热电偶传感器

1、2008-10-3 1 热电偶传感器本章学习的主要内容有本章学习的主要内容有: 1、了解温标的概念、了解温标的概念 2、了解热电偶传感器的工作原理；、了解热电偶传感器的工作原理； 3、掌握热电偶选用、分度表的应用；、掌握热电偶选用、分度表的应用； 4、了解热电偶冷端温度补偿的方法。、了解热电偶冷端温度补偿的方法。 2 第一节温度测量的基本概念 温度是反映物体冷热状态的物理参数。温度是反映物体冷热状态的物理参数。 一、温度的基本概念一、温度的基本概念从热平衡的角度从热平衡的角度 温度是描述热平衡系统冷热程度的物理量。温度是描述热平衡系统冷热程度的物理量。 从分子物理学的角度从分子物理学的角度 温

2、度反映了物体内部分子无规则运动温度反映了物体内部分子无规则运动的剧烈程度。的剧烈程度。 从能量的角度从能量的角度 温度是描述系统不同自由度间能量分配状况温度是描述系统不同自由度间能量分配状况的物理量。的物理量。 温标：表示温度大小的尺度，是温度的数值表示方法。国际上温标：表示温度大小的尺度，是温度的数值表示方法。国际上规定的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标等。规定的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标等。2008-10-3 3 1 1摄氏温标摄氏温标 是工程上最通用的温度标尺。摄氏温标是在是工程上最通用的温度标尺。摄氏温标是在标准大气压下将水的冰点与沸点中间划分一百个标准大气压下将水的冰点

3、与沸点中间划分一百个等份，每一等份称为摄氏一度等份，每一等份称为摄氏一度(摄氏度，摄氏度，)，一，一般用小写字母般用小写字母t表示。表示。 2 2华氏温标华氏温标 规定在标准大气压下冰的融点为规定在标准大气压下冰的融点为32华氏度，水的华氏度，水的沸点为沸点为212华氏度，中间等分为华氏度，中间等分为180份，每一等份称为份，每一等份称为华氏一度，符号华氏一度，符号 ，与摄氏温度的关系：，与摄氏温度的关系：=1.8t+32 t= 5/9 (-32) 2008-10-3 4 1848年威廉年威廉汤姆首先提出汤姆首先提出:以热力学第二定律为基础，以热力学第二定律为基础，建立温度仅与热量有关，而与物

4、质无关的热力学温标，又称建立温度仅与热量有关，而与物质无关的热力学温标，又称开尔文温标开尔文温标(scale of Kelvin)，用符号，用符号K表示。它是国际基本单表示。它是国际基本单位制之一位制之一 。 热力学温标规定分子运动停止时的温度为绝对零度，水热力学温标规定分子运动停止时的温度为绝对零度，水的三相点的温度为的三相点的温度为273.16K，从绝对零度到水的三相点的温度，从绝对零度到水的三相点的温度分为分为273.16格，每格为格，每格为1K。 3 3热力学温标热力学温标 摄氏温标与热力学温标温度之间的关系：摄氏温标与热力学温标温度之间的关系：t=T-273.15 T=t+273.1

5、5 K2008-10-3 5 几种温标的对比 正常体温为正常体温为37 C C ，相当于华氏，相当于华氏温度多少度？温度多少度？2008-10-3 6 为解决国际上温度标准的统一及实用问题，国际上协商决定，建立一为解决国际上温度标准的统一及实用问题，国际上协商决定，建立一种既能体现热力学温度（即能保证一定的准确度），又使用方便、容易实现种既能体现热力学温度（即能保证一定的准确度），又使用方便、容易实现的温标，即国际实用温标的温标，即国际实用温标 (简称简称IPTS-68)，又称国际温标。，又称国际温标。 在此基础上，根据第在此基础上，根据第18届国际计量大会的决议，从届国际计量大会的决议，从1

