



下载本文档
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、第 5 章 热电偶传感器习题答案1什么是金属导体的热电效应 ?试说明热电偶的测温原理。 答:热电效应就是两种不同的导体或半导体 A 和 B 组成一个回路,其两端相互连接时,只 要两结点处的温度不同, 回路中就会产生一个电动势, 该电动势的方向和大小与导体的材料 及两接点的温度有关。 热电偶测温就是利用这种热电效应进行的, 将热电偶的热端插入被测 物,冷端接进仪表,就能测量温度。2试分析金属导体产生接触电动势和温差电动势的原因。答:当 A 和 B 两种不同材料的导体接触时,由于两者内部单位体积的自由电子数目不同 ( 即 电子密度不同 ) ,因此,电子在两个方向上扩散的速率就不一样。现假设导体A
2、的自由电子密度大于导体 B 的自由电子密度, 则导体 A 扩散到导体 B 的电子数要比导体 B 扩散到导体 A 的电子数大。所以导体 A 失去电子带正电荷,导体 B 得到电子带负电荷,于是,在 A 、B 两导体的接触界面上便形成一个由 A 到 B 的电场。该电场的方向与扩散进行的方向相反, 它将引起反方向的电子转移, 阻碍扩散作用的继续进行。 当扩散作用与阻碍扩散作用相等时, 即自导体 A 扩散到导体 B 的自由电子数与在电场作用下自导体 B 到导体 A 的自由电子数相 等时,便处于一种动态平衡状态。在这种状态下, A 与 B 两导体的接触处就产生了电位差, 称为接触电动势。对于导体 A或B,
3、将其两端分别置于不同的温度场t、to中(t to)。在导体内部, 热端的自由电子具有较大的动能, 向冷端移动,从而使热端失去电子带正电荷, 冷端 得到电子带负电荷。 这样, 导体两端便产生了一个由热端指向冷端的静电场。 该电场阻止电 子从热端继续跑到冷端并使电子反方向移动, 最后也达到了动态平衡状态。这样, 导体两端便产生了电位差,我们将该电位差称为温差电动势。3简述热电偶的几个重要定律,并分别说明它们的实用价值。答:一是匀质导体定律: 如果热电偶回路中的两个热电极材料相同, 无论两接点的温度如何, 热电动势为零。 根据这个定律, 可以检验两个热电极材料成分是否相同, 也可以检查热电极 材料的
4、均匀性。二是中间导体定律: 在热电偶回路中接入第三种导体, 只要第三种导体的两接点温度相 同,则回路中总的热电动势不变。 它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪 表或调节器, 也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行 温度测量。三是标准电极定律: 如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知,则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。只要测得各种金属与纯铂组成的热电偶的热电动势,则各种金属之间相互组合而成的热电偶的热电动势可直接计算出 来。四是中间温度定律:热电偶在两接点温度 t、to时的热电动势等于该热电偶在接点温度 为t、t
5、n和切、to时的相应热电动势的代数和。 中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依 据。4试述热电偶冷端温度补偿的几种主要方法和补偿原理。答:热电偶冷端温度补偿的方法主要有:一是冷端恒温法。这种方法将热电偶的冷端放在恒温场合,有0C恒温器和其他恒温器两种;二是补偿导线法。将热电偶的冷端延伸到温度恒 定的场所(如仪表室),其实质是相当于将热电极延长。根据中间温度定律,只要热电偶和补 偿导线的二个接点温度一致,是不会影响热电动势输出的;三是计算修正法。修正公式为:EAB(t, to) =EAB(t,ti) EAB(tl,to);四是电桥补偿法。利用不平衡电桥产生的电动势补偿热 电偶因冷端波动引起的热
