传感器47章热电式传感器

传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 传感器技术及应用 机械 09 2011 2012第二学期 2012年 3月 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 7.2 热电偶传感器 热电阻与热电偶的区别 第一，信号的性质不同，温度的变化， 使热电阻产生电阻值变化；使热电偶产 生感应电压的变化。 第二，检测的温度范围不一样，热电阻 是低温检测（ 0-150度），热电偶是高温 检测（ 0-1000度）。 第三，从材料上分，热电阻是一种金属 材料，热电偶是双金属材料。 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 7.2 热电偶传感器 一、工作原理 热电效应 两种不同材料 A、 B组成闭合回路， 两节点 AB1， AB2 处于不同温度 T和 T0， 回路中形成一 热电势 和相应的热电流 i ， 该现象称为 热电效应 7.2.1 热电偶工作原理及其工作定律 热电势 由两部分组成： 温差电势 和 接触电势 。 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 1. 接触电势 EAB(T)A、 B两种金属在温度 T 时的 接触电势； 接触电势的大小与 温度 T高低及 两种导体 中的电子密度 NA、 NB间差异有关。 T EAB(T) + B A NA NB B A AB N N e kTTE ln 1、接触电势 两种材料之间 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 2. 温差电势 同一材料两端 EA(T， T0)导体 A两端温度为 T、 T0时形成的温差电动势； T， T0高低端的绝对温度； A EA(T,To) T T0 dTTTE TT AA 0 ),( 0 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 3. 回路总电势 EAB(T， T0) = EAB(T) EAB(T0) EA(T,T0) EB(T,T0) 考虑温差电势较接触电势可忽略不计 ,有： EAB(T， T0) = EAB(T) EAB(T0) 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 二、热电耦工作定律 （一） 均质导体定律 构成热电偶的基本定律 （二） 中间导体定律 热电偶测量的基本定律 （三） 连接导体定律 电路中应用补偿导线节约贵金 属 （四） 中间温度定律 计算修正的依据 （五） 参考电极定律 热电偶选配依据 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 (一 ) 均质导体定律 （ 1）由一种均质导体组成的闭合回路，不论其 导体是否存在温度梯度，回路中没有电流 (即 不产生电动势 )； 热端 冷端 热端 冷端 反之，如果有电流流动，此材料则 一定是非均质的， 即 热电偶必须采用两种不同材料作 为电极。 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 （ 2）当材料（ A， B）一定时， 热电 势 仅与热电偶两端点温度有关： EAB(T， T0) = EAB (T) EAB (T0) 若使 EAB (T0) =C时 ，则： EAB(T， T0) = EAB (T) C f (T) 即 热电势为热端温度 T的单值函数 ， 这就是 热电偶测温原理 热端 冷端 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 （二）中间导体定律 1）一个由 几种 不同 导体材料 连接 成的闭合回路，只要它们彼此连接 的 接点温度相同 ，则此 回路 各接点 产生的 热电势 的代数和 为零 。 B A B A N N e kT N N e kT lnln C B N N e kT ln B A N N e kT ln A C N N e kT ln )ln (ln A C C B B A N N N N e kT N N e kT 0 E总 EAB(T) EBC(T) ECA(T) 三个 接触 点温 度相 同 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 2）将 A、 B构成的热电偶的 T0端断开， 接入第三种导体 C，只要保持第三导体 两端温度相同，接入导体 C后对回路总 电动势无影响。 EABC(T， T0) EAB(T) EBC(T0) ECA (T0) A C N N e kT ln0 B A N N e kT ln C B N N e kT ln0 B A N N e kT ln )ln (0 A C C B N N N N e kT EAB(T) EAB(T0) EABC(T， T0) EAB(T， T0) 等温 区接 入导 体不 影响 总电 动势 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 图示：第三种材料接入热电偶回路的两种情况 图 b，在材料 A中加入第三导体 C，使 C两端点温 度相同为 T2，不影响原回路总电势。 EAB(T1,T0)=EAB(T1)-EAB（ T0） T0 T1 2 3 A B EAB T2 C T0 (c) 图 c，在 AB右节点加入 第三导体 C，不影响原 回路总电势。 EAB（ T1, T0） =EAB（ T1） -EAB（ T0） (b) T0 T1 A B C EAB A T2 T 2 (a) T0 T1 B A EAB 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 意义： 可以在热电偶回路中接入电位计 E，只 要保证电位计与连接热电偶处的接点 温度相等。 