6、990年年1月月1日开始在日开始在全世界范围内采用全世界范围内采用1990年国际温标，简称年国际温标，简称ITS-90。它定义了一系列温度的固。它定义了一系列温度的固定点，测量和重现这些固定点的标准仪器以及计算公式，也定点，测量和重现这些固定点的标准仪器以及计算公式，也规定了各温度段规定了各温度段所使用的标准仪器所使用的标准仪器 低温铂电阻温度计（低温铂电阻温度计（13.81K273.15K）；）； 铂电阻温度计（铂电阻温度计（273.15K903.89K）；）； 铂铑铂铑-铂热电偶温度计（铂热电偶温度计（903.89K1337.58K）；）； 光测温度计（光测温度计（1337.58K以上）。

7、以上）。 4 419901990国际温标国际温标2008-10-3 7 二、温度传感器的特点与分类二、温度传感器的特点与分类温度传感器应满足的条件温度传感器应满足的条件 特性与温度之间的关系要适中，并容易检特性与温度之间的关系要适中，并容易检 测和处理，测和处理，且随温度呈线性变化；且随温度呈线性变化； 除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低；特性随除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低；特性随时间变化要小；时间变化要小； 重复性好，没有滞后和老化；重复性好，没有滞后和老化； 灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响要小；灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响要小； 机械性能好，

8、耐化学腐蚀，耐热性能好；机械性能好，耐化学腐蚀，耐热性能好； 能大批量生产，价格便宜；无危险性，无公害等。能大批量生产，价格便宜；无危险性，无公害等。2008-10-3 8 物物理理现现象象体积热膨胀体积热膨胀电阻变化电阻变化温差电现象温差电现象导磁率变化导磁率变化电容变化电容变化压电效应压电效应超声波传播速度变化超声波传播速度变化物质物质 颜色颜色PN结电动势结电动势晶体管特性变化晶体管特性变化可控硅动作特性变化可控硅动作特性变化热、光辐射热、光辐射种种类类铂测温电阻、热敏电阻铂测温电阻、热敏电阻热电偶热电偶BaSrTiO3陶瓷陶瓷石英晶体振动器石英晶体振动器超声波温度计超声波温度计示温涂料

9、示温涂料 液晶液晶半导体二极管半导体二极管晶体管半导体集成电路温度传感器晶体管半导体集成电路温度传感器可控硅可控硅辐射温度传感器辐射温度传感器 光学高温计光学高温计1.气体温度计气体温度计 2. 玻璃制水银温度计玻璃制水银温度计 3.玻璃制有机液体温度计玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计双金属温度计 5.液体压力温度计液体压力温度计 6. 气体压力温度计气体压力温度计1 热铁氧体热铁氧体 2 Fe-Ni-Cu合金合金2008-10-3 9 判断下面几种温度测量方法是利用什么物理现象？ 示温涂料（变色涂料）示温涂料（变色涂料）装满热水后装满热水后红外温度计热电偶2008-10-3 10 温度

10、传感器的种类（是否接触）温度传感器的种类（是否接触）l 接触式温度传感器 接触式温度传感器的特点：传感器直接与被测物体接触进行温度测量，接触式温度传感器的特点：传感器直接与被测物体接触进行温度测量，由于被测物体的热量传递给传感器，降低了被测物体温度，特别是被测物由于被测物体的热量传递给传感器，降低了被测物体温度，特别是被测物体热容量较小时，测量精度较低。因此采用这种方式要测得物体的真实温体热容量较小时，测量精度较低。因此采用这种方式要测得物体的真实温度的前提条件是被测物体的热容量要足够大。度的前提条件是被测物体的热容量要足够大。 l 非接触式温度传感器 非接触式温度传感器主要是利用被测物体热辐

11、射而发出红外线，从而测非接触式温度传感器主要是利用被测物体热辐射而发出红外线，从而测量物体的温度，可进行遥测。其制造成本较高，测量精度却较低。优点是：量物体的温度，可进行遥测。其制造成本较高，测量精度却较低。优点是：不从被测物体上吸收热量；不会干扰被测对象的温度场；连续测量不会产不从被测物体上吸收热量；不会干扰被测对象的温度场；连续测量不会产生消耗；反应快等。生消耗；反应快等。 l 2008-10-3 11 一、热电偶工作原理 结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。 两种不同的导体或半导体两种不同的导体或半导体A和和B组合成闭合回路

