《热电偶测温》PPT课件

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1、低温高温第一节温度检测的基本概念一、温度测量的基本概念温度标志着物质内部大量分子无规则运动的剧烈程度。温度越高，表示物体内部分子热运动越剧烈。模拟图：在一个密闭的空间里，气体分子在高温时的运动速度比低温时快！二、温标1、温度的数值表示方法称为温标。它规定了温度的读数的起点（即零点）以及温度的单位。各类温度计的刻度均由温标确定。2、国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、热力学温标等。几种温标的对比正常体温为37C，相当于华氏温度多少度？热力学温标（K）热力学温标是建立在热力学第二定律基础上的最科学的温标，是由开尔文（Kelvin）根据热力学定律提出来的，因

2、此又称开氏温标。它的符号是T，单位是开尔文（K）。威廉·汤姆逊·开尔文勋爵像1990国际温标(ITS-90)从1990年1月1日开始在全世界范围内采用1990年国际温标，简称ITS-90。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，例如水的三相点为273.16K（0.01C）等。三、温度测量及传感器分类按照用途可分为基准温度计和工业温度计；按照测量方法又可分为接触式和非接触式；按工作原理又可分为膨胀式、电阻式、热电式、辐射式等。介绍几种温度测量方法示温涂料（变色涂料）装满热水后图案变得清晰可辨变色涂料在电脑内部温度中的示温作用C

3、PU散热风扇低温时显示蓝色温度升高后变为红色体积热膨胀式不需要电源，耐用；但感温部件体积较大。气体的体积与热力学温度成正比红外温度计先看一个实验——热电偶工作原理演示结论：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）第二节热电偶的工作原理左端称为：测量端（工作端、热端）热电极B热电势AB温差热电偶（简称热电偶）是目前温度测量中使用最普遍的传感元件之一。它除具有结构简单，测量范围宽、准确度高、热惯性小，输出信号为电信号便于远传或信号转换等优点外，还能用来测量流体的温度、测量固体以及固体壁面的温度。微型热电偶还可用于快速及

4、动态温度的测量。热电偶原理图TT0AB热端冷端EAB(T,T0)=EAB(T)-EAB(T0)=f(T)-C=g(T)热电偶的电势可表示为：第三节标准化热电偶与分度表热电偶热电极的材料要求：物理性能稳定，热电特性不随时间改变；导电率高，且电阻温度系数小；热电势随温度的变化率大，且该变化率接近常数复现性好，便于成批生产，便于制造常用的种标准化热电偶：S型、B型、K型、E型。在t0=0C时，用实验方法测出热电偶在不同的工作温度下所产生的热电势值，列成表格，就是分度表。温度与热电势之间非线性。当自由端t0C时，热电势应由下式求得【例3.3】S型热电偶在工作时

5、自由端温度t0=30C，现测得热电偶的电势为7.5mV，求被测介质实际温度。解：查S分度表得热电偶测得的电势为则再查S分度表得与其对应的实际温度为830C注意:既不能只按7.5mV查表，认为T=814.6℃，也不能把814.6℃加上30℃，认为T=844.6℃。第四节热电偶自由端温度的处理1、补偿导线ABT1T2T2A’B’T0T0热电偶补偿导线接线图E根据中间温度定律：只要T1、T0不变，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A、B(如图)即引入所谓补偿导线时，接入AB后不管接点温度T2如何变化，都不影响总热电势。这便是

6、引入补偿导线原理。EAB（T1,T0）=EAB（T1,T2）+EAB（T2,T0）=EAB（T1,T2）+EAB（T2,T0）=EAB（T1,T0）补偿导线可将热电偶延长，使其自由端远离易受环境变化影响的测温现场，则自由端温度t0比较稳定。补偿导线用廉价金属代替贵重金属，降低成本。使用补偿导线便于安装和铺设。使用补偿导线的原因：使用补偿导线须注意：温度范围0~100C型号匹配接点处温度相同区分正负补偿导线的作用只是延伸热电偶的自由端，并没有自由端补偿功能。补偿导线外形AB屏蔽层保护层热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据，否则会产生误差。原

7、因：热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差，为保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须使冷端温度保持恒定方法计算修正法自由端恒温法自动补偿法零点迁移法软件处理法2、热电偶自由端温度补偿问题(1)计算修正法用普通室温计算出参比端实际温度TH，利用公式计算EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0)(2)自由端恒温法mVABA’B’TCC’仪表铜导线试管补偿导线热电偶冰点槽冰水溶液T0把热电偶的参比端置于冰水混合物容器里，使T0=0℃。这种办法仅限于科学实验中使用。工业应用中，把补偿导线的末端引至电加热的恒温器中，使其维持在某一恒定温度。(3

8、)自动补偿法利用不平衡电桥产生热电势补偿热电偶因冷端