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 (三） 连接导体定律 EABBA（ T， Tn， T0） EAB（ T） EBB（ Tn） EBA（ T0 ） EAA（ Tn） EAB（ T） EB A（ T0 ） EBB（ Tn） EAA（ Tn） 在热电偶回路中， 接入 连接导线 A、 B ， 各接点温度为： T Tn T0 则回路总电势为 EB A（ T0 ） 0 0 是运用补偿导线进行测温的理论基础 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 应用：补偿导线原理 引入与 A、 B同样热电特性 的 材料 (即补偿导 线 ) A、 B 则回路总电动势不变，仍为 EABBA（ T1， Tn， T0） EAB(T1)EAB(T0) = EAB (T1， T0) 即：接入 AB后 不管接点温度 Tn如何变化， 都不影响总热电势。 这便是引入 补偿导线原 理 。 B A B T1 Tn Tn A E T0 例 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 热电偶补偿导线知识 由于热电偶 的材料一般都比较 贵重 （特别是采用贵金属时），而测温点 到仪表的 距离都很远 ，为了节省热电 偶材料，降低成本，通常采用 补偿导 线 把热电偶的冷端（自由端） 延伸 到 温度比较稳定的控制室内，连接到仪 表端子上。 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 补偿导线类型 1 延长型补偿导线 又称延长型导线，其合金丝的名义 化学成分 及 热电动势标称值 与配用的热电偶 相同 。 2. 补偿型补偿导线 又称补偿型导线，其合金丝的名义 化学成 分 与配用的热电偶 不同 ，但其热电动势值在 0 100 或 0 200 时与配用热电偶的热 电动势标称值相同 。 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 （四）中间温度定律 对于材料 A、 B， 若已知热电势 EAB(T1, T0)、 EAB(T0, T2) B T0 T1 A A B B A T2 则： EAB（ T1, T2） =EAB（ T1, T0） +EAB（ T0, T2） 或： EAB（ T1, T2） =EAB（ T1, T0） EAB（ T2, T0） 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 应用：热电偶分度表 在工程应用中，常用实验的方法得出温 度与热电势的关系并做成表格，以供备 查。 表 分度表中，参考端温度为 :0摄氏度 当冷端温度 T00 时， EAB(T， T0) 是热 电偶热端 T对于 0 和冷端 T0 对于 0 时 的热电势之差 BAB(T， T0) EAB(T， 0） EAB(T0 ， 0) 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 热电势单位： V 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 例 1 例 2 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 例：用分度号为 K的镍铬 -镍硅 热电偶测量温度，在没有采取 冷端温度补偿的情况下，显示 仪表指示值为 500 ，而这时冷 端温度为 60 。 试问：实际温度应 T 为多少？ E（ 60， 0） E（ T， 60） 60 T E（ T， 0） 0 E（ 500， 0） 2.436mv 23.076mv E（ 557， 0） 20.64mv E（ T， 0） E（ T， 60） E（ 60， 0） T 为 557 表 1 表 2 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 如果热端温度不变，设法使冷端温度保持在 20 ，此时显示仪表的指示值应为多少？ 显示仪表指示值应为 538.4 。 显示误差为 18.6 E（ 557， 0） 0 E（ 0， 20） 557 E（ 557， 20） 20 E（ 538.4 ， 0） 0.798mV 23.076mv 22.278mV E（ T ， 0） E(557， 20） =E（ 557， 0） E（ 20， 0） 表 1 表 2 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 (五）参考电极定律 如果任意两种导体材料的热电势是已知的，它们的 冷端和热端的温度又分别相等， C A AC N N e kTTTE ln, 0 C A N N e kT ln0 C B BC N N e kTTTE ln, 0 C B N N e kT ln0 B A N N e kT ln B A N N e kT ln0 它们相互间热电势的关系为： EAB（ T, T0） = EAC（ T, T0） EBC（ T, T0） 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 意义：方便热电偶的配选工作。 由各种材料 A、 B与标准电极 C（铂）组 成的热电偶分度表， 可求出任何二种材料电极 A、 B组成的热 电偶产生的热电势。 在工艺制作上，大大方便了热电偶的配 选工作。 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 例题 3： 铜 -铂构成热电偶在（ 100 ， 0）下热电动势为 0.75mV；康铜 -铂构成热电偶在（ 100 ， 0）下 热电动势为 3.35mV；问铜 -康铜构成热电偶时 在（ 100 ， 0）下热电动势为多少？ 4.10mV 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 7.2.2 热电偶传感器 一、热电偶材料 1、热电偶材料应满足： 物理性能稳定，热电特性不随时间改 变； 化学性能稳定，以保证在不同介质中 测量时不被腐蚀； 热电势高，导电率高，且电阻温度系 数小； 便于制造； 复现性好，便于成批生产。 