12、，若导体组合成闭合回路，若导体A和和B的连的连接处温度不同（设接处温度不同（设TT0），则在此闭合回路中就有电流产生，也就是），则在此闭合回路中就有电流产生，也就是说回路中有电动势存在，这种现象叫做热电效应。说回路中有电动势存在，这种现象叫做热电效应。 右端结点称为：右端结点称为：自由自由端（参考端、冷端）端（参考端、冷端） 第二节第二节 热电偶的工作原理热电偶的工作原理 左端左端结点结点称为：称为：测量测量端（工作端、热端）端（工作端、热端） 热电极热电极A、 B BAB2008-10-3 12 1. 接触电势 BAABNNekTTeln)(k 玻耳兹曼常数； T 接触面的绝对温度； e 单

13、位电荷量； NA金属电极A的自由电子密度 NA金属电极B的自由电子密度接触电势接触电势 两种不同的金属互两种不同的金属互相接触时，由于不同金相接触时，由于不同金属内自由电子的密度不属内自由电子的密度不同，在两金属同，在两金属A和和B的接的接触点处会发生自由电子触点处会发生自由电子的扩散现象。自由电子的扩散现象。自由电子将从密度大的金属将从密度大的金属A扩散扩散到密度小的金属到密度小的金属B，使，使A失去电子带正电，失去电子带正电，B得到得到电子带负电，从而产生电子带负电，从而产生热电势。热电势。2008-10-3 13 2. 温差电势 TTAdTTTe0),(0 汤姆逊系数，它表示温度为汤姆逊

14、系数，它表示温度为1时所产生的电动势值，时所产生的电动势值， 它与材料的性质有关。它与材料的性质有关。 温差电势温差电势 （汤姆逊电势）（汤姆逊电势） 2008-10-3 14 3. 热电偶回路的总热电势 ),(),()()(),()(),()(),(0000000TTeTTeTeTeTTeTeTTeTeTTEBAABABBABAABAB 由于温差电势相对较小，所以只温差电势相对较小，所以只考虑热电偶的接触电势时，热电偶的接触电势时，两结点所产生的总的热电势等于热端热电势与冷端热电势之差，两结点所产生的总的热电势等于热端热电势与冷端热电势之差，是两个结点的温差是两个结点的温差t 的函数：的函数

15、： )()(),(00TeTeTTEABABAB2008-10-3 15 结论结论如果热电偶两材料相同，则无论接点处的温度如何，总电势为零； 如果两接点处的温度相同，尽管A、B材料不同，总热电势为零； 热电偶产生的热电势只与材料、接点处的温度有关，而与材料的尺寸、几何形状无关； 若A、B材料确定，热电势EABAB(T,T0 0)是两接点温度T和T0 0的函数差,如果T0 0保持恒定,则热电势EABAB(T,T0 0)只是工作端温度T的单值函数。 l l l 2008-10-3 16 1、中间导体定律 利用热电偶进行测温, 必须在回路中引入连接导线和仪表, 接入导线和仪表后会不会影响回路中的热电

16、势呢？ TT0T0ABCEABC（T，T0） 若三个接点的温度均为T0 0，则 EABCABC（T0 0）= EABAB(T0 0)+ EBCBC(T0 0)+ ECACA(T0 0)=0 若A、B接点温度为T，其余接点温度为T0 0，且T T0 0，则 EABCABC（T，T0 0）= EABAB(T)+ EBCBC(T0 0)+ ECACA(T0 0) 因为 EABAB(T0 0)=-EBCBC(T0 0)+ ECACA(T0 0) 所以 EABCABC（T，T0 0）= EABAB(T)- EABAB(T0 0)2008-10-3 17 电位计接入 热电偶回路 根据上述原理，可以在热电偶

