熱水器加熱爐溫度檢測單元設(shè)計(jì)制作概述(已修改)
2025-03-06 11:46 本頁面
【正文】 項(xiàng)目單元 8 熱電偶傳感器 熱水器加熱爐溫度檢測單元設(shè)計(jì)制作 項(xiàng)目描述 相關(guān)知識 熱電式傳感器認(rèn)知 項(xiàng)目參考設(shè)計(jì)方案 項(xiàng)目實(shí)施 項(xiàng)目描述 ? 本項(xiàng)目單元即利用熱電式傳感器熱電偶設(shè)計(jì)制作燃?xì)鉄崴骷訜釥t溫度檢測顯示單元 圖 項(xiàng)目要求 ? 1. 以熱電偶為傳感元件，將燃?xì)鉄崴骷訜釥t的溫度轉(zhuǎn)化為電壓輸出； ? 2. 測量電路能夠?qū)⑥D(zhuǎn)換電壓放大后再輸出； ? 3. 能將輸出電壓轉(zhuǎn)化為溫度，并顯示出來； ? 4. 要求使用 4位數(shù)碼管顯示溫度； ? 5. 最終上交調(diào)試成功的試驗(yàn)系統(tǒng) 燃?xì)鉄崴骷訜釥t溫度檢測顯示單元； ? 6. 要求有每個(gè)步驟的文字材料，包括原理圖、使用說明、元件清單、進(jìn)程表、調(diào)試過程描述等。 相關(guān)知識點(diǎn)分析 ? 本單元具體知識點(diǎn)如下： ? 1. 了解溫度的基本概念，以及各種溫標(biāo)； ? 2. 掌握熱電式傳感器的工作原理； ? 3. 掌握熱電偶的熱電效應(yīng)和熱電勢的組成； ? 4. 理解并掌握熱電偶測量溫度過程中的基本定律； ? 5. 了解國際通用熱電偶的類型、結(jié)構(gòu)及其各自的使用特點(diǎn)； ? 6. 掌握熱電偶的冷端延長和延長導(dǎo)線的類型，以及溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ? ? 7. 了解金屬熱電阻的工作原理，掌握銅熱電阻和鉑熱電阻的性能特點(diǎn)與應(yīng)用； ? 8. 了解熱敏電阻傳感器的類型、構(gòu)成和應(yīng)用； ? 9. 了解集成溫度傳感器的測量原理，掌握其典型期間的使用方法。 相關(guān)知識 ? 溫度測量的基本概念 ? 1．溫度的基本概念 ? 溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度的概念是以熱平衡為基礎(chǔ)的，如果兩個(gè)相接處的物體溫度不相同，它們之間就會產(chǎn)生熱交換，熱量將從溫度高的物體向溫度低物體傳遞，直到兩個(gè)物體溫度相同為止。 ? 溫度的微觀概念是：溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運(yùn)動的劇烈程度。溫度越高表示物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動越劇烈。 ? 2．溫標(biāo) ? 1）攝氏溫標(biāo)（ ?C） ? 攝氏溫標(biāo)把在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)定為零度（ 0?C），把水的沸點(diǎn)定為 100度（ 100?C）。在這兩固定點(diǎn)間劃分 100等分，每一等分為攝氏 1度，符號為 t。 ? 2）華氏溫標(biāo)（ F） ? 它規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為 32F，水的沸點(diǎn)為 212F。在這兩固定點(diǎn)間劃分 180等分，每一等分為華氏 1度，符號為 ?。華氏溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)之間的關(guān)系為： ? / F=（ / ?C +32 ） （ 81） ? 3）熱力學(xué)溫標(biāo)（ K） ? 熱力學(xué)溫標(biāo)是建立在熱力學(xué)第二定律基礎(chǔ)上的最科學(xué)的溫標(biāo)，由開爾文根據(jù)熱力學(xué)定律提出來的，因此又成為開氏溫標(biāo)。其符號位 T，單位為開爾文（ K）。 ? t / ?C=T / K－ （ 82） ? 或 T / K=t / ?C+ （ 83） 3．溫度測量及傳感器分類 熱電偶傳感器的工作原理及實(shí)用電路 ? 1．熱電偶工作原理 ? （ 1）熱電效應(yīng) ? 將兩種不同成分的導(dǎo)體組成一閉合回路。當(dāng)閉合回路的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)分別置于不同的溫度場中時(shí)，回路中將產(chǎn)生一個(gè)電勢，該電勢的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩結(jié)點(diǎn)的溫度有關(guān)，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)生的電勢則稱為“熱電勢”，熱電偶的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，一個(gè)稱為工作端或熱端，另一個(gè)稱為自由端或冷端。 圖 熱電偶回路原理圖 接觸電動勢 接觸電動勢的數(shù)值取決于兩種不同導(dǎo)體的材料特性和接觸點(diǎn)的溫度 。 兩接點(diǎn)的接觸電動勢 eAB(T) 可表示為 A B＋＋＋－－－ ABnn?()ABET????含義：由于兩種不同導(dǎo)體的自由電子密度不同而在接觸處形成的電動勢 。 接觸電勢的大小與溫度高低及導(dǎo)體中的電子密度有關(guān)。 BAAB NNekTTe ln)( ?eAB(T) — A B兩材料在溫度 T接觸電動勢 T— 接觸處的絕對溫度 K— 玻爾茲曼常數(shù) (K= 1023J/K) e— 電子電荷 (e= 1019C) NA、 NB— 熱電極材料 A B的自由電子密度 (2)溫差電動勢 溫差電勢 A eA(T,To) To T dTTTe TT AA ??0),( 0 ?溫差電勢原理圖 機(jī)理：高溫端的電子能量要比低溫端的電子能量大，從高溫端跑到低溫端的電子數(shù)比從低溫端跑到高溫端的要多，結(jié)果高溫端因失去電子而帶正電， 低溫端因獲得多余的電子而帶負(fù)電，在導(dǎo)體兩端便形成溫差電動勢。 eA(T，
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