【正文】 （３）三線制接法的優(yōu)點 6. 熱敏電阻傳感器 熱敏電阻是一種利用半導體制成的敏感元件，其特點是 電阻率隨溫度而顯著變化 。測量電阻通?？衫?歐姆表 或電橋 。銅電阻具有較大的電阻溫度系數(shù)，材料容易提純，銅電阻的 阻值與溫度之間接近線性關系 ，銅的價格比較便宜，所以銅電阻在工業(yè)上得到廣泛應用。 （ 3）測量平均溫度的測量線路 ),( 011 TTEE AB?輸出電勢：),( 022 ?? TTEE AB),( 033 ?? TTEE AB3321 EEEET???回路中的平均熱電勢（ 4）測量幾點溫度之和的測量線路 ),(),(),TE 230201AB TTETTETE ABABT ??? （熱電勢經(jīng)推導可得回路中的總（ 5）若干支熱電偶共用一臺儀表的測量線路 （二） . 熱電阻傳感器 測溫原理 導體或半導體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來測量溫度，溫度每增加 1℃ ,熱電阻值要增加 %－ %。 使用場合： 工業(yè)用的隔爆型熱電偶多用于 化學工業(yè) 自控系統(tǒng)中（由于在化工生產(chǎn)廠、生產(chǎn)現(xiàn)場常伴有各種易燃、易爆等化學氣體或蒸汽，如果用普通熱電偶則非常不安全、很容易引起環(huán)境氣體爆炸）。 常用熱電偶 普通裝配型 熱電偶的外形 安裝螺紋 安裝法蘭 普通 裝配型 熱電偶的 結構 放大圖 接線盒 引出線套管 固定螺紋 （出廠時用塑料包裹） 熱電偶工作端（熱端） 不銹鋼 保護管 鎧裝型熱電偶外形 法蘭 鎧裝型熱電偶可 長達上百米 薄壁金屬 保護套管（鎧體） B A 絕緣 材料 鎧裝型熱電偶橫截面 鎧裝型熱電偶 鎧裝熱電偶的制造工藝： 把熱電極材料與高溫絕緣材料預置在金屬保護管中、運用同比例壓縮延伸工藝、將這三者合為一體，制成各種直徑、規(guī)格的鎧裝偶體，再截取適當長度、將工作端焊接密封、配置接線盒即成為柔軟、細長的鎧裝熱電偶。如果電橋的輸出 Δu滿足： 回路總電勢為： ? ?, 20A B uu E T??? ? ? ?, , 20A B u A BE T T u E T? ? ?（ 5） .補償電橋法 熱電偶輸出的熱電勢在 mV范圍，通常用動圈式儀表、 電位差計 、示波器和數(shù)字式測溫儀表等測量。試問：（ 1）實際的溫度應為多少？ （ 2）如果熱端溫度不變，設法使冷端溫度保持在 20 ℃ ，此時顯示儀表的指示值應為多少？ ? 解 : （ 1）顯示儀表指示值為 500 ℃ 時，查表可得此時顯示儀表的實際輸入電勢為 ，由于這個電勢是由熱電偶產(chǎn)生的，即： E(t,t0)= 同樣，查表可得， E(t0,0)=，則 E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)=+= 由 ： t=557 ℃ 為實際溫度。 ? 在實際測量中，熱電偶的兩端距離很近，冷端溫度易受測量對象和環(huán)境溫度波動的影響，而難以保持恒定，從而引入測量誤差。 標準電極定律的應用 熱電偶的分度表 —— 熱電偶的線性較差，多數(shù)情況下采用查表法 我國從 1991年開始采用國際計量委員會規(guī)定的 “ 1990年國際溫標 ” （簡稱 ITS90）的新標準。 例題： 溫度 /℃ 20 30 40 50 80 90 100 110 120 130 140 熱電勢/mV T x2 0 ℃ 2 0 ℃補 償 導 線電壓表下表為某熱電偶的分度表，測量電路如圖所示，設冷端溫度為 20 ℃ ， 數(shù)字電壓表的讀數(shù)為 ，熱電偶與電壓表用補償導線連接，求被測溫度 Tx。 圖 熱電偶中接入第三種導體 中間導體定律的應用 1 TxT0測量導線電壓表T0中間導體定律的應用 2 對于同種熱電偶，兩端溫度為 T T3時產(chǎn)生的熱電勢為 該熱電偶兩接點溫度為 T1 、 T2和 T2 、 T3時所產(chǎn)生的熱電勢的代數(shù)和 ， T2為 T1和 T3之間的任一溫度。 