17、回路中接入电位计根据上述原理，可以在热电偶回路中接入电位计E，只要保，只要保证电位计与连接热电偶处的接点温度相等，就不会影响回路中证电位计与连接热电偶处的接点温度相等，就不会影响回路中原来的热电势，接入的方式见下图所示。原来的热电势，接入的方式见下图所示。 ET0 T1 T1 TET0 T0 T 中间导体定律说明中间导体定律说明, 在热电偶测温回路内在热电偶测温回路内, 接入第接入第三种导体三种导体, 只要其两端温度相同只要其两端温度相同, 则对回路的总热电势则对回路的总热电势没有影响。没有影响。2008-10-3 18 2. 2. 中间温度定律中间温度定律 如果不同的两种导体材料组成热电偶回

18、路如果不同的两种导体材料组成热电偶回路,其其接点温度分别为接点温度分别为T1、T2(如图所示如图所示)时时,则其热电势则其热电势为为EAB(T1, T2)；当接点温度为；当接点温度为T2、T3时，其热电时，其热电势为势为EAB(T2, T3)；当接点温度为；当接点温度为T1、T3时，其热时，其热电势为电势为EAB(T1, T3)，则，则B B A T2 T1 T3 A A B EAB（T1, T3）=EAB（T1, T2）+EAB（T2, T3）2008-10-3 19 第三节 热电偶的种类及结构 热电偶材料应满足：热电偶材料应满足： 物理性能稳定，热电特性不随时间改变；物理性能稳定，热电特性

19、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化学性能稳定，以保证在不同介质中测量时不被腐蚀；腐蚀； 热电势高，导电率高，且电阻温度系数小；热电势高，导电率高，且电阻温度系数小； 便于制造；便于制造； 复现性好，便于成批生产。复现性好，便于成批生产。 2008-10-3 20 一、热电偶的种类1）标准型热电偶）标准型热电偶 实际上并非所有材料都能满足上述要求。实际上并非所有材料都能满足上述要求。 目前在国际上被公认比较目前在国际上被公认比较好的热电材料只有几种。国际电工委员会（好的热电材料只有几种。国际电工委员会（IEC）向世界各国推荐）向世界各国推荐8种种标准化热电偶标准化热电偶

20、, 所谓标准化热电偶所谓标准化热电偶, 它已列入工业标准化文件中它已列入工业标准化文件中, 具有统具有统一的分度表。一的分度表。 八种国际通用热电偶：八种国际通用热电偶： B:B:铂铑铂铑3030铂铑铂铑6 6 、R:R:铂铑铂铑1313铂铂 、S:S:铂铑铂铑1010铂铂 、 K:K:镍铬镍铬镍硅镍硅 、N:N:镍铬硅镍铬硅镍硅镍硅 、 E:E:镍铬镍铬铜镍、铜镍、 J:J:铁铁铜镍铜镍 、 T:T:铜铜铜镍铜镍 我国从我国从1988年开始采用年开始采用IEC标准生产热电偶。见表标准生产热电偶。见表9-2. 2）非标准型热电偶）非标准型热电偶 非标准型热电偶包括铂铑系、铱铑系及钨铼系热电偶等

21、。非标准型热电偶包括铂铑系、铱铑系及钨铼系热电偶等。 二、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热电偶的线性较差，多数情况下采用查表法 我国从我国从1991年开始采用国际计量委员会规年开始采用国际计量委员会规定的定的“1990年国际温标年国际温标”（简称（简称ITS-90）的新标）的新标准。按此标准，制定了相应的分度表，并且有准。按此标准，制定了相应的分度表，并且有相应的线性化集成电路与之对应。相应的线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：势的关系时的约束条件是：自由端（冷端）自由端（冷端）温度必须为温度

