热电偶传感器

1、第了章热电偶传感器本章知识点（技能点）:-1.热电偶的工作原理 2.热电偶的分类 3.热电偶冷端的补偿方法 4.热电偶的四种测温线路的连接方式和适 用场合 5.热电偶的应用先导案例图 7-1 SWK-2表面温度计热电偶的工作原理基于热电效应。将两种不同的导体/和万组成 闭合回路，如图72所示，如果两接点斥口70的温度不同，在回路中就 会产生电动势，有电流流过，这种现象称为热电效应或塞贝克效应， 这两种导体的组合就称为热电偶，相应的电动势和电流称为热电动势 和热电流，导体/和3称为热电极，接触热场的一端称为工作端（热 端），另一端称为自由端（冷端）。. 接触电势金属导体由于材料不同，其内部的电子

2、密度也不同，电子密度不同的金属接触在一起就要发生自由电子的扩散 现象，自由电子会从密度大的金属向密度小的金属转移， 于是在两导体之间就形成了电位差，这个电位差就是接触 电势。2温差电势温差电势就是由于金属导体两端温度不同而产生的另 一种电势。温度不同，导体中自由电子能量就不同，温度 越高电子能量就越大。在导体中能量大的电子就会向低能 级区扩散，于是就在导体的两端形成一个电位差，这就是 温差电势。碌圧丁,）二 w7.2热电偶的结构按结构形式，热电偶分普通型、铠装 型、表面型和快速型四种。a 7-4热电偶的结构门1 热电极2 絶缘套管3 保护套管4 接线盒7.3热电偶的分类,热电偶对热电极的材料是

3、有着一定要求的，如下所示:(1)(2).(3)热电动势大，测量范围宽，线性好；性能稳定，不易氧化、变形和腐蚀； 电阻温度系数小，电阻率小；(4)易加工，材料复制性好。1997年，国际电工委员会(IEC)对七种热 电偶制定了国际标准。它们的分度号是S、B、K、T、 E、 J、 R。y V JF- M .7.4热电偶参考端（冷端）的处理有四种方法可以采用，分别为定点法、 补偿导线法、热电动势修正法和电桥补偿 法。定点法：将冷端放置于温度严格控制 的水浴中，水浴是一个水三相点装置，其 温度是0.010.0005C,最常用的方法是 用冰浴，冰浴的恒定温度为0OC,仅限于实 验室之用。补偿导线法补偿导线

4、法就是采用补偿导线将热电偶延伸到温度恒定或温度波动较小处，只要热电偶和补偿导线的二个接点温度一致，就不会影响热电动势的输出。例子：镰銘镰硅热电偶测量炉温假设，热端温度为800C,冷端温度为50C,仪表室的环境温度恒为20Co 需要将热电偶产生的热电动势信号送到仪表室。.冷端温度为Oc,热端温度为800C时的热电动势为E（800, 0） = 33.275mV； 热端温度为50弋时的热电动势为旦50, 0） = 2.023mV；热端温度为2（FC时的热电动势为日20, 0）二0798mV。如果热电偶与仪表之间直接用铜导线连接，根据中间导体定律，输入仪表的 热电动势为心800, 50）二旦800, 0）厲50, 0）二（332772.022）mV=31255mV（相当于751C）如果热电偶与仪表之间用补偿导线连接，相当于将热电偶延伸到仪表室，输 入仪表的热电动势为日800, 20）二旦800, 0）日20, 0）二（33277O798）mV二32479mV（相当于781C）1与炉内的真实温度相差分别为751C-800C=-49C781C-800C=-19C热电动势修正法当参考端温度恒定，但恒定温度不是分度时的定点温 度时，就可采用此法进行修正。具体方法就是利用中间温 度定律，将测量值加上一个修正值，再查分度表，得到实 际的温度值。冷端补偿器R显示仪表热电偶4