第五章热电式传感器

第五章热电式传感器内容摘要：

电 偶的分度 表可知 ，EAB(21,0)=， 故得 EAB(T， 0)=EAB(T， 21)+EAB(21， T0) =+ =(mV) 再次查分度表 ， 与 T=68℃。 注意 :既不能只按 ，认为 T=49℃ ，也不能把 49℃ 加上 21℃ ，认为 T=70℃。 EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0) 第 5 章 热电式传感器 3. 补正系数法 把参比端实际温度 TH乘上系数 k， 加到由 EAB(T， TH)查分度表所得的温度上 ， 成为被测温度 T。 用公式表达即 式中： T——为未知的被测温度； T′——为参比端在室温下热电偶电势与分度表上对应的某个温度； TH——室温； k——为补正系数 ， 其它参数见下表。 例 用铂铑 10－铂热电偶测温 ， 已知冷端温度 TH=35℃ ，这时热电动势为 ． 查 S型热电偶的分度表 ， 得出与此相应的温度 T′=1150℃。 再从下表中查出 ， 对应于 1150℃ 的补正系数 k=。 于是 ， 被测温度 T=1150+ 35=（ ℃ ） 用这种办法稍稍简单一些，比计算修正法误差可能大一点，但误差不大于 ％。 T＝ T′＋ k TH 第 5 章 热电式传感器 温度 T180。 /℃ 补正系数 k 铂铑 10铂 (S) 镍铬 镍硅（ K） 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 — 1300 — 1400 — 1500 — 1600 — 热电偶补正系数 第 5 章 热电式传感器 例 用动圈仪表配合热电偶测温时 ， 如果把仪表的机械零点调到室温 TH的刻度上 ,在热电动势为零时 ， 指针指示的温度值并不是0℃ 而是 TH。 而热电偶的冷端温度已是 TH,则只有当热端温度T=TH时 ， 才能使 EAB(T,TH)=0， 这样 ， 指示值就和热端的实际温度一致了。 这种办法非常简便 ， 而且一劳永逸 ， 只要冷端温度总保持在 TH不变 ， 指示值就永远正确。 4. 零点迁移法 应用领域：如果冷端不是 0℃ ，但十分稳定（如恒温车间或有空调的场所）。 实质： 在测量结果中人为地加一个恒定值 ，因为冷端温度稳定不变，电动势 EAB(TH,0)是常数，利用指示仪表上 调整零点 的办法，加大某个适当的值而实现补偿。 第 5 章 热电式传感器 5. 冷端补偿器法 利用不平衡电桥产生热电势补偿热电偶因冷端温度变化而引起热电势的变化值。 不平衡电桥由 R R R3(锰铜丝绕制 )、 RCu(铜丝绕制 )四个桥臂和桥路电源组成。 设计时，在 0℃ 下使电桥平衡 (R1=R2=R3=RCu)，此时 Uab=0 ，电桥对仪表读数无影响。 冷端补偿器的作用 注意：桥臂 RCu必须和热电偶的冷端靠近 ， 使处于同一温度之下。 mV EAB(T,T0) T0 T0 T A B + + a b U Uab RCu R1 R2 R3 R T0 Ua Uab EAB(T,T0) 供电 4V直流 ， 在 0～ 40℃ 或 20～ 20℃ 的范围起补偿作用。 注意 ， 不同材质的热电偶所配的冷端补偿器 ， 其中的限流电阻 R不一样 ， 互换时必须重新调整。 第 5 章 热电式传感器 1. 热电偶的选择 、 安装使用 热电偶的选用应该根据被测介质的温度 、 压力 、 介质性质 、 测温时间长短来选择 热电偶和保护套管。 其安装地点要有代表性 ， 安装方法要正确 ， 在工业生产中 ， 热电偶常与毫伏计连用 （ XCZ型动圈式仪表 ） 或与电子电位差计联用 ， 后者精度较高 ， 且能自动记录。 另外也可 通过与温度变送器经放大后再接指示仪表 ， 或作为控制用的信号 . 六、热电偶的选择、安装使用和校验 第 5 章 热电式传感器 热电偶 分度号 校验温度 /℃ 热电偶允许偏差 /℃ 温度 偏差 温度 偏 差 LB–3 600， 800， 1000， 1200 0～ 600 177。 600 占所测热电势 的 177。 % EU–2 400， 600， 800， 100 0～ 400 177。 4 400 占所测热电势 的 177。 % EA–2 300， 400， 600 0～ 300 177。 4 300 占所测热电势 的 177。 1% 2. 热电偶的定期校验 校验的方法是用标准热电偶与被校验热电偶装在同一校验炉中进行对比 ， 误差超过规定允许值为不合格。 图为热电偶校验装置示意图 ， 最佳校验方法可由查阅有关标准获得。 工业热电偶的允许偏差 ， 见下表。 第 5 章 热电式传感器 7 8 5 6 4 3 2 1 稳压电源 220V 热电偶校验图 1调压变压器； 2管式电炉； 3标准热电偶； 4被校热电偶； 5冰瓶； 6切换开关； 7测试仪表； 8试管 第 5 章 热电式传感器 热敏电阻是利用某种半导体材料的电阻率随温度变化而变化的性质制成的。 第二节 热敏电阻传感器 一、热敏电阻的特点与分类 （ 一 ） 热敏电阻的特点 1． 电阻温度系数的范围甚宽 有正 、 负温度系数和在某一特定温度区域内阻值突变的三种热敏电阻元件。 电阻温度系数的绝对值比金属大 10～ 100倍左右。 2． 材料加工容易 、 性能好 可根据使用要求加工成各种形状 ， 特别是能够作到。