22、必须为0 0 C C。 K热电偶的分度表 比较比较查出的查出的3 3个个热电势，热电势，可以看出可以看出热电势是热电势是否线性？否线性？2008-10-3 23 几种常用热电偶的热电势与温度的关系曲线分析 哪几种热哪几种热电偶的测温上电偶的测温上限较高？限较高？ 哪几种热电哪几种热电偶的线性较差？偶的线性较差？ 哪一种热电哪一种热电偶的灵敏度较高？偶的灵敏度较高？ 哪一种热电哪一种热电偶的灵敏度较低？偶的灵敏度较低？ 为什么所有的曲线均过原点（零度点）？为什么所有的曲线均过原点（零度点）？2008-10-3 24 1、 普通装配型热电偶 普通型结构热电偶工业上使用最多, 它一般由热电极、绝缘套

23、管、保护管和接线盒组成, 其结构如下图所示。 三、热电偶的结构形式三、热电偶的结构形式(1)热电极热电极热电偶的热电极直径由材料的机械强度,电导率,价格及热电偶的用途和测量范围等决定。(2)绝缘材料绝缘材料在热电偶的两根电极上套有绝缘材料, 其作用是防止两根电极之间和电极与保护套管之间发生短路。(3)保护管保护管 热电偶的热电极(包括绝缘管)装在保护管中。使热电极避免遭受有害气体的腐蚀,玷污及机械损伤,防止或减小火焰与气流的冲刷和辐射,保护热电极.(4)接线盒接线盒主要作用是防止灰尘和水,汽的侵入,便于热电偶与补偿导线或导线连接。2008-10-3 25 普通装配型热电偶的外形安装螺纹安装螺纹

24、安装法兰安装法兰2、铠装热电偶 铠装热电偶又称套管热电偶。它是由热电偶丝、 绝缘材料和金属套管三者经拉伸加工而成的坚实组合体。它可以做得很细很长, 使用中随需要能任意弯曲。铠装热电偶的主要优点是测温端热容量小, 动态响应快, 机械强度高, 挠性好, 可安装在结构复杂的装置上, 因此被广泛用在许多工业部门中。 2008-10-3 26 3、薄膜热电偶 薄膜热电偶是由两种薄膜热电极材料, 用真空蒸镀、 化学凃层等办法蒸镀到绝缘基板上面制成的一种特殊热电偶。 薄膜热电偶的热接点可以做得很小（可薄到0.010.1m）, 具有热容量小, 反应速度快等的特点, 热相应时间达到微秒级, 适用于微小面积上的表

25、面温度以及快速变化的动态温度测量。铠装型热电偶外形铠装型热电偶可铠装型热电偶可 长达上百米长达上百米2008-10-3 27 由于受到材料价格的限制不可能做很长，而要使其冷端不受测温对象的由于受到材料价格的限制不可能做很长，而要使其冷端不受测温对象的温度影响，必须使冷端远离温度对象，采用补偿导线可以做到这一点。温度影响，必须使冷端远离温度对象，采用补偿导线可以做到这一点。 第四节第四节 热电偶冷端的延长热电偶冷端的延长A B 屏蔽层屏蔽层保护层保护层所谓补偿导线，实际上是一对材料化学成分所谓补偿导线，实际上是一对材料化学成分不同的导线，在不同的导线，在0150温度范围内与配接的热温度范围内与配

26、接的热电偶有一致的热电特性，采用相对廉价的补偿导电偶有一致的热电特性，采用相对廉价的补偿导线，可延长热电偶的冷端，使之远离高温区；可线，可延长热电偶的冷端，使之远离高温区；可节约大量贵金属；易弯曲，便于敷设。节约大量贵金属；易弯曲，便于敷设。 补偿导线在补偿导线在0100 C范围内的热电势与配套范围内的热电势与配套的热电偶的热电势相等，所以不影响测量精度。的热电偶的热电势相等，所以不影响测量精度。 2008-10-3 28 A BT1T2 T2 A B T0 T0 热电偶补偿热电偶补偿导线接线图导线接线图E只要只要T1、T0不变，接入不变，接入AB后不管接点温度后不管接点温度T2如何如何变化，

