传感器与检测技术资料-4项目四温度检测

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1、1.热电式传感器有哪几类？它们各有什么特点?答：热电式传感器可分为两大类：热电阻传感器和热电偶传感器。热电阻传感器的特点：（1）高温度系数、高电阻率。（2）化学、物理性能稳定。⑶良好的输出特性。（4）良好的工艺性，以便于批量生产、降低成本。热电偶传感器的特点：（1）结构简单（2）制造方便（3）测温范围宽（4）热惯性小（5）准确度高（6）输出信号便于远传。缺点:测量准确度难以超过0・2°C,必须有参考端，并且温度要保持恒定。•在高温或长期使用时，因受被测介质影响或气氛腐蚀作用（如氧化、还原）等而发生劣化三、什么叫做热电动势、接触电动势和温差电动势？说明势电偶测温原理及其工作定律的应用。分

2、析热电偶测温的误差因素，并说明减小误差的方法（10分）答：①热电动势：两种不同材料的导体（或半导体）A、B串接成一个闭合回路，并使两个结点处于不同的温度下，那么回路中就会存在热电势。因而有电流产生相应的热电势称为温差电势或塞贝克电势，通称热电势。②接触电动势：接触电势是由两种不同导体的自由电子，其密度不同而在接触处形成的热电势。它的大小収决于两导体的性质及接触点的温度，而与导体的形状和尺寸无关。③温差电动势：是在同一根导体中，由于两端温度不同而产生的一种电势。④热电偶测温原理：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”。所谓热电效应，就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度

3、不同，那么在冋路中将会产生电动势的现象。两点间的温差越大，产生的电动势就越大。引入适当的测量电路测量电动势的大小，就可测得温度的大小。⑤热电偶三定律a屮间导体定律热电偶测温时，若在冋路屮插入屮间导体，只要中间导体两端的温度相同，则对热电偶回路总的热电势不产生影响。在用热电偶测温吋，连接导线及显示一起等均可看成中间导体。b中间温度定律任何两种均匀材料组成的热电偶，热端为T,冷端为7；时的热电势等于该热电偶热端为T冷端为7；时的热电势与同一热电偶热端为7；,冷端为7；时热电势的代数和。应用：对热电偶冷端不为时，可用中间温度定律加以修正。热电偶的长度不够吋，可根据中间温度定律选用适当的补偿线

4、路。c参考电极定律如果A、B两种导体（热电极）分别与第三种导体C（参考电极）组成的热电偶在结点温度为（T,几）时分别为Eac（T,T{}）,Ebc（T，TJ，那么爱相同温度下，又A、B两热电极配对后的热电势为实用价值：可大大简化热电偶的选配工作。在实际工作中，只要获得有关热电极与标准钳电极配对的热电势，那么由这两种热电极配对组成热电偶的热电势便可由上式求得，而不需逐个进行测定。②误差因素：参考端温度受周围环境的影响措施：a0°C恒温法b计算修正法（冷端温度修正法）c仪表机械零点调整法d热电偶补偿法e电桥补偿法f冷端延长线法二、用硅热电偶测量某低温箱温度，把热电偶直接与电位差计相连接。在

5、某吋刻，从电位差计测得热电势为・l・19nw,此时电位差计所处的环境温度为15°C,试求该时刻温箱的温度是多少度？（20分）線倂-線硅热电偶分度表测量端温度°C0123456789热电动势(mv)-20-0.77-0.81-0.84-0.88-0.92-0.96-0.99-1.03-1.07-10-0.39-0.43-0.47-0.51-0.55-0.59-0.62-0.66-0.70-0.74・0-0.00-0.04-0.08-0.12-0.16-0.20-0.23-0.27-0.31-0.35+00.000.040.080」20.160.200.240.280.320.36+100

6、.400.440.480.520.560.600.640.680.720.76+200.800.840.880.920.961.0()1.041.081.12L162简述热电偶的工作原理。（6分）答：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”。所谓热电效应，就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产生电动势的现彖。两点I'可的温差越大，产生的电动势就越大。引入适当的测量电路测量电动势的大小，就可测得温度的大小。四、下面是热电阻测量电路，试说明电路工作原理并计算（5分）1.已知Ri是PtlOOW电阻，且其测量温度为T=50°C,试计算岀Rt的值和Ra的值

7、（10分）Rt=R°（1+At+Bt2）=100[1+3.940x107x50+（-5.802xl0"7）x502]=119.552.电路中已知R]、R2>R3和E,试计算电桥的输出电压Vab。（5分）其中（Ri=10KQ,R2=5KQ,R3=10KQ,E=5伏）A（町8-2答：该热电阻测量温度电路由热敏电阻、测量电阻和显示电表组成。图中G为指示电表，R

8、、R2>R3为固定电阻，Ra为零位调节电阻。热电阻都通过电阻分别为d、口、Rg的三个导线和