6、电动势的变化,工作原理如下图所示。图中,e为热电偶产生的热电动势,U为回路的输出电压。回路中串接了一个补偿电桥。RiR5及Rcm均为桥臂电阻。Rcm是用漆包铜丝绕制成的, 它和热电偶的冷端感受同一温度。 RiR5均用锰铜丝绕成,阻值稳定。在桥路设计时,使Rl=R2,并且Rl、R2的阻值要比桥路中其他电阻大得多。 这样,即使电桥中其他电阻的阻值发生变化,左右两桥臂中的电流却差不多保持不变,从而认为其具有恒流特性。线路设计使得li=l2=l/2=0.5mA。回路输出电压 U为热电偶的热电动势e、桥臂电阻Rcm的压降Urcm及另一桥臂电阻R5的压降Ur5三者的代数和:U = e U rcm - U
7、r5当热电偶的热端温度一定,冷端温度升高时,热电动势将会减小。与此同时,铜电阻 Rcm的阻值将增大,从而使 Urcm增大,由此达到了补偿的目的。自动补偿的条件应为=e = li Rcm、八 t5用镍铬-镍硅(K)热电偶测量温度,已知冷端温度为40C,用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29.188mV,求被测点的温度。解:由镍铬-镍硅热电偶分度表查出E(40, 0)=1.638mV ,根据式(5-2-1)计算出E(t,0) =(29.188 1.638)mV = 30.826mV再通过分度表查出其对应的实际温度为t =700= 740.9 C(30.826 -29.129) 10033.275
8、-29.1296.已知铂铑io-铂(S)热电偶的冷端温度 to= 25C,现测得热电动势 E(t, to)= 11.712mV,求 热端温度是多少度?解:由铂铑10-铂热电偶分度表查出E(25, 0)=0.161mV,根据式(5-2-1)计算出E(t,O) =(11.7120.161)mV =11.873mV再通过分度表查出其对应的实际温度为= 1216.8 Ct _1200 . (11.873-11.851) 100-13.159 -11.8517已知镍铬-镍硅(K)热电偶的热端温度 t= 800C,冷端温度to= 25C,求E(t, to)是多少 毫伏?解:由镍铬-镍硅热电偶分度表可查得E(800,0)=33.275mV,E(25,0)=1.024 mV ,故可得E(800,5)=33.275-1.024=32.251mV8.现用一支镍铬-康铜(E)热电偶测温。其冷端温度为30C,动圈显示仪表(机械零位在0C ) 指示值为400C,则认为热端实际温度为430 C,对不对?为什么?正确值是多少?解:不对,因为仪表的机械零位在0C,正确值为400C。9如图5.14所示之测温回路,热电偶的分度号为K,毫伏表的示值应为多少度 ?答:毫伏表的示值应为(b-t2-60)C。10用镍铬-镍硅(K)热电偶测量某炉温的测量系统如图 5.15所示,
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 二零二五年度医院护理工患者隐私保护合同
- 二零二五年度宾馆物业管理权转让合同
- 二零二五年度企业内训教师授课服务合同范本
- 二零二五年度能源行业实习生聘用与节能减排合同
- 二零二五年度精装修房屋出售居间委托合同
- 二零二五年度新材料研发贷款合同范文
- 二零二五年度美甲店转让合同附赠店铺周边物业租赁权
- 二零二五年度虚拟现实游戏人物肖像权授权使用合同
- 第6单元 17古诗三首(教学设计)2024-2025学年三年级语文上册同步教学(统编版)
- 2025-2030中国可可衍生物行业市场现状供需分析及投资评估规划分析研究报告
- 七年级体育导学案
- 【金融】银行业DeepSeek大模型应用跟踪报告
- 2025年中高考百日誓师大会活动主持词:百日鏖战酬壮志 青春逐梦向未来
- 2025年公共交通卫生提升方案
- 2025-2030年中国充电电池行业运营状况与未来发展趋势分析报告
- 2025届上海市高三下学期2月联考调研英语试题【含答案解析】
- 发展我国银发经济面临的挑战和优化路径研究
- GA/T 2146-2024法庭科学涉火案件物证检验移动实验室建设通用要求
- 游泳馆安全知识培训课件
- 高速铁路设计规范
- 《电机能能效等级》课件
评论
0/150
提交评论