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 2、标准热电偶： 标准热电偶 ：指国家 标准规定了 其热电势与温 度的关系、 允许误差 、并有统一的 标准分度表 的热电偶。 有相应的 分度表、线性化集成电路 。 有 与其 配套的显示仪表 可供选用。 我国从 1991年开始采用（ ITS-90）新标准，共 有 八种 标准化了的 通用热电偶 B、 R 、 S、 K、 N、 E、 J、 T ，写在前面的热电极为正极，写 在后面的为负极。 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 八种国际通用热电偶特性表 名 称 分度号 测温范围 / C 100C时的 热电势 /mV 1000C时的 热电势 /mV 铂铑 30-铂铑 6 B 501820 0.033 4.834 铂铑 13-铂 R -501768 0.647 10.506 铂铑 10-铂 S -501768 0.646 9.587 镍铬 -镍硅 K -2701370 4.096 41.276 镍铬硅 镍硅 N -2701300 2.744 36.256 镍铬 铜镍 （康铜） E -270800 6.319 铁 铜镍 （康铜） J -210760 5.269 铜 铜镍 （康铜） T -270400 4.279 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 热电偶产品型号 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 （ 1）普通热电偶 （ 2）薄膜热电偶 二、热电偶的结构 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 （ 3）铠装热电偶 将热电极、绝缘材料和金属保 护套管加工成一个坚实的整体， 经复合拉伸后形成的热电偶； 细：一般直径为 1 8mm； 长：长度一般为 1 20m； 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 （ 4）表面 热电偶温度 计 1. 凸型： 固体平面温度测量 2.弓型 ： 固体圆形、球形表面温度测量 3.针形： 导电固体表面温度测量 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 热电偶产品 热电偶、热电偶插件、 温度变送器 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 安装形式 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 热电偶温度计 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 三、 热电偶的温度补偿 原因 为保证输出热电势是被测温度 T的单值函数，必 须使冷端温度 T0保持恒定； 热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度 0 为依据。 方法： 0 恒温法 计算修正法 补正系数法 冷端补偿器法 软件处理法 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 1、 0 恒温法（ 冰点槽法） 把热电偶的参比端置于冰水混合物容器里。这种办 法仅限于科学实验中使用。 mV A B A B T C C 仪 表 铜 导 线 试管 补偿导线 热电偶 冰点槽 冰水溶液 T0 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 修正值 2、修正值 2. 计算修正法 以普通室温为参考端实际温度 Tn， 利用公式计算 EAB(T,0)=EAB(T,Tn)+EAB(Tn,0) 1、测得值 3、查表值 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 3. 补正系数法 参考端实际温度 tn乘上系数 k，加到由 EAB(t， tn) EAB(t1， 0)查分度表所得的温度上 t1，成为 被测温度 t。用公式表达即 t t1 k t n 例：已知参考端温度为 30 ，镍铬考铜热电 偶测得温度 600 。 查表 7 5，对应于 600 的补正系数 k=0.78 则被测温度： t = 600 0.78 30 623.4（ ） 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 4、延伸热电极法 补偿导线法 用补偿导线将显示 /测量仪表位置延伸到 远离被测点的冷端。 注意： 型号、极性 随着热电偶的标准化，补偿导线也形成了 标 准系列 。国际电工委员会 也制定了国际标准， 适合于标准化热电偶使用 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 5、补偿电桥法 -冷端温度自动补偿法 桥臂电阻 ： R4 较 R1， R2， R3 的温度系数大， 冷端温升时 ： R4 增大，使 Uab增大 补偿热电耦电 势 Ex的减小 保持回路总输 出电势 UAB不变 输出信号： UAB= Ex+ Uab 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 热电偶测温电路 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 作业： 7-3 用热敏电阻进行线性温度测量是 必须注意什么问题？ 7-4 利用热电偶测温必须具备哪两个 条件？试解释温度补偿的必要性和主 要方法。 7-9 实验室备有铂铑 -铂热电偶、铂电 阻器和半导体热敏电阻器，今欲测量 某设备外壳的温度，已知其温度 300400 C，要求精度达 2 C， 问应选哪一种？为什么？ 传感器技术及应用 热电式传感器 2 热电偶 工作原理 -热电效应 工作定律 均值导体定律 中间导体定律 连接导体定律 -补偿导线 中间温度定律 -分度表 参考电极定律 热电偶传感器 热电偶材料 标准热电偶 热电偶产品型号 热电偶结构 热电偶的温度补偿 The end