自动检测第五章课件上课讲义.ppt

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1、自动检测第五章课件结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。热电极A右端称为：自由端（参考端、冷端）左端称为：测量端（工作端、热端）热电极B热电势AB1温差电势一根匀质的金属导体，如果其两端的温度不同，则在其内部会产生电动势，这种电势称为温差电势。当导体A两端的温度分别为T、T0时，温差电势可由下式表示同理，导体B的温差电势为2接触电势T——接触处的绝对温度；k——玻耳兹曼常数；e——电子电荷量；NA,NB——导体A和B的自由电子密度。3热电偶回路的热电势等于整个回路中各接触电势与各温差电势的代数和。上式右边第一项称为接触电势，第二项称为温差电势，

2、接触电势一般大于温差电势。1）如果A和B两导体的材料相同，即NA=NB，σA＝σB，即使两端温度T、T0不同，总热电势也为零，因此热电偶必须用两种不同成分的材料做热电极。2）如果热电偶的两电极材料不同，但热电偶的两端温度相同，即T＝T0，总的热电势也为零。3）热电势的大小仅与热电极材料的性质、两个接点的温度有关，与热电偶的尺寸及形状无关。同样材料的热电极，其温度与电势的关系相同，热电极材料相同的热电偶可以互换。综上所述，热电动势的大小只与材料和接点温度有关，与热电偶的尺寸、形状及沿电极温度分布无关。如果冷端温度固定，则热电偶的热电势就是被测温度的单值函数，

3、5.1.2热电偶的基本定律1中间导体定律在热电偶测温过程中，需要用连接导线将热电偶与测量仪表接通，这相当于在热电偶回路中接入第三种导体C。只要第三种导体两端温度相等．则对热电偶回路总的热电势没有影响。图5-3热电偶回路接入第三导体2中间温度定律热电偶回路中，热端温度为T，冷端为T0时的热电势，等于此热电偶热端为T，冷端为Tn时，及同一热电偶热端为Tn，冷端为T0时热电势的代数和。3标准电极定律由3种材料成分不同的热电极A、B、C分别组成3对热电偶，在相同结点温度(T，T0)下，如果热电极A和B分别与热电极C(称为标准电极)组成的热电偶所产生的热电势已知，则

4、由热电极A和B组成的热电偶的热电势可按下式求出。图5-5标准电极定律示意图5.1.3热电偶的冷端补偿1冷端的恒温方式冰浴法，适用于实验室。2补偿导线法图5-6热电偶冷端的延伸3冷端温度自动补偿法图5-7电桥补偿法原理图热电偶测温的主要优点1、它属于自发电型传感器：测量时可以不需外加电源，可直接驱动动圈式仪表；2、测温范围广：下限可达-270C，上限可达1800C以上；3、各温区中的热电势均符合国际计量委员会的标准。5.1.4标准化热电偶八种国际通用热电偶：B:铂铑30—铂铑6、R:铂铑13—铂、S:铂铑10—铂K:镍铬—镍硅、N:镍铬硅—镍硅、E:镍铬

5、—铜镍J:铁—铜镍、T:铜—铜镍用于制造铂热电偶的各种铂热电偶丝几种常用热电偶的测温范围及热电势分度号名称测量温度范围1000C热电势/mVB铂铑30－铂铑650～1820C4.834R铂铑13—铂-50～1768C10.506S铂铑10—铂-50～1768C9.587K镍铬－镍铬(铝)-270～1370C41.276E镍铬－铜镍(康铜)－270～800C热电偶的分度表热电偶的线性较差，多数情况下采用查表法我国从1991年开始采用国际计量委员会规定的“1990年国际温标”（简称ITS-90）的新标准。按此标准，制定了相应的分度表，并且有相应的线

6、性化集成电路与之对应。直接从热电偶的分度表查温度与热电势的关系时的约束条件是：自由端（冷端）温度必须为0C。K热电偶的分度表比较查出的3个热电势，可以看出热电势是否线性？5.1.5热电偶的结构形式1普通热电偶工业上常用的普通热电偶的结构由热电极、绝缘套管(防止两个热电极在中间位置短路)、保护套管(使热电极免受化学侵蚀及机械损伤)、接线盒(连接导线通过接线盒与热电极连接)、接线盒盖(防止灰尘、水分及有害气体进入保护套管内)普通装配型热电偶的外形安装螺纹安装法兰普通装配型热电偶的结构放大图接线盒引出线套管固定螺纹（出厂时用塑料包裹）热电偶工作端（热端）不锈钢

7、保护管2铠装热电偶(又称缆式热电偶)铠装热电偶是将热电极、绝缘材料连同金属保护套—起拉制成型的，可做得很细、很长，其外径可小到1mm-3mm，而且可以弯曲，适合于测量狭小的对象上各点的温度。铠装热电偶种类多．可制成单芯、双芯和四芯等，其测量端有碰底型、不碰底型、露头型和帽型等几种形式。铠装型热电偶外形法兰薄壁金属保护套管（铠体）铠装型热电偶横截面铠装型热电偶可长达上百米BA绝缘材料铠装型热电偶制造工艺：把热电极材料与高温绝缘材料预置在金属保护管中、运用同比例压缩延伸工艺、将这三者合为一体，制成各种直径、规格的铠装偶体，再截取适当长度、将工作端焊接密封、配置

8、接线盒即成为柔软、细长的铠装热电偶。特点：内部的热电偶丝与外界空气