēng)塞貝克效應(yīng)。熱電偶原理圖TT0AB回路中所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫熱電勢(shì)。熱電勢(shì)由兩部分組成，即溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)。

熱電偶由兩根不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體一端焊接或絞接而成。IT＞T0現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五TABT0T0冷端熱電極熱端現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五1）接觸電勢(shì)接觸電勢(shì)原理圖+ABTeAB(T)-eAB(T)——導(dǎo)體A、B結(jié)點(diǎn)在溫度T時(shí)形成的接觸電動(dòng)勢(shì)；e——單位電荷，e=1.6×10-19C；

k——波爾茲曼常數(shù)，k=1.38×10-23J/K

；NA、NB

——導(dǎo)體A、B在溫度為T(mén)時(shí)的電子密度。接觸電勢(shì)的大小與溫度高低及導(dǎo)體中的電子密度有關(guān),。

溫度越高，接觸電勢(shì)越大；兩種導(dǎo)體電子密度的比值越大，接觸電勢(shì)也越大?，F(xiàn)在是50頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五2）溫差電勢(shì)eA(T，T0)——導(dǎo)體A兩端溫度為T(mén)、T0時(shí)形成的溫差電動(dòng)勢(shì)；T，T0——高低端的絕對(duì)溫度；σA——湯姆遜系數(shù)，表示導(dǎo)體A兩端的溫度差為1℃時(shí)所產(chǎn)生的溫差電動(dòng)勢(shì)，例如在0℃時(shí)，銅的σ=2μV/℃。溫差電勢(shì)原理圖AToTeA(T,To)現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五3）回路總電勢(shì)由導(dǎo)體材料A、B組成的閉合回路，其接點(diǎn)溫度分別為T(mén)、T0,如果T＞T0，則必存在著兩個(gè)接觸電勢(shì)和兩個(gè)溫差電勢(shì)，回路總電勢(shì)：NAT、NAT0——導(dǎo)體A在結(jié)點(diǎn)溫度為T(mén)和T0時(shí)的電子密度；NBT、NBT0——導(dǎo)體B在結(jié)點(diǎn)溫度為T(mén)和T0時(shí)的電子密度；σA

、σB——導(dǎo)體A和B的湯姆遜系數(shù)。eAB(T)TeAB(T0)T0eA(T,T0)ABeB(T,T0)現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五在工程應(yīng)用中，常用實(shí)驗(yàn)的方法得出溫度與熱電勢(shì)的關(guān)系并做成表格，以供備查。由公式可得：EAB(T,T0)=EAB(T)-EAB(T0)=EAB(T)-EAB(0)-[EAB(T)-EAB(T0)]=EAB(T，0)-EAB(T0，0)

熱電偶的熱電勢(shì)，等于兩端溫度分別為T(mén)和零度以及T0和零度的熱電勢(shì)之差?，F(xiàn)在是53頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

4）熱電偶回路的性質(zhì)（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，不論其導(dǎo)體是否存在溫度梯度，回路中沒(méi)有電流(即不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì))；反之，如果有電流流動(dòng)，此材料則一定是非均質(zhì)的，即熱電偶必須采用兩種不同材料作為電極。（2)中間導(dǎo)體定律一個(gè)由幾種不同導(dǎo)體材料連接成的閉合回路，只要它們彼此連接的接點(diǎn)溫度相同，則此回路各接點(diǎn)產(chǎn)生的熱電勢(shì)的代數(shù)和為零,如圖由A、B、C三種材料組成的閉合回路，則

E總=EAB（T）+EBC（T）+ECA（T）=0TABCTT結(jié)論：可以在回路中接入電氣測(cè)量?jī)x表，而且也允許采用任意的方法來(lái)焊接熱電偶現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五（3)中間溫度定律(制定分度表的理論依據(jù))

熱電偶回路兩接點(diǎn)(溫度為T(mén)、T0)間熱電勢(shì)，等于熱電偶在溫度為T(mén)、Tn時(shí)的熱電勢(shì)與在溫度為T(mén)n、T0時(shí)的熱電勢(shì)的代數(shù)和。即：EAB(T，T0)=EAB(T，Tn)+EAB(Tn，T0)

