参量传感器之热电阻(热电偶、热敏电阻1

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1、第3章发电传感器热电偶、热电阻、热敏电阻传感器及温度的检测温度是表征物体冷热程度的物理量，是物体内部分子无规则剧烈运动程度的标志,分子运动越剧烈，温度就越高用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。华氏温标（℉）——在标准大气压下，冰的熔点为32度，水的沸点为212度，中间划分180等分，每等分为华氏1度，符号为F。摄氏温标(℃)——在标准大气压下，冰的熔点为0度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每等分为摄氏1度℃，符号为t。热力学温标（K）——规定分子运动停止时的温度为绝对零度（0K

2、），符号为T。热力学温标的零点—绝对零度，是宇宙低温的极限，宇宙间一切物体的温度可以无限地接近绝对零度但不能达到绝对零度（如宇宙空间的温度为0.2K）。温标3种温标的换算关系为温度不能直接测量，需要借助于某种物体的物理参数随温度冷热不同而明显变化的特性进行间接测量。温度传感器就是通过测量某些物理量参数随温度的变化而间接测量温度的。温度传感器是由温度敏感元件（感温元件）和转换电路组成的，如图所示。温度感温元件转换电路温度显示图温度传感器的组成框图温度测量方法接触式——感温元件与被测对象接触，彼此进行热量交换，使感温元件与被测对象处于同一环

3、境温度下，感温元件感受到的冷热变化即是被测对象的温度。常用的接触式测温的温度传感器主要有热膨胀式温度传感器、热电偶、热电阻、热敏电阻、半导体温度传感器等。非接触式——利用物体表面的热辐射强度与温度的关系来测量温度的。通过测量一定距离处被测物体发出的热辐射强度来确定被测物的温度。常见的非接触式测温传感器有：辐射高温计、光学高温计、比色高温计、热红外辐射温度传感器等。非接触测量接触测量热处理温控系统动画演示热电偶传感器P191热电极A热电极BAB参考端、冷端工作端、热端热电势两种不同的导体或半导体A和B组合成闭合回路，若导体A和B的连接

4、处温度不同（设T＞T0），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。回路中所产生的电动势，叫热电势。热电效应热电偶测温的主要特点热电偶是目前世界上科研和生产中应用最普遍、最广泛的温度测量元件。它属于自发电型传感器：测量时可以不需外加电源，可直接驱动动圈式仪表；测温范围广：下限可达-270C，上限可达1800C以上；它既可以用于流体温度测量，也可以用于固体温度测量。既可以测量静态温度，也能测量动态温度。一、热电偶传感器的工作原理1、热电势效应符号两种不同材料结点温度不同组成闭合回路热电势效应动画演

5、示热电偶的热电动势EAB(t，t0)接触电动势EAB（也称珀尔电动势）温差电动势E(t，t0)（也称汤姆逊电动势）总热电动势为两者之代数和。2、热电偶的热电极材料分类：热电偶的热电动势与热电极的材料有关，1977年国际电工委员会(IEC)对八种热电偶制定了国际标准。它们的分度号是T（铜-康铜）、E（镍铬-康铜）、J（铁-康铜）、K（镍铬-镍硅）、[JP2]N（镍铬硅-镍硅）、R（铂铑B-铂）、B（铂铑30-铂铑6）、S（铂铑10-铂）。我国也已制定了国家标准，已投入生产的有S、B、K三种。我国常用的热电偶的技术特性列于表中。查热电偶分度

6、表时，一定要对应相应的材料。附录P348表我国常用的热电偶的技术特性K型：正极：镍铬合金(用88.4～89.7％镍、9～10％铬，0.6％硅，0.3％锰，0.4～0.7％钴冶炼而成)，负极：镍硅合金(用95.7～97％镍,2～3％硅,0.4～0.7％钴冶炼而成)。E型：正极：镍铬合金，负极：考铜合金（用56％铜，44％镍冶炼而成）。B型：正极：铂铑合金（用70％铂，30％铑冶炼而成），负极：铂铑合金（用94％铂，6％铑冶炼而成）。S型：正极：铂铑合金丝,用90％铂和10％铑(重量比)冶炼而成，负极：铂丝。（1）中间导体定律在热电偶回路中

7、接入第三种材料的导体，只要其两端的温度相等，该导体的接入就不会影响热电偶回路的总热电动势。3、热电偶回路的主要性质EABC（t，t0）=EAB（t，t0）（C两端接点温度相同）CABtt0中间导体定律的使用价值在于：利用热电偶实际测温时，可以将连接导线和显示仪表看成是中间导体，只要保证中间导体两端温度相同，则对热电偶的热电动势没有影响。连接仪表的热电偶测量回路应用举例:测量液态金属的平均温度金属壁面进行温度测量可采用开路热电偶即将热电偶的两端不焊接，对液态金属和金属壁面进行温度测量，只要保证两热电极插入地方的温度相同即可。（2）中间温度

8、定律热电偶AB在接点温度为t1、t3时的热电动势，等于热电偶在接点温度为t1、t2和t2、t3时的热电动势总和。EAB(t1,t3)=EAB(t1,t2)+EAB(t2,t3)t1t3ABt1t2ABt2t