項(xiàng)目8-熱電偶測(cè)溫傳感器的安裝與測(cè)試(已修改)
2025-01-29 11:20 本頁面
【正文】 項(xiàng)目 8 熱電偶測(cè)溫傳感器的安裝與測(cè)試 項(xiàng)目描述 ? 本項(xiàng)目安裝并測(cè)試一臺(tái)熱電偶測(cè)溫傳感器。 ? 把溫度變化轉(zhuǎn)換為電勢(shì)的熱電式傳感器稱為熱電偶。熱電偶測(cè)量精度高，測(cè)量范圍廣，構(gòu)造簡單，使用方便，在工業(yè)測(cè)溫中得到了廣泛應(yīng)用。 ? 知識(shí)和能力目標(biāo)； ? 掌握熱電效應(yīng)概念及熱電偶基本定律。 ? 熟悉熱電偶傳感器的基本結(jié)構(gòu)、類型及常用熱電偶。 ? 能正確熟練查找熱電偶分度表。 ? 熟悉電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用，掌握熱電偶冷端補(bǔ)償方法。 知識(shí)準(zhǔn)備 ? 一、熟悉熱電效應(yīng) ? （一）熱電效應(yīng)及基本概念 ? 1．熱電效應(yīng) ? 將兩種不同成分的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路，如圖 81所示，當(dāng)閉合回路的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)分別置于不同的溫度場(chǎng)中時(shí)，回路中將產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”。兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶”，這兩種導(dǎo)體稱為“熱電極”，產(chǎn)生的電勢(shì)則稱為“熱電勢(shì)”，熱電偶的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，一個(gè)稱為 測(cè)量端（工作端或熱端），另一個(gè)稱為參 考端（自由端或冷端）。 熱電勢(shì)由兩部分組成，一部分是兩種導(dǎo)體 的接觸電勢(shì)，另一部分是單一導(dǎo)體的溫差 電勢(shì)。 圖 81 熱電偶回路原理 ? 2．接觸電勢(shì) ? 當(dāng) A和 B兩種不同材料的導(dǎo)體接觸時(shí)，由于兩者內(nèi)部單位體積的自由電子數(shù)目不同（即電子密度不同），因此，電子在兩個(gè)方向上擴(kuò)散的速率就不一樣。 ? 3．溫差電動(dòng)勢(shì) ? 如圖 82（ b）所示，將某一導(dǎo)體兩端分別置于不同的溫度場(chǎng) T、 T0中，在導(dǎo)體內(nèi)部，熱端自由電子具有較大的動(dòng)能，向冷端移動(dòng)，從而使熱端失去電子帶正電荷，冷端得到電子帶負(fù)電荷。 ? 4．熱電偶的電勢(shì) ? 設(shè)導(dǎo)體 A、 B組成熱電偶的兩結(jié)點(diǎn)溫度分別為 T和 T0，熱電偶回路所產(chǎn)生的總電動(dòng)勢(shì)包括接觸電動(dòng)勢(shì) 、 ；溫差電動(dòng)勢(shì) 、 ? 一般地，在熱電偶回路中接觸電動(dòng)勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溫差電動(dòng)勢(shì)，所以溫差電動(dòng)勢(shì)可以忽略不計(jì)，上式可改寫成 ? （ 54） ? 綜上所述，可以得出以下結(jié)論 : ? （ 1）如果熱電偶兩材料相同，則無論結(jié)點(diǎn)處的溫度如何，總電勢(shì)為 0。 ? （ 2）如果兩結(jié)點(diǎn)處的溫度相同，盡管 A、 B材料不同，總熱電勢(shì)為 0。 AB()eT AB 0()eTA0()e T T、 B0()e T T、A A AA B 0 A B A B 0 0B B Bkkk( ) ( ) ( ) l n l n ( ) l ne e en T n nTE T T e T e T T Τn n n? ? ? ?０、 ? （ 3）熱電偶熱電勢(shì)的大小，只與組成熱電偶的材料和兩結(jié)點(diǎn)的溫度有關(guān)，而與熱電偶的形狀尺寸無關(guān)，當(dāng)熱電偶兩電極材料固定后，熱電勢(shì)便是兩結(jié)點(diǎn)電勢(shì)差 。 ? （ 4）如果使冷端溫度 Ｔ 0保持不變，則熱電動(dòng)勢(shì)便成為熱端溫度 Ｔ 的單一函數(shù)。用實(shí)驗(yàn)方法求取這個(gè)函數(shù)關(guān)系。通常令 Ｔ 0=0℃ ，然后在不同的溫差（ T－ T0）情況下，精確地測(cè)定出回路總熱電動(dòng)勢(shì)，并將所測(cè)得的結(jié)果列成表格（稱為熱電偶分度表，見附錄），供使用時(shí)查閱。 ? （二）熱電偶基本定律 ? 1．均質(zhì)導(dǎo)體定律 ? 由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路中，不論導(dǎo)體的截面和長度如何以及各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢(shì)。 ?
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