【文章內(nèi)容簡介】 鎳硅 K 0～ +1000 40μ V/℃ 價廉 ,，可在氧化及中性氣氛中使用 鎳鉻 — 康銅 E 200～+900 80μ V/℃ 靈敏 ,價廉 ,可在氧化及弱還原氣氛中使用 銅 — 康銅 T 200～+400 50μ V/℃ 價廉 ,但銅易氧化 ,常用于 150℃ 以下溫度測量 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 ? 鉑及其合金 （ B、 S） 屬于貴重金屬 ， 價格很貴 ，但其熱電勢非常穩(wěn)定 ， 主要用做標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及測量1100℃ 以上的高溫 。 ? 鎳鉻 － 鎳硅（ K） 線性度最好 ? 鎳鉻 － 康銅（ E） 靈敏度最高 ? 銅 － 康銅（ T） 價格最便宜 不同材質(zhì)的熱電偶，其熱電勢與熱端溫度的特性關(guān)系不同。 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償 熱電偶的熱電勢大小不僅與熱端溫度有關(guān)，還與冷端溫度有關(guān)。所以使用時，需保持 熱電偶 冷端溫度恒定。但熱電偶 的冷端和熱端離得很近，使用時冷端溫度較高且變化較大。為此應(yīng)將 熱電偶 冷端延至溫度穩(wěn)定處。 為了節(jié)約，工業(yè)上選用在低溫區(qū)與所用熱電偶的熱電特性相近的廉價金屬，作為熱偶絲在低溫區(qū)的替代品來延長 熱電偶 ，稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。 補(bǔ)償導(dǎo)線 熱偶 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 根據(jù)中間溫度定律，補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電偶相連后，其總的熱電勢等于兩支熱電偶產(chǎn)生的熱電勢的代數(shù)和。 E (t,t0) = E偶 (t , t n) ＋ E補(bǔ) (t n ,t0) 用補(bǔ)償導(dǎo)線延長熱電偶的必須條件是：補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電特性在低溫段與所配熱電偶相同。因此，不同的熱電偶配不同的補(bǔ)償導(dǎo)線。常用熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線見表 。 補(bǔ)償導(dǎo)線 熱偶 t t n t 0 E (t,t0) 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 使用補(bǔ)償導(dǎo)線只是將熱電偶的冷端延長到溫度比較穩(wěn)定的地方，而標(biāo)準(zhǔn)熱電勢要求冷端溫度為零度，為此還要采取進(jìn)一步的補(bǔ)償措施。 1． 查表法（計(jì)算法） 如果某介質(zhì)的溫度為 t，用熱電偶進(jìn)行測量，其冷端溫度為 t0，測得的熱電勢為 EAB（ t,t0）。根據(jù)中間溫度定律，有 EAB（ t ,0）＝ EAB（ t ,t0）＋ EAB（ t0 ,0） 得出標(biāo)準(zhǔn)熱電勢 EAB（ t ,0），再查分度表就可得出被測溫度。 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 例 用 K型熱電偶測量某加熱爐的溫度。測得的熱電勢 E（ t，t0）＝ ， 而自由端的溫度 t0＝ 30℃ ， 求被測的實(shí)際溫度。 解 由分度表可以查得 E（ 30， 0）＝ 則 E（ t， 0） ＝ E（ t， 30） + E（ 30， 0） ＝ +＝ 再查分度表可以查得 對應(yīng)的溫度為900 ℃ 。 ? 計(jì)算法適用于實(shí)驗(yàn)或臨時測溫。 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 儀表零點(diǎn)調(diào)整法 如果熱電偶冷端溫度比較穩(wěn)定，與之相接的顯示儀表又可以調(diào)整零點(diǎn)，那么在測試前，將儀表指針就調(diào)整到冷端溫度處，再開始測量。 此法比較簡單，但由于冷端溫度（室溫）也有波動，所以只能在測溫要求不太高的場合下應(yīng)用。 100℃ 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 冰浴法 把熱電偶的冷端插入盛有絕緣油的試管中 ，然后將試管放入裝有冰水混合物的容器中 ， 保持冷端為 0℃ 。 這種方法多數(shù)用于熱電偶的檢定 。 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 補(bǔ)償電橋法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢 ， 來補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值 。 E(t,0) E(t,t0) E(t0 ,0) ＋ － E(t,t0) E(t0 ,0) E(t,0) 電橋 補(bǔ)償導(dǎo)線 補(bǔ)償電橋法 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 5．半導(dǎo)體 PN結(jié)補(bǔ)償法 利用半導(dǎo)體 PN結(jié)電壓隨溫度升高而降低的特性自動補(bǔ)償熱電偶的冷端溫度引起的誤差。 圖中半導(dǎo)體三極管基極結(jié)電壓 V be隨溫度升高而降低。將 V be放大后即可輸出。 +I cR cV b eR 1R2eR 3cbeE = + 6 V 只要保持三極管集電極電流 Ic 恒定，冷端補(bǔ)償電壓 e0 即與冷端溫度成正比。 Vbe 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 對于 500℃ 以下的中 、 低溫 ， 熱電偶輸出的熱電勢很小 ， 容易受到干擾而測不準(zhǔn) 。 一般使用熱電阻溫度計(jì)來進(jìn)行中低溫度的測量 。 熱電阻有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類 。 金屬熱電阻測溫精度高 。 大多數(shù)金屬電阻阻值隨溫度升高而增大 。 具有正溫度系數(shù) 。 α= 1 dR R dT 溫度系數(shù) 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 工業(yè)中用得最多的是鉑電阻和銅電阻，也有鎳電阻、銦電阻、錳電阻及碳電阻等用于低溫及超低溫測量。 ? 電阻溫度系數(shù)大，電阻率大； ? 在測溫范圍內(nèi)物理化學(xué)性能穩(wěn)定； ? 溫度特性的線性度好。 作為工業(yè)用熱電阻的材料要求： 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 電阻溫度關(guān)系： R t =R0 [1+At+Bt2+C(t100)t3] (200~0℃ ) R t =R0 (1+At+Bt2) ( 0~850℃ ) 鉑電阻有兩種分度號： Pt10 , Pt100 鉑材料容易提純，其化學(xué)、物理性能穩(wěn)定；測溫復(fù)現(xiàn)性好、精度高。被國際 電工委員會 規(guī)定為 259~+630 ℃ 間的基準(zhǔn)器，但線性度稍差，常用于 200~+600 ℃ 溫度測量。 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 銅電阻價格便宜，線性度好，但溫度稍高易氧化，常用于 50~+100 ℃ 溫度測量。銅電阻有兩種分度號： Cu50 ， Cu100 。電阻溫度關(guān)系： R t =R0 (1 +αt) (50~150℃ ) 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 普通熱電阻結(jié)構(gòu) 熱電阻的結(jié)構(gòu)型式常見有普通型熱電阻 、 鎧裝熱電阻 。 其結(jié)構(gòu)是 ， 以云母片或石英玻璃柱作骨架 ， 將金屬絲用雙線法繞在骨架上 ， 以消除電感 。 此外 ， 還有薄膜型熱電阻 。 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 電阻測溫信號通過電橋轉(zhuǎn)換成電壓時，熱電阻的接線如用兩線接法，接線電阻隨溫度變化會給電橋輸出帶來較大誤差，必須用三線接法。 Rt R3 r r r R1 R2 Rt R3 r r R1 R2 過程控制系統(tǒng)與儀表 第 2章 電阻測溫信號通過電橋轉(zhuǎn)換成電壓時