熱電偶分度表按冷端溫度為0C時(shí)分度，若冷端溫度不為0℃，則可視實(shí)際冷端溫度T0為中間溫度Tn，則滿(mǎn)足：EAB(T，0)=EAB(T，T0)+EAB(T0，0)

已知由分度表可查現(xiàn)在是55頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五結(jié)論：熱電偶回路熱電勢(shì)只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)；與熱電偶的長(zhǎng)度、粗細(xì)無(wú)關(guān)。(同材同溫總電勢(shì)為0)只有用不同性質(zhì)的導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)才能組合成熱電偶；相同材料不會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，因?yàn)楫?dāng)A、B兩種導(dǎo)體是同一種材料時(shí)，ln(NA/NB)=0，也即EAB(T，T0)=0。只有當(dāng)熱電偶兩端溫度不同,熱電偶的兩導(dǎo)體材料不同時(shí)才能有熱電勢(shì)產(chǎn)生。導(dǎo)體材料確定后，熱電勢(shì)的大小只與熱電偶兩端的溫度有關(guān)。如果使EAB(T0)=常數(shù)，則回路熱電勢(shì)EAB(T，T0)就只與溫度T有關(guān)，而且是T的單值函數(shù)，這就是利用熱電偶測(cè)溫的原理。實(shí)際應(yīng)用中，只用顯示儀表測(cè)得E，即可知熱端溫度T?，F(xiàn)在是56頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五實(shí)際測(cè)量中：保持冷端溫度T0不變，對(duì)于確定材料的熱電偶，E-T之間呈單值關(guān)系，可以用精密實(shí)驗(yàn)法測(cè)得，測(cè)得E，即可知道熱端溫度T。熱電偶的熱電勢(shì)與溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系通常使用熱電偶分度表來(lái)查詢(xún)，分度表的編制是在冷端溫度為0oC時(shí)進(jìn)行的，根據(jù)不同的熱電偶類(lèi)型，分別制成表格形式。利用分度表可以查出E(T,0)，即冷端溫度為0oC時(shí)，熱端溫度為T(mén)時(shí)回路熱電勢(shì)?，F(xiàn)在是57頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是59頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

4、熱電偶的冷端處理與溫度補(bǔ)償原因：熱電偶熱電勢(shì)的大小是熱端溫度和冷端的函數(shù)差，為保證輸出熱電勢(shì)是被測(cè)溫度的單值函數(shù)，必須使冷端溫度保持恒定；熱電偶分度表給出的熱電勢(shì)是以冷端溫度0℃為依據(jù)，否則會(huì)產(chǎn)生誤差。方法：冰點(diǎn)槽法計(jì)算修正法補(bǔ)正系數(shù)法零點(diǎn)遷移法冷端補(bǔ)償器法軟件處理法現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五1）冰點(diǎn)槽法把熱電偶的參比端置于冰水混合物容器里，使T0=0℃。這種辦法僅限于科學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用。為了避免冰水導(dǎo)電引起兩個(gè)連接點(diǎn)短路，必須把連接點(diǎn)分別置于兩個(gè)玻璃試管里，浸入同一冰點(diǎn)槽，使相互絕緣。mVABA’B’TCC’儀表銅導(dǎo)線(xiàn)試管補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)熱電偶冰點(diǎn)槽冰水溶液T0現(xiàn)在是61頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五2）計(jì)算修正法用普通室溫計(jì)算出參比端實(shí)際溫度TH，利用公式計(jì)算例用銅-康銅熱電偶測(cè)某一溫度T，參比端在室溫環(huán)境TH中，測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)EAB(T，TH)=1.999mV，又用室溫計(jì)測(cè)出TH=21℃,查此種熱電偶的分度表可知，EAB(21,0)=0.832mV，故得EAB(T，0)=EAB(T，21)+EAB(21，T0)=1.999+0.832=2.831(mV)再次查分度表，與2.831mV對(duì)應(yīng)的熱端溫度T=68℃。EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0)注意:既不能只按1.999mV查表，認(rèn)為T(mén)=49℃，也不能把49℃加上21℃，認(rèn)為T(mén)=70℃?，F(xiàn)在是62頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五3）補(bǔ)正系數(shù)法把參比端實(shí)際溫度TH乘上系數(shù)k，加到由EAB(T，TH)查分度表所得的溫度上，成為被測(cè)溫度T。用公式表達(dá)即

