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《传感器与检测技术教学课件作者高成11-温度检测课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第11章温度检测11.1温度检测概述11.2膨胀式温度计11.3热电偶11.4热电阻与热敏电阻11.5集成温度传感器11.1温度检测概述物体的许多物理现象和化学性质都与温度有关，温度的准确测量和有效控制是保证生产正常进行、确保产品质量和安全生产的关键环节。11.1.1温度测量方法接触式测温感温元件直接与被测对象接触，两者进行充分的热交换，最后达到热平衡非接触式测温感温元件不与被测对象直接接触，而是通过接受被测物体的热辐射能实现热交换，据此测出被测对象的温度。11.1.2温标规定了温度的读数起点(零点)和测量温
2、度的基本单位。1.经验温标华氏温标:纯水的冰点为32度，沸点为212度，中间划分为180等份，每一等份为1华氏度，符号为℉。摄氏温标:水的冰点规定为0度，水的沸点规定为100度。在0～100之间划分100等份，每一等份为1摄氏度，用符号t表示，单位记为℃。11.1温度检测概述2.热力学温标国际单位制中7个基本物理单位之一，用符号表示，单位为开尔文(K)。把理想气体压力为零时对应的温度0K与水的三相点温度273.16K（水的固、液、气三相共存的温度—0.01℃）分成273.16份，每份为1K。3.国际温标通常将
3、比水的三相点温度低0.01K的温度规定为摄氏零度，它与摄氏温度之间的关系为11.1温度检测概述双金属温度计把两片线膨胀系数差异相对很大的金属薄片叠焊在一起，构成双金属片感温元件11.2膨胀式温度计11.3.1热电效应11.3热电偶ABTT0eAB(T)eA(T,T0)eAB(T0)eB(T,T0)单一导体的温差电势1.热电势的产生两种导体的接触电势热电偶回路总热电势11.3热电偶2.热电偶基本定律均质导体定律中间导体定律标准电极定律连接导体定律和中间温度定律连接导体定律是工业上运用补偿导线进行温度测量的理论基
4、础。中间温度定律为热电偶制定分度表提供了理论依据11.3热电偶11.3.2热电偶的材料、型号及结构1.热电偶的材料主要要求是：(1)配制成的热电偶应具有较大的热电势，并希望热电势与温度之间呈线性关系或近似线性关系。(2)能在较宽的温度范围内使用，并且在长期工作后物理化学性能与热电性能都比较稳定。(3)电导率要求高，电阻温度系数要小。(4)易于复制，工艺简单，价格便宜。11.3热电偶铂铑10—铂热电偶(分度号S),温度范围40～1600℃铂铑30—铂铑6热电偶(分度号B),测温范围为0～1800℃铂铑13—铂热
5、电偶(分度号R),测温范围为0～1600℃镍铬—镍硅热电偶(分度号K),温度范围为200～1300℃)镍铬—康铜热电偶(分度号E),温度范围为200～800℃镍铬硅—镍硅热电偶(分度号N),测温范围为200～1300℃铜—康铜热电偶(分度号T),测温范围200～300℃铁—康铜热电偶(分度号J),测温范围为40～750℃2.热电偶的型号11.3热电偶3.热电偶的结构普通热电偶由热电极1、绝缘套管2(防止两个热电极在中间位置短路)、保护套管3(使热电极免受化学侵蚀及机械损伤)、接线盒4(连接导线通过接线盒与热电
6、极连接)、接线盒盖5(防止灰尘、水分及有害气体进入保护套管内)组成11.3热电偶铠装热电偶铠装热电偶是将热电极、绝缘材料连同金属保护套一起拉制成形的，可做得很细、很长，其外径可小到1～3mm，而且可以弯曲，适合测量狭小的对象上各点的温度。11.3热电偶薄膜热电偶用真空蒸镀(或真空溅射)的方法，将热电偶材料淀积在绝缘基板上而制成的热电偶称为薄膜热电偶。11.3热电偶11.3.3热电偶测温电路1.测温原理和方法热电偶两个电极的材料确定以后，热电偶的热电动势就只与热电偶两端温度有关，如果使参考端温度恒定不变，则对给
7、定材料的热电偶，其热电动势就只与工作端温度T成单值函数关系，在热电偶中，热电动势与温度的一对应关系不是用计算的方法而是用实验方法得到的。对给定的热电偶通过实验测得0℃，T取不同温度时的热电动势数据，制成“热电动势—温度T对应关系数据表”，称为该热电偶的分度表11.3热电偶例：用镍铬—镍硅热电偶(分度号K)测量某一温度，若冷端温度Tn=30℃,测得的热电势E(T,Tn)=23.320mV，求测得热端实际温度T。解：E(T,T0)=E(T,Tn)+E(Tn,T0)其中Tn=30℃，T0=0℃，查分度表有E(30,
8、0)=1.203mVE(T,Tn)=23.320mVE(T,T0)=23.320mV+1.203mV=24.523mV反查分度表有T=591℃热端实际温度为591℃。如果不进行冷端修正，直接用所测得的热电势查分度表，23.320mV对应的温度约为563℃，与实际炉温591℃相差了28℃。11.3热电偶单点温度测量11.3热电偶热电偶串联输入仪表的电势相当于各支路热电偶输出热电势之和。11.3热电偶热
