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1、19022No·2·2992)(·sensorransduee:teehno·年第期(传感器技术J&T夕今今今今今飞令经验交流令飞小今今夕一热电堆传感器及其应用郑国良才(上海市杨浦区业余大学),。摘要从热电偶测温的方法出发阐述了热电堆传感器的原理介绍了它在电测与非电。测领域中的应用关键词热电转换器薄膜热电堆Pyr0e1eetriestaeksensorandItsAPPlieationZhengGuoliang(aretimeUnlversity,angpudistrietShanghai)SpYstraetTheprsneipleofpyroezeetrlestaeksen
2、sorwasdeserlbedfromtheme-AbthodofthermoeouPlemoasuringtemperatureTheaPPlie民tiontothefieldofeleetrieand。non一eleetriemea吕urementsareP扮sented.KeyordsThermoezeetrietransferrizmpyroeleetriestaekW。品的温度1热电堆的由来,为了提高灵敏度和测量精度也可采,。把两种不同金属材料导线的两端连接用热电偶串联电路如图1所示这是把,,n、在一起构成闭合环路当两个接点有温支相同型号的热电偶依次将正负连接,。,
3、差时则在此回路中存在一个与温差成单的线路测量同一点温度时线路的总电。调关系的电动势如固定一个接点温度不mv表,,变则可以测量此回路中的电动势定出_,』,J诊一召2忍s,E.另一接点的温度这就是热电偶测温的原。理,因热电偶的优点是接点体积非常小,T丁T而,,热容也小所以对温度变化反应也快终11常用来测量快速的温度变化或薄膜等小样:势为一··,:1991一1106G二I一卜EZ++收稿日期刀E⋯丑二们E传感器技术1992年、、。,:3式中刀E百⋯⋯刀为单支热电偶的;,的影响同时金属盖还具有屏蔽作用减。热电势。少了电磁场的干扰若每支热电偶的绝对误差分别为、:、3,△El么E八E⋯⋯
4、么凡则整个串联线:路的绝对误差为··△E。=△E,‘十△E:“寸+.⋯么万万一△刀,=△E:二一二△瓦二△刀如果一一。。二则△E矿面△刀故串联线路的相对误1.电l牡丝.3.2热电堆动卷式仪表:差为图3G·△刀_了n△El八E。图3是热电转换器的结构图TC的EG一召下E,由被,第一部分是电阻丝测电流加热电·。“一、阻丝的温度与电阻丝所消耗的功率R工成是单支热电偶相对误差的里一、’-一“石;‘曰旧门抓““。,心甲人吧乙了玉正比例温度由热电堆来感受而热电堆串联线路(也称热电堆)的主要特点产生的直流电压可利用动圈式仪表或数字,,是热电势大精度比单支热电偶高因此。式电压表来测量电阻丝与
5、热电堆在电气。可感受较小的信号,,上是绝缘的但应有良好的热藕合它们。之间衬以薄薄的云母片热电堆是由几十2用于电测,对小热电偶串起来并紧贴在加热电阻丝,近二十多年来科学技术与生产的发,T。上得以产生热电势E串联的目的除了,展促使人们去研究交流电压真有效值的,提高精度外同时串联的输出实际上反映,,测量技术从六十年代到现在尽管转换,了平均温度这就免除了帕尔贴效应和汤、,元件测量技术和方法不断改进但真有。姆逊效应产生的影响效值测量至今仍然是国内外电测领域中一。个引人住目的课题卿黝GR一高灵敏检流计一衰减电阻图2火一待侧电压如一可调直流标准电压如何实现真有效值的测量呢?最简单图4又符合
6、有效值定义的方法是采用电测热图4是利用热电堆转换组成的直流一,,。A;B电堆也称热电转换器又称TC元件交流比较器交流电压U在TC加热丝点。,,(Thermaleonverter)2(b)产生焦耳热热量为认该热量传入热电外形如图,,,*,:所示有四个引脚二个为热电堆引出堆工作端产生热电势肠同样对TC加,D,D,端这里热电堆不同于一般的测温热电入直流电压UB’点热量为Q热电势,。ETD,调节。ET人=ET。,偶它在这里起热电转换作用加上金属为U可人为地使则,、,。,。。盒盖‘铜质)后如图2(a)使盒内的可以认为QQ从而口‘认其数掣,:热电堆具有恒温作用免受周围空气流动表达式:第2
7、期郑国良热电堆传感器及其应用·。K。:(:,‘t/R。一丁:考铜热电偶串联而成整个热电堆固定在。。=·Z环形云母架上QK叽T/R_,.rlf‘‘.-UD=一不布一I材L君)d才上J.K一热电转换系数根据有效值家义中所阐述的相同的负,,载这一条件可只用一个TC如图5所。:,“”,示测量步骤如下将K置于1K:、RI一热电仍卜云母环3一把心心-考铜摘‘一引出导线图6,其次热电堆还能用于连续辐射功率。和脉冲辐射能量的测量测量的带宽可以。从紫外至远红外波段相应她热电堆的可调直流毫伏电历翻生器卜,结构也发生变化早期
