【正文】 還原性氣體和含有 SO H2S等氣體中易被侵蝕?？笺~易氧化變質(zhì)，適于在還原性或中性介質(zhì)中使用 熱電偶常用材料（１） 熱電偶 名稱 分度號 線徑 Φ (工業(yè)用 ) 正極 材料 負(fù)極 材料 溫度 ℃ 特點(diǎn) 長期 短期 銥和銥銠 40 100%Ir ４ 0%Rh, 其余為 Ir 2022 2100 銥 50 10釕熱電偶，它能在氧化氣體中測量高達(dá) 2100 ℃ 的高溫 鎢錸 5 鎢鱗 26 EU－ 2 5%Cu,其 余為 W 26%Cu,其 余為 W 2400 3000 目前一種較好的高溫?zé)犭娕?，可使用在真空惰性氣體介質(zhì)或氫氣介質(zhì)中，但高溫抗氧化能力差 鐵 康銅 TK 鐵 銅鎳 600 800 靈敏度高，線性度好，價格便宜。實驗室用時，也可不裝保護(hù)套管，以減小熱慣性。鎧裝型熱電偶的主要優(yōu)點(diǎn)是測溫端熱容量小，動態(tài)響應(yīng)快，機(jī)械強(qiáng)度高，撓性好，可安裝在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置上，因此被廣泛用在工業(yè)生產(chǎn)中。 （ 1）熱電偶的參考端（冷端）溫度處理 熱電偶工作時，必須保持參考端溫度恒定，并且熱電偶的分度表是以冷端溫度為 0℃ 做出的，因而在工程測量中冷端距離熱源近，且暴露于空氣中，易受被測對象溫度和環(huán)境波動的影響，使冷端溫度難以恒定而產(chǎn)生測量誤差。 ② 補(bǔ)償導(dǎo)線法 采用補(bǔ)償導(dǎo)線將熱電偶延伸到溫度恒定或溫度波動較小處。常用補(bǔ)償導(dǎo)線的特性見表。 EAB(Tn,T0)可從分度表中查出。 國產(chǎn)冷端補(bǔ)償器的電橋一般是在 20℃ 時調(diào)平衡的，因此 20℃時無補(bǔ)償，必須進(jìn)行修正或?qū)x表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)到 20℃ 處。其安裝地點(diǎn)要有代表性，安裝方法要正確，如圖所示是安裝在管道上常用的兩種方法。 ①注意插入深度熱電偶的插入深度有以下幾種情形 :對于金屬保護(hù)管應(yīng)為直徑的 15~20倍；對于非金屬保護(hù)管應(yīng)為直徑的 10~15倍。 （ 3）熱電偶的測溫電路 熱電偶測溫時，它可以直接與顯示儀表（如電子電位差計、 數(shù)字表等）配套使用，也可與溫度變送器配套，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號，如圖所示為典型的熱電偶測溫線路。 并聯(lián)時總電動勢為各個熱電偶熱電動勢的平均值，可以不必更改儀表的分度。熱電阻廣泛用來測量 200~+850℃ 范圍內(nèi)的溫度，少數(shù)情況下，低溫可測量至 1K，高溫可測量至 1000℃ 。 純金屬具有正的溫度系數(shù)，可以作為測溫元件。鉑熱電阻主要用做標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計。銅熱電阻的兩種分度號為 Cu50(R0=50Ω)和 Cu100（ R0=100 Ω）。 工業(yè)用熱電阻的結(jié)構(gòu)如圖所示。用熱電阻傳感器進(jìn)行測溫時，測量電路經(jīng)常采用電橋電路。三線制可以減小熱電阻與測量儀表之間連接導(dǎo)線的電阻因環(huán)境溫度變化所引起的測量誤差。恒流法就是保持流經(jīng)熱電阻的電流恒定，測量其兩端電壓的方法。 （四）熱敏電阻溫度傳感器 熱敏電阻是利用某種半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度變化而變化的性質(zhì)制成的，其材料分類見表。 （ 1）熱敏電阻的特點(diǎn) ①電阻溫度系數(shù)的范圍非常寬 有正、負(fù)溫度系數(shù)和在某一特定溫度區(qū)域內(nèi)阻值突變的三種熱敏電阻元件。 ③阻值在 1～ 10M之間可供自由選擇 使用時，一般可不必考慮線路引線電阻的影響。相比之下，優(yōu)于其他各種溫度傳感器。按熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系這一重要特性可將熱敏電阻分為以下幾種： ① 正溫度系數(shù)熱敏電阻器（ PTC） 電阻值隨溫度升高而增大的熱敏電阻器，簡稱 PTC熱敏電阻器。 ③突變型負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（ CTR） 該類電阻器的電阻值在某特定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而降低 3～ 4個數(shù)量級，即具有很大負(fù)溫度系數(shù)。 （ 2）材料常數(shù) BN 材料常數(shù)是表征負(fù)溫度系數(shù) (NTC)熱敏電阻器材料的物理特性常數(shù)。 （ 3）電阻溫度系數(shù)（ %/℃ ） 電阻溫度系數(shù)是指熱敏電阻的溫度變化 1℃ 時電阻值的變化率。 HPTT E /0m a x ?? （ 6）最低工作溫度（ Tmin） 最低工作溫度是指熱敏電阻在規(guī)定的技術(shù)條件下能長期連續(xù)工作的最低溫度。最常用的是以電阻值的年變化率或?qū)?yīng)的溫度變化率來表示。 （ 12）元件尺寸 元件尺寸是指熱敏電阻的截面積 A、電極間距離 L和直徑 d。 如果以 lnRT、 1/T分別作為縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，則上式是一條斜率為 BN 且通過點(diǎn) (1/T， lnRT)的一條直線，如圖所示。 ???????????? ??29811e xp25 TBRRNTRT/R25T特性曲線 ②正電阻溫度系數(shù)（ PTC） 溫度特性是利用正溫度熱敏材料，在居里點(diǎn)附近結(jié)構(gòu)發(fā)生相變引起導(dǎo)電率突變來取得的，典型特性曲線如圖所示。 若對上式取對數(shù)，則有 以 lnRT、 T分別作為縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，如圖所示，則 lnRT和 T呈線性關(guān)系。它可分為三個特性區(qū)。 峰值電壓降 Um右側(cè)（ c區(qū)）適用于檢測與耗散系數(shù)有關(guān)的流速、流量、真空度及自動增益電路、 RC振蕩器穩(wěn)幅電路等。這是因為流過電阻的電流很小時，耗散功率引起的溫升可以忽略不計的緣故。 （ 4）熱敏電阻的動態(tài)特性 熱敏電阻的電阻值的變化完全是由熱現(xiàn)象引起的。 當(dāng)熱敏電阻溫度由 T0增加到 Tu時，其電阻值 RTt隨時間 t 的變化規(guī)律為 at TanuuNT RTBtTTTBR ln)/e xp ()(ln 0 ?????? ?式中 RTt——時間為 t時，熱敏電阻的阻值； T0 ——環(huán)境溫度； Tu ——介質(zhì)溫度 (TuT0)； RTa——溫度 Ta時，熱敏電阻的電阻值； t——時間。 溫度檢測用的各種熱敏電阻器探頭 1—熱敏電阻； 2—鉑絲； 3—銀焊； 4—釷鎂絲； 5—絕緣柱； 6—玻璃 測量物體表面溫度時熱敏電阻的安裝方式 熱敏電阻測溫電橋及其等效電路 （ 2）熱敏電阻作溫度補(bǔ)償 晶體管的主要參數(shù)，如電流放大倍數(shù)、基極－發(fā)射極電壓、集電極電流等，都與環(huán)境溫度密切相關(guān)。 溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) （五）集成型溫度傳感器 集成型溫度傳感器是利用晶體管 PN結(jié)的電流電壓特性與溫度的關(guān)系，把感溫 PN結(jié)及有關(guān)電子線路集成在一個小硅片上，構(gòu)成一個小型化、一體化的專用集成電路片。