式中：T——為未知的被測(cè)溫度；T′——為參比端在室溫下熱電偶電勢(shì)與分度表上對(duì)應(yīng)的某個(gè)溫度；TH——室溫；k——為補(bǔ)正系數(shù)，其它參數(shù)見(jiàn)下表。例用鉑銠10－鉑熱電偶測(cè)溫，已知冷端溫度TH=35℃，這時(shí)熱電動(dòng)勢(shì)為11.348mV．查S型熱電偶的分度表，得出與此相應(yīng)的溫度T′=1150℃。再?gòu)南卤碇胁槌觯瑢?duì)應(yīng)于1150℃的補(bǔ)正系數(shù)k=0.53。于是，被測(cè)溫度

T=1150+0.53×35=1168.3（℃）用這種辦法稍稍簡(jiǎn)單一些，比計(jì)算修正法誤差可能大一點(diǎn)，但誤差不大于0.14％。T＝

T′＋

kTH現(xiàn)在是63頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五溫度T′/℃補(bǔ)正系數(shù)k鉑銠10-鉑(S)鎳鉻-鎳硅（K）1000.821.002000.721.003000.690.984000.660.985000.631.006000.620.967000.601.008000.591.009000.561.0010000.551.0711000.531.1112000.53—13000.52—14000.52—15000.53—16000.53—熱電偶補(bǔ)正系數(shù)現(xiàn)在是64頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五4）零點(diǎn)遷移法應(yīng)用領(lǐng)域：如果冷端不是0℃，但十分穩(wěn)定（如恒溫車(chē)間或有空調(diào)的場(chǎng)所）。實(shí)質(zhì)：在測(cè)量結(jié)果中人為地加一個(gè)恒定值，因?yàn)槔涠藴囟确€(wěn)定不變，電動(dòng)勢(shì)EAB(TH,0)是常數(shù)，利用指示儀表上調(diào)整零點(diǎn)的辦法，加大某個(gè)適當(dāng)?shù)闹刀鴮?shí)現(xiàn)補(bǔ)償。例用動(dòng)圈儀表配合熱電偶測(cè)溫時(shí)，如果把儀表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)到室溫TH的刻度上,在熱電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，指針指示的溫度值并不是0℃而是TH。而熱電偶的冷端溫度已是TH,則只有當(dāng)熱端溫度T=TH時(shí)，才能使EAB(T,TH)=0，這樣，指示值就和熱端的實(shí)際溫度一致了。這種辦法非常簡(jiǎn)便，而且一勞永逸，只要冷端溫度總保持在TH不變，指示值就永遠(yuǎn)正確?，F(xiàn)在是65頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五5）冷端補(bǔ)償器法利用不平衡電橋產(chǎn)生熱電勢(shì)補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢(shì)的變化值。不平衡電橋由R1、R2、R3(錳銅絲繞制)、RCu(銅絲繞制)四個(gè)橋臂和橋路電源組成。設(shè)計(jì)時(shí)，在0℃下使電橋平衡(R1=R2=R3=RCu)，此時(shí)Uab=0，電橋?qū)x表讀數(shù)無(wú)影響。冷端補(bǔ)償器的作用注意：橋臂RCu必須和熱電偶的冷端靠近，使處于同一溫度之下。

