第八章_热电式传感器VIP免费

第8章热电式传感器8.1热电偶传感器8.2热电阻传感器8.3热敏电阻传感器教学基本要求和重点掌握有关热电偶、热电阻和热敏电阻的基本概念掌握三类热电式传感器的基本工作原理掌握热电偶的基本定律、基本类型、温度补偿方法、使用热电偶的测温方法掌握热电阻的内部引线方式及其适用场合掌握热敏电阻的电阻－温度特性会使用分度表24/12/2538.1.1热电偶1．热电效应热电效应就是把两种不同的导体或半导体（A和B）串接成一个闭合回路，如果两导体接点处温度（和）不同，则两点之间便产生电动势，从而在回路中便形成了电流的现象。由此效应产生的电动势，通常称为热电动势。1821年由Seeback发现的，故又称为赛贝克效应。8.1热电偶传感器热电偶回路AB()ABeT0()ABeT0(,)AeTT0(,)BeTTT0T24/12/255热电势由两部分组成两种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电势则称为“热电势”，热电偶的两个结点，一个称为测量端（工作端或热端），另一个称为参考端（自由端或冷端）。一部分是两种导体的接触电势，另一部分是单一导体的温差电势。接触电动势接触电动势的数值取决于两种不同导体的材料特性和接触点的温度。两接点的接触电动势eAB(T)和eAB（T0）可表示为含义：由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势。AB＋＋＋－－－ABnn()ABEtlnAABBntktEtent0000lnAABBntktEtent同一导体的两端因其温度不同而产生的一种电动势。00(,)(,)ABeTTeTT大小表示：温差电动势机理：高温端的电子能量要比低温端的电子能量大，从高温端跑到低温端的电子数比从低温端跑到高温端的要多，结果高温端因失去电子而带正电，低温端因获得多余的电子而带负电，在导体两端便形成温差电动势。24/12/258热电动势示意图24/12/259热电偶的电势设导体A、B组成热电偶的两结点温度分别为T和T0，热电偶回路所产生的总电动势，热电偶的接触电动势要远大于温差电动势，忽略温差电动势，热电偶的热电势可表示为，)],(),([)]()([),(0000TTETTETETETTEBAABABABBAABABABNNTTqKTETETTEln)()()(),(000024/12/2510结论（1）如果热电偶两材料相同，则无论结点处的温度如何，总电势为0。（2）如果两结点处的温度相同，尽管A、B材料不同，总热电势为0。（3）热电偶热电势的大小，只与组成热电偶的材料和两结点的温度有关，而与热电偶的形状尺寸无关，当热电偶两电极材料固定后，热电势便是两结点电势差。（4）如果使冷端温度Ｔ0保持不变，则热电动势便成为热端温度Ｔ的单一函数。•影响因素取决于材料和接点温度，与形状、尺寸等无关•两热电极相同时，总电动势为0•两接点温度相同时，总电动势为0•对于已选定的热电偶，当参考端温度T0恒定时，eAB(T0)=c为常数，则总的热电动势就只与温度T成单值函数关系，即可见：只要测出eAB（T,T0）的大小，就能得到被测温度T，这就是利用热电偶测温的原理。讨论00(,)()()()()ABEttftftftCt热电偶的分度表不同金属组成的热电偶，温度与热电动势之间有不同的函数关系，一般通过实验的方法来确定，并将不同温度下测得的结果列成表格，编制出热电势与温度的对照表，即分度表。供查阅使用，每10℃分档。中间值按内插法计算。()MLMLHLHLEEttttEES型(铂铑10-铂)热电偶分度表在热电偶测温回路内，接入第三种导体时，只要第三种导体的两端温度相同，则对回路的总热电势没有影响。中间导体定律ABt0t0tCABT0tCB1t1t（a)（b)应用：利用热电偶进行测温，必须在回路中引入连接导线和仪表，接入导线和仪表后不会影响回路中的热电势。2.热电偶基本定律C0AB00(,)()()(,)ABABABEttEtEtEtt测量仪表及引线作为第三种导体的热电偶回路tABt0t0CCBt1t1AACCtt0(a)(b)中间温度定律eAB(t,t0)=eAB(t,tc)+eAB(tc,t0)在热电偶测温回路中，tc为热电极上某一点的温度，热电偶AB在接点温度为t、t0时的热电势eAB(t,t0)等于热电偶AB在接点温度t、tc和tc、t0时的热电势eAB(t,tc)和eAB(tc,t0)的代数和，即中间温度定律At0tBAtBctA0tBct中间温度定律的应用•根据这个定律，可...