27、都不影响总热电势。这便是引入补偿导线原理。变化，都不影响总热电势。这便是引入补偿导线原理。EAB=EAB(T1)EAB(T0)当在原来热电偶回路中分别引入与导体材料当在原来热电偶回路中分别引入与导体材料A、B同样热电特性的材料同样热电特性的材料A、B(如图如图)即引入所谓补偿导即引入所谓补偿导线时，当线时，当EAA(T2)=EBB(T2)时，则回路总电动势为时，则回路总电动势为补偿导线原理补偿导线原理2008-10-3 29 使用补偿导线时注意问题：使用补偿导线时注意问题：补偿导线只能用在规定的温度范围内（0100）； 热电偶和补偿导线的两个接点处要保持温度相同； 不同型号的热电偶配有不同的补

28、偿导线； 补偿导线由正、负极需分别与热电偶正、负极相连； 补偿导线的作用是对热电偶冷端延长。2008-10-3 30 第五节 热电偶的冷端温度补偿 必要性：必要性： 1、用热电偶的分度表查毫伏数、用热电偶的分度表查毫伏数-温度时，必须满足温度时，必须满足t0=0 C的条件。在实际测温中，冷端温度常随环境温度而的条件。在实际测温中，冷端温度常随环境温度而变化，这样变化，这样t0不但不是不但不是0 C，而且也不恒定，而且也不恒定， 因此将产生误因此将产生误差。差。 2、 一般情况下，冷端温度均高于一般情况下，冷端温度均高于0 C，热电势总是偏，热电势总是偏小。应想办法消除或补偿热电偶的冷端损失小。

29、应想办法消除或补偿热电偶的冷端损失 。2008-10-3 31 、冷端恒温法（1）0恒温器恒温器（冰浴法）冰浴法） 将热电偶的冷将热电偶的冷端置于温度为端置于温度为0的恒温器内。的恒温器内。用于实验室或精用于实验室或精密的温度测量。密的温度测量。 （2）其他恒温器）其他恒温器 将热电偶的冷端置于各种恒温器内，使之保持温度恒定，将热电偶的冷端置于各种恒温器内，使之保持温度恒定，避免由于环境温度的波动而引入误差。这类恒温器的温度不避免由于环境温度的波动而引入误差。这类恒温器的温度不为为0，需对热电偶进行冷端温度修正。，需对热电偶进行冷端温度修正。2008-10-3 32 、计算修正法 当热电偶的冷

30、端温度当热电偶的冷端温度t0 0 C时，由于热端与冷端的温差随冷端时，由于热端与冷端的温差随冷端的变化而变化，所以测得的热电势的变化而变化，所以测得的热电势EAB（t，t0）与冷端为）与冷端为0 C时所测时所测得的热电势得的热电势EAB（t，0 C）不等。若冷端温度高于）不等。若冷端温度高于0 C，则，则EAB（t，t0）EAB（t，0 C）。可以利用下式计算并修正测量误差：）。可以利用下式计算并修正测量误差： EAB（t，0 C）=EAB（t，t0）+EAB（t0，0 C） 例例 用铜用铜-康铜热电偶测某一温度康铜热电偶测某一温度T，冷端在室温环境，冷端在室温环境TH中，测得热电中，测得热电

31、动势动势EAB(T，TH)=1.979mV，又用室温计测出，又用室温计测出TH=21,查此种热电偶的分查此种热电偶的分度表可知，度表可知，EAB(21,0)=0.84mV，故得，故得 EAB(T，0)=EAB(T，21)+EAB(21，T0) =1.979+0.84=2.819(mV) 再次查分度表，与再次查分度表，与2.819mV对应的热端温度对应的热端温度T=69。注意注意:既不能只按既不能只按1.979mV查表，认为查表，认为T=49，也不能把，也不能把49加上加上21，认为，认为T=70。2008-10-3 33 计算修正法举例 右图所示为镍右图所示为镍铬铬-镍硅（镍硅（K）热电偶）热