如果使 EAB(T0)=常數(shù) ， 則回路熱電勢 EAB(T， T0)就只與溫度 T有關 ， 而且是 T的單值函數(shù) . 結論（續(xù)） 通常 被測溫度與熱電勢的關系由 分度表 給出，參考端溫度為 0℃ 。 ② 溫差電動勢（續(xù)） dTTTETT AA ??0),( 0 ?由導體 A、 B組成的熱電偶回路總的熱電勢為： 總電勢 實踐證明，在熱電偶回路中起主要作用的是接觸電動勢，溫差電動勢只占極小部分，可以忽略不計，故上式可以寫成 A B 0 A B A B 0E ( T ,T ) E ( T ) E ( T )?(2) 當參考端溫度 恒定時 ， 0T A B 0E ( T ) =CA B 0 A BE ( T ,T ) E ( T ) C?(3) ),(),()()(),( 0000 TTETTETETETTE ABABABAB ????結論 （ 1）熱電偶回路熱電勢只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關；與熱電偶的長度、粗細無關。 熱電動勢由兩部分電動勢組成，一部分是兩種導體的 接觸電動勢 ，另一部分是單一導體的 溫差電動勢 。 （一） .熱電偶 溫度傳感器 先看一個實驗 —— 熱電偶工作原理演示 結論：當兩個結點溫度不相同時，回路中將產(chǎn)生電動勢。 ?如水銀溫度計、熱敏電阻、熱電偶等。 它規(guī)定了溫度的讀數(shù)的起點（即零點）以及溫度的單位。 溫度的測量都是借助于冷熱不同的物體之間的熱交換，以及通過溫度傳遞到敏感元件后，其 物理性質隨溫度變化而進行 的。 溫度是工業(yè)過程中最普遍而重要的操作參數(shù) . ?溫度不能直接測量。 二、溫標 溫度的數(shù)值表示方法稱為溫標。 幾種溫標的對比 正常體溫為 37 ?C ，相當于華氏溫度多少度？ 攝氏溫度與華氏溫度的關系： ℉ ＝ 9/5℃ +32，或 ℃ ＝ 5／ 9（ ℉ － 32 熱力學溫度 T與人們慣用的攝氏溫度 t的關系是T＝ t＋ ??? 接觸式測溫 :基于 熱平衡 原理 ?即測溫敏感元件必須與被測介質接觸，是兩者處于平衡狀態(tài)，具有同一溫度。 三 . 溫度傳感器的分類 測溫方法比較 常用溫度傳感器 測溫方式 傳感器類型 測溫范圍 (℃) 精度(%) 特點 常用熱電式傳感器 熱電偶測溫的主要優(yōu)點 它屬于自發(fā)電型傳感器：測量時可以不需外加電源 ， 可直接驅動動圈式儀表； 測溫范圍廣：下限可達 270?C ， 上限可達 1800?C以上； 各溫區(qū)中的熱電勢均符合國際計量委員會的標準 。產(chǎn)生的電動勢則稱為“熱電動勢”。 ② 溫差電動勢 EA(T， T0)—— 導體 A兩端溫度為 T、 T0時形成的溫差電動勢； T， T0—— 高低端的絕對溫度； σA—— 湯姆遜系數(shù)，表示導體 A兩端的溫度差為 1℃ 時所產(chǎn)生的溫差電動勢，例如在 0℃ 時，銅的 σ =2μV/℃ 。 （ 4） 導體材料確定后 ， 熱電勢的大小 只與熱電偶兩端的溫度有關 。 （ 2）中間導體定律 在熱電偶回路中接入第三種導體， 只要第三種導體的兩接點溫度相同 ，則回路中總的熱電動勢不變。 ?一般工程測量中冷端都不為零（任一恒定值），因此，只要測出熱端、冷端的熱電勢，便可利用利用熱電偶分度表求出工作端的被測溫度值。 標準電極定律使得熱電偶電極的選配提供了方便。 K熱電偶的分度表 比較查出的 3個熱電勢，可以看出熱電勢是否 線性？ ? 熱電偶回路的熱電勢是兩個接點溫度的函數(shù)，為此，必須使冷端溫度保持不變，其輸出熱電勢才是熱端溫度的單值函數(shù)。 解：由鎳鉻 鎳硅熱電偶分度表查出 E(30， 0)= 根據(jù)上式計算出 E(t， 0)= += 再通過分度表查出其對應的實際溫度為： t=977℃ ?思考題：用分度號為 K的鎳鉻 鎳硅熱電偶測量溫度，