其中 VT1和 VT2是互相匹配的晶體管， I1和 I2分別是 VT1和 VT2管的集電極電流，由恒流源提供。 2．集成型溫度傳感器的信號輸出方式 集成型溫度傳感器按輸出形式可分為電壓輸出型和電流輸出型兩種。當(dāng)電流 I1恒定時，通過改變 R1的阻值，可實現(xiàn) I1=I2，當(dāng)晶體管的 β≥1時，電路的輸出電壓可由下式確定?；倦娐放c上圖一樣，只是增加了一些啟動電路，防止電源反接以及使左右兩支路對稱的附加電路，以進(jìn)一步提高性能。 (1) 溫度測量電路 右圖是一個簡單的測溫電路。 簡單的測溫電路 (2) 控溫電路 簡單的控溫電路如圖所示。AD590應(yīng)與熱電偶參考端處于同一溫度下。t 0，S為塞貝克系數(shù)（ μV/℃ ）。 （一）實施要求 (1)通過本項目的實施，在掌握溫度傳感器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上掌握溫度傳感器的器件識別、故障判斷、測量方法和實際應(yīng)用。 （ 3）找出各個單元電路，記錄其電路組成形式。 雙金屬片常用鎳鐵合金和黃銅來制作，并要求其彎曲度均勻，且具有良好的彈性，以保證溫控精度和重復(fù)使用性。它由雙金屬片、接電簧片及調(diào)溫旋鈕等組成。近年來，利用雙金屬片的特性開發(fā)出了雙金屬型過熱保護(hù)器，這種保護(hù)器結(jié)構(gòu)小巧，最大尺寸僅有 33 mm，且耐沖擊電壓能力強(qiáng)，安全性也好，可用于恒溫箱的過熱保護(hù)和溫度控制。如果使接點(diǎn)處在無損耗的電流下工作，則其可靠性會得到保證。為防止燃燒氣體損壞傳感器，傳感器應(yīng)良好地固定并距氣體噴口有一定的距離。該測量儀是一個專門用于袋內(nèi)谷物溫度測量的簡單儀器，其溫度測量范圍為－ 10~+70 ℃ ，精度為 177。熱敏電阻通過引線和連接件與測溫直流電橋進(jìn)行電路連接。熱敏電阻 RT構(gòu)成測量電橋的一個臂 (開關(guān)置在測量位置 )，在其他橋臂中接入電阻 R RR2和 RP1。校準(zhǔn)時將開關(guān) S2放置在校準(zhǔn)擋，調(diào)節(jié)電位器 RP2，使表頭指針對準(zhǔn) +70 ℃ 的刻度。平時兩個傳感器在相同的溫度條件下。 （ 1）熱電偶傳感器的工作原理 熱電偶是一種使用最多的溫度傳感器，它的原理是基于 1821年發(fā)現(xiàn)的塞貝克效應(yīng)，即兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A或 B組成一個回路，其兩端相互連接，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，一端溫度為 T，另一端溫度為 T0，則回路中就有電流產(chǎn)生，如圖（ a）所示，即回路中存在電動勢，該電動勢被稱為熱電動勢。 （ 2）熱電偶的基本定律 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，不論導(dǎo)體的截面積和長度如何，也不論各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電動勢。譬如： T1=100 ℃ ， T2=40 ℃ ，T3=0 ℃ ，則 EAB（ 100， 40） +EAB（ 40， 0） =EAB（ 100， 0）。 15 V直流穩(wěn)壓電源接入溫度傳感器實驗?zāi)K中。 K型熱電偶測量實驗接線圖 （ 5）改變溫度源的溫度每隔 5 ℃ 記下 Uo2的輸出值 ,直到溫度升至 120 ℃ ,并將實驗結(jié)果填入表中。 智能調(diào)節(jié)儀、 PT100（ 2只）、溫度源、溫度傳感器實驗?zāi)K。 （ 2）將 177。 （ 4）按圖接線，并將 PT100的 3根引線插入溫度傳感器實驗?zāi)K中 Rt兩端（其中顏色相同的兩個接線端是短路