mVEAB(T,T0)T0T0TAB++-abUUabRCuR1R2R3RT0UaUabEAB(T,T0)供電4V直流，在0～40℃或-20～20℃的范圍起補(bǔ)償作用。注意，不同材質(zhì)的熱電偶所配的冷端補(bǔ)償器，其中的限流電阻R不一樣，互換時(shí)必須重新調(diào)整?，F(xiàn)在是66頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五6）軟件處理法對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，不必全靠硬件進(jìn)行熱電偶冷端處理。例如冷端溫度恒定但不為0℃的情況，只需在采樣后加一個(gè)與冷端溫度對(duì)應(yīng)的常數(shù)即可。對(duì)于T0經(jīng)常波動(dòng)的情況，可利用熱敏電阻或其它傳感器把T0信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，按照運(yùn)算公式設(shè)計(jì)一些程序，便能自動(dòng)修正。后一種情況必須考慮輸入的采樣通道中除了熱電動(dòng)勢(shì)之外還應(yīng)該有冷端溫度信號(hào)，如果多個(gè)熱電偶的冷端溫度不相同，還要分別采樣，若占用的通道數(shù)太多，宜利用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)把所有的冷端接到同一溫度處，只用一個(gè)冷端溫度傳感器和一個(gè)修正T0的輸入通道就可以了。冷端集中，對(duì)于提高多點(diǎn)巡檢的速度也很有利。現(xiàn)在是67頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五5、熱電偶的選擇、安裝使用和校驗(yàn)1）熱電偶的選擇、安裝使用熱電偶的選用應(yīng)該根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、介質(zhì)性質(zhì)、測(cè)溫時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)選擇熱電偶和保護(hù)套管。其安裝地點(diǎn)要有代表性，安裝方法要正確，圖3.2-17是安裝在管道上常用的兩種方法。在工業(yè)生產(chǎn)中，熱電偶常與毫伏計(jì)連用（XCZ型動(dòng)圈式儀表）或與電子電位差計(jì)聯(lián)用，后者精度較高，且能自動(dòng)記錄。另外也可通過(guò)與溫度變送器經(jīng)放大后再接指示儀表，或作為控制用的信號(hào)。現(xiàn)在是68頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五常用熱電偶型號(hào)及測(cè)溫范圍現(xiàn)在是69頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五2）熱電偶的定期校驗(yàn)

校驗(yàn)的方法是用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被校驗(yàn)熱電偶裝在同一校驗(yàn)爐中進(jìn)行對(duì)比，誤差超過(guò)規(guī)定允許值為不合格。圖為熱電偶校驗(yàn)裝置示意圖，最佳校驗(yàn)方法可由查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)獲得。工業(yè)熱電偶的允許偏差，見(jiàn)下表。工業(yè)熱電偶允許偏差熱電偶分度號(hào)校驗(yàn)溫度/℃熱電偶允許偏差/℃溫度偏差溫度偏差LB–3600，800，1000，12000～600±2.4>600占所測(cè)熱電勢(shì)的±0.4%EU–2400，600，800，1000～400±4>400占所測(cè)熱電勢(shì)的±0.75%EA–2300，400，6000～300±4>300占所測(cè)熱電勢(shì)的±1%現(xiàn)在是70頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

6、熱電偶測(cè)量應(yīng)用電路分析

1)測(cè)量單點(diǎn)溫度的基本測(cè)溫線(xiàn)路

熱電偶顯示儀表連接導(dǎo)線(xiàn)現(xiàn)在是71頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五2)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間溫差的測(cè)溫線(xiàn)路現(xiàn)在是72頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

3)測(cè)量平均溫度的測(cè)溫線(xiàn)路現(xiàn)在是73頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

4)測(cè)量幾點(diǎn)溫度之和的測(cè)溫線(xiàn)路

現(xiàn)在是74頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

5)若干只熱電偶共用一臺(tái)儀表的測(cè)量線(xiàn)路

現(xiàn)在是75頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

二、集成溫度傳感器

定義：在一塊極小的半導(dǎo)體芯片上集成了包括溫度敏感器件、信號(hào)放大電路、溫度補(bǔ)償電路、基準(zhǔn)電源電路等在內(nèi)的各個(gè)單元，它使傳感器和集成電路融為一體。

分類(lèi)：集成溫度傳感器按輸出信號(hào)的不同可分為：模擬式集成溫度傳感器、數(shù)字式集成溫度傳感器。模擬式集成溫度傳感器又分為電流型、電壓型

特點(diǎn)：集成溫度傳感器與傳統(tǒng)的熱電阻、熱電偶溫度計(jì)相比最大的優(yōu)點(diǎn)是：線(xiàn)性度好、靈敏度高、輸出信號(hào)大，且規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化

現(xiàn)在是76頁(yè)\一共有87頁(yè)\編輯于星期五

二、集成溫度傳