32、电偶测温电路，热电极测温电路，热电极 A、B直接焊接在钢板上直接焊接在钢板上（V 型焊接），型焊接），A 、B 为补偿导线，为补偿导线，Cu为为铜导线，已知接线盒铜导线，已知接线盒1 的温度的温度t1=40 C，冰瓶，冰瓶中为冰水混合物，接中为冰水混合物，接线盒线盒 3 的温度的温度t3=20.0 C。求求：1）冰瓶的温度）冰瓶的温度t 2；2）将热电极直）将热电极直接焊在钢板上是应用了热电偶的什么定接焊在钢板上是应用了热电偶的什么定律？律？3）当）当Ux=29.9mV时，估算被测点温时，估算被测点温度度t x ；4）如果冰瓶中的冰完全融化，温）如果冰瓶中的冰完全融化，温度上升，与接线盒度上升

33、，与接线盒1的温度相同，此时的温度相同，此时Ux=27.3mV，再求，再求t x。 2008-10-3 34 、仪表机械零点调整法仪表机械零点调整法仪表的机械零点为仪表输入电势为零时仪表的机械零点为仪表输入电势为零时,指针停留的刻度点指针停留的刻度点, 也就是也就是仪表的起始点。若预知热电偶冷端温度为仪表的起始点。若预知热电偶冷端温度为t0,在此时相当于人为给仪表在此时相当于人为给仪表输入热电势输入热电势EAB(t0, 0),在接通测温回路后在接通测温回路后,输入仪表的热电势为：输入仪表的热电势为： EAB(t,t0) + EAB(t0,0) = EAB(t,0) 使仪表指针指示热端温度使仪表

34、指针指示热端温度t值。值。 仪表机械零点调整法比较简单仪表机械零点调整法比较简单, 如热电偶冷端温度波动频繁如热电偶冷端温度波动频繁,变化较变化较大大,不宜采用此法。不宜采用此法。 应用领域：如果冷端不是应用领域：如果冷端不是0，但十分稳定（如恒温车间或有空调，但十分稳定（如恒温车间或有空调的场所）。的场所）。2008-10-3 35 用螺丝用螺丝刀调节仪表面刀调节仪表面板上的板上的“机械机械零点零点”，使指针，使指针指到气温指到气温t0（图中为图中为40 40 C）的）的刻度上。刻度上。 机械零点机械零点指针被预调到室温（指针被预调到室温（40 C ） 可补偿冷可补偿冷端损失端损失2008-

35、10-3 36 、电桥补偿法 由热电势计算修正法可知,当热电偶冷端温度tn偏离规定值t0时,热电势的修正值为EAB(tn,t0),如果在热电偶测量回路中串接一个等于EAB(tn,t0)的直流电压U,则回路的总电势为： EAB(t,tn) + U = EAB(t,tn) + EAB(tn,t0) = EAB(t,t0)电桥补偿法是利用不平衡电桥产生的不平衡电压来自动补电桥补偿法是利用不平衡电桥产生的不平衡电压来自动补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值，可购买与被偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值，可购买与被补偿热电偶对应型号的补偿电桥。补偿热电偶对应型号的补偿电桥。2008-10

36、-3 37 第六节 热电偶的应用及配套仪表 由于我国生产的热电偶均符合由于我国生产的热电偶均符合ITS-90国际温标所规定的国际温标所规定的标准，其一致性非常好，所以国家又规定了与每一种标准热标准，其一致性非常好，所以国家又规定了与每一种标准热电偶配套的仪表，它们的显示值为温度，而且均已线性化。电偶配套的仪表，它们的显示值为温度，而且均已线性化。国家标准的动圈式显示仪表命名为国家标准的动圈式显示仪表命名为XC系列。有指示型（系列。有指示型（XCZ）和指示调节型（和指示调节型（XCT）等系列品种。与）等系列品种。与K型热电偶配套的动型热电偶配套的动圈仪表型号为圈仪表型号为XCZ-101或或XCT-101等。数字式仪表也有指示等。数字式仪表也有指示型（型（XMZ）和指示调节型（）和指示调节型（XMT）等几种系列品种。）等几种系列品种。 一、热电偶配套仪表一