常用傳感器與非電量測量(編輯修改稿)
2025-06-20 07:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，勢必在 A和 B導(dǎo)體中又要介入第三導(dǎo)體，這時會不會影響原來回路中的熱電勢？為答復(fù)這一問題，下面介紹熱電偶的中間金屬定律。 ? 中間金屬定律：在由 A和 B兩種導(dǎo)體組成的熱電偶回路中，不管從何處接入第三導(dǎo)體，只要保證接入導(dǎo)體兩端的溫度相同，則接入導(dǎo)體時將不影響原來回路中的熱電勢。 ? 要測量熱電偶回路中的熱電勢，只要保證接入的儀表兩接點溫度相同，就能準(zhǔn)確測量出原熱電偶回路中的熱電勢。 ? 用熱電偶測量溫度十分簡便，只要用電位差計等測出熱電偶兩端電動勢，換算成溫度即可。 ? 圖中 c為第三種金屬等連接導(dǎo)線（如銅線）。 ? 2使用時注意事項 ? （ 1）特性分度表的使用。熱電勢 （ ） 是兩個接點的溫度。將冷端溫度 固定后， （ ）就為熱端 的單值函數(shù)。為了統(tǒng)一起見，一般手冊上所提供的熱電偶特性分度表是在保持熱電偶冷溫度 ℃ 條件下給出的熱電勢與熱端溫度的數(shù)值對照表。 因此實際測溫時，冷端溫度若為 0℃ ，則只要正確地測量熱電勢，查分度表，即可得到所測溫度。但是，如果此時冷端溫度不為 0℃ ，而為室溫就不能直接利用特性分度表。這時應(yīng)測量室溫（設(shè)為 ℃ ），利用特性分度表反查出其熱電勢值 ；將該熱電勢值與熱電偶回路所測得的熱電勢 相加，才是 ，即 ? 然后再由 之值查特性分度表，才能得到熱電偶熱點的實際溫度 。 ? [例 ] 有一鎳鉻 鎳硅熱電偶，其冷端溫度 ℃ ，測得熱電勢為 mV， 則實際爐溫是多少度？ [解 ] 由 ℃ 查分度表 mV， 則 ? 再用 977℃ ，即實際爐溫為977℃ 。 ? （ 2）補償導(dǎo)線的使用。熱電偶傳感器長度通常在 1m左右，當(dāng)測量高溫時，冷端溫度受熱端溫度影響較大，此時常用補償導(dǎo)線將冷端遠移到溫度變化比較平緩的環(huán)境中去。補償導(dǎo)線是和熱電偶配用的雙股導(dǎo)線。它的材料分別和熱電偶的 A和 B導(dǎo)體材料一樣。有多少類熱電偶就有多少類配用的補償導(dǎo)線。選用時，注意不要選錯牌號和接錯 +、 極。最終原則是：當(dāng)熱電偶出線盒外接線時，熱電偶的導(dǎo)體材料要分別和補償導(dǎo)線的導(dǎo)體材料一致，這樣才能保證在回路中不改變原來的熱電勢。 ? （ 3）冷端補償。在測量中也可想辦法對冷端進行補償，達到直讀溫度的目的。冷端補償?shù)霓k法常用以下三種： ? 0℃ 恒溫法：將熱電偶的冷端保持在 0℃ 器皿內(nèi)。此法僅適用于實驗室內(nèi)，但它能使冷端溫度誤差完全消除。 ? 冷端恒溫法：將熱電偶的冷端接點置于一恒溫器內(nèi)，如恒定溫度為 ℃ ，則冷端誤差 為 冷端誤差雖不為零，但是一個定值。只要在回路中加入相應(yīng)的修正電壓或調(diào)整指示裝置的起始位置，即可達到完全補償?shù)哪康摹? ? 冷端補償器法：工業(yè)上常采用冷端補償器法。冷端補償器是一個四臂電橋，其中三個橋臂電阻的溫度系數(shù)為零，另一橋臂采用銅電阻 ，放置于熱電偶的冷接點處。 ? 當(dāng) ℃ 時，電橋平衡；當(dāng) ℃ 時，電橋?qū)a(chǎn)生相應(yīng)的不平衡電壓。電橋的輸出 與熱電勢串連。只要滿足 ? 熱電偶的冷端誤差就變成了定值 ，再進行定值誤差的修正（見恒溫法）即可獲得冷端溫度的完全補償。 ? 電橋的供電端 A、 C通過一可調(diào)電阻 接直流電源 ；橋臂 、 、 為錳銅線繞電阻 ， 阻值可視為不隨溫度變化的固定電阻 。 為測溫?zé)犭娮?， 用來測量冷端溫度 。 熱電偶冷端溫度為 ， 用補償導(dǎo)線接出 ， 其冷端溫度 為 。 ? 設(shè)在 ℃ 時電橋平衡 ， 橋頂 B、 D輸出電壓 ；當(dāng)溫度 升高 ， 熱電偶 增大 ，電橋輸出不平衡電壓 ， 且點 B電 位高于點 D電位 ， 于是測溫儀測量的回路電勢是熱電偶兩結(jié)點溫度為 ， 所產(chǎn)生的溫差電勢 與電橋不平衡輸出電壓 之和 。 根據(jù)中間金屬定律 ， 只要滿足 ? 于是 ? 再進行定值誤差的修正即可 。 ? ? 光電式傳感器是將光能轉(zhuǎn)換為電能的一種傳感器 。 通常只把具有光電效應(yīng)的器件 （ 如光敏電阻 、 光電池 、 光敏晶體管等 ） 歸于此類 。 但廣義地說 ， 凡是能將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置 （ 如紅外傳感器 ， 光柵傳感器等 ） 均可稱為光電式傳感器 。 ? ? 半導(dǎo)體光電效應(yīng)傳感器的工作原理是基于兩個效應(yīng)：光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng) 。 ? 光電導(dǎo)效應(yīng)：當(dāng)光投射在半導(dǎo)體上時，光子的能量在半導(dǎo)體中激發(fā)出非平衡載流子而使載流子濃度加大，引起半導(dǎo)體電導(dǎo)率增加，這種現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。 ? 光敏電阻就是利用這一效應(yīng)制成的光電器件。光敏電阻沒有極性，純粹是電阻器件，使用 時可加直流電壓，也可加交流電壓。 ? 當(dāng)無光照時，半導(dǎo)體中載流子濃度小，光敏電阻值 (暗電阻 )很大，電路中電流很小。當(dāng)光敏電阻受到光照時，半導(dǎo)體中的載流子急劇增加，阻值 (亮電阻 )急劇減小，因此電路的電流迅速增加。 ? 光生伏特效應(yīng)：在光線作用下使物體產(chǎn)生 — 定方向電動勢的現(xiàn)象叫光生伏特效應(yīng)。 ? 光電池、光敏二極管、光敏三極管都有至少一個 PN結(jié)。
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