new第2章2 热电偶温度计

1、主讲教师：主讲教师：段宇段宇Email：冷端温度补偿问题冷端温度补偿问题热电偶的校验热电偶的校验热电偶的基本定律热电偶的基本定律热电偶由两根热电偶由两根不同材料的导体不同材料的导体焊接或绞接而成。焊接或绞接而成。ABABl热电效应热电效应T0T1塞贝克效应示意图塞贝克效应示意图热电极热电极A/B 热端热端（工作端）（工作端）（测量端）（测量端）热电流热电流ABE E AB( ( T T ) )帕尔帖电势帕尔帖电势BTATABNNekTTEln)(汤姆逊电势汤姆逊电势001(,)()TTkE T Td N TeN T A T A T0EA(T,T0)热电偶的热电势（赛贝克电势）热电偶的热电势（赛

2、贝克电势）)()(),(00tetettEBAABAB),(),()()(),(0000TTETTETETETTEBAABABAB)()(),(00tetettEABABAB或或)()(),(00tftfttEAB)()(),(0tCtfttEAB则测得热电势的大小，就可求得热端温度则测得热电势的大小，就可求得热端温度t的数值的数值材料内部电子密度处处材料内部电子密度处处相等的导体相等的导体00( , )( , )ABCABEt tEt t)()()(),(000tetetettECABCABABC根据中间导体定律，根据中间导体定律，当温度当温度t = t0时，回路中总热电势为零。时，回路中总

3、热电势为零。 )()()(000teteteABCABC),()()(),(000ttEtetettEABABABABC 00000( , )( )( )( )0ABCABBCCAEt tetetet为测量仪表接入热电偶为测量仪表接入热电偶A A、B B回路，回路，开路热电偶的使用（金属壁面、液态金属）开路热电偶的使用（金属壁面、液态金属）中间导体定律的应用一：中间导体定律的应用一：中间导体定律推论二中间导体定律推论二简化了简化了热电偶的选配热电偶的选配工作。工作。),(),(),(212121ttEttEttECBACAB中间导体定律的应用二：中间导体定律的应用二：比较查出的比较查出的3 3

4、个个热电势，判断热热电势，判断热电势电势与温度的关与温度的关系系是否为是否为线性？线性？30.001 29.965(730720)720720.930.38329.965tEAB(t，t0) EAB(t，t0) EAB(t0，t0) EAB(t，t0) ECD(t0，t0)AB屏蔽层屏蔽层保护层保护层0)()()(teteteBACBAC3种热电偶的测温范围与热电势各有什么特点？种热电偶的测温范围与热电势各有什么特点？1-热电极热电极; 2-绝缘管绝缘管; 3-保护套管保护套管; 4-接线盒接线盒 引出线套管引出线套管 固定螺纹固定螺纹 （出厂时用塑料包裹）（出厂时用塑料包裹）热电偶工作端（热

5、端）热电偶工作端（热端） 不锈钢不锈钢保护管保护管 a点焊；点焊；b对焊；对焊；c绞状点焊绞状点焊a：无固定装置：无固定装置b：带加强管且无固定装置：带加强管且无固定装置c：固定螺纹：固定螺纹d：固定法兰：固定法兰e：活动法兰：活动法兰f：高压用锥形固定螺纹：高压用锥形固定螺纹g：高压焊接固定锥形：高压焊接固定锥形h：900套管套管安装螺纹安装螺纹安装法兰安装法兰厚壁保护管厚壁保护管压铸的接线盒压铸的接线盒l是由是由热电极热电极、绝缘材料绝缘材料和和金属套管金属套管三者组合三者组合 经拉伸加工而成的坚实经拉伸加工而成的坚实组合体。组合体。铠装型热电偶可铠装型热电偶可 长达上百米长达上百米BA绝

6、缘绝缘材料材料铠装型热电偶铠装型热电偶横截面横截面铁镍薄膜热电偶铁镍薄膜热电偶1：热端接点；：热端接点；2：衬架；：衬架；3：铁膜；：铁膜；4：镍膜；：镍膜；5：铁丝；：铁丝；6：镍丝；：镍丝；7：接头夹具：接头夹具 制作：制作：用真空蒸镀等方法用真空蒸镀等方法使两种热电极材料使两种热电极材料(金属金属)蒸镀到绝缘基板上，二者蒸镀到绝缘基板上，二者牢固地结合在一起，形成牢固地结合在一起，形成薄膜状热接点。薄膜状热接点。 特点：特点： 动态响应快，精确度高动态响应快，精确度高可以用来测变化极快的可以用来测变化极快的表面温度和点的温度；表面温度和点的温度；五、热电偶的冷端温度补偿问题五、热电偶的冷

7、端温度补偿问题 特点：特点： 实现方便、实现方便、测量准确；但只测量准确；但只局局限于实验室限于实验室，不利，不利于在线测量。于在线测量。39.7056 39.314(960 950) 950959.939.708 39.314t指针被预调到室温（指针被预调到室温（40 C ） 可补偿冷端损失可补偿冷端损失当输入信号为零时，指针所指的位置当输入信号为零时，指针所指的位置 将仪表的将仪表的机械零点机械零点调至热电偶调至热电偶冷端温度冷端温度t0处处：课外作业课外作业1 1 用分度号为用分度号为K的热电偶和动圈式仪表组成的热电偶和动圈式仪表组成测温回路，把动圈式仪表的机械零位调到测温回路，把动圈式

8、仪表的机械零位调到20 ，但热电偶的参比端温度，但热电偶的参比端温度t0=55 ， 试求出仪表示值为试求出仪表示值为425 时的被测温度。时的被测温度。课外作业课外作业2 2有有K分度热电偶、补偿导线、冷端温度补偿器及动圈表测温系统分度热电偶、补偿导线、冷端温度补偿器及动圈表测温系统如图所示，不计线路电阻，如图所示，不计线路电阻，tn为仪表环境温度，分别试求：为仪表环境温度，分别试求：（1）为使仪表指示在）为使仪表指示在1000，仪表机械零位，仪表机械零位tm应调整在多少应调整在多少？（2）若）若4V电源电压失去，则仪表指示在多少电源电压失去，则仪表指示在多少？（3）若）若4V电源电压正、负极性接错，则仪表指示在多少电源电压正、负极性接错，则仪表指示在多少？ （4）若补偿导线）若补偿导线KPC、KNC的极性接反，则仪表指示在多少的极性接反，则仪表指示在多少？ （5）若补偿导线换成铜导线，则仪表指示在多少若补偿导线换成铜导线，则仪表指示在多少？ （6）若动圈表错选为）若动圈表错选为E分度，则仪表指示在多少多少分度，则仪表指示在多少多少？ 热电偶的校验热电偶的校验1、热电偶测温原理？热电偶热电势的、热电偶测温原理？热电偶热电势的组成？组成？2、热电偶