【正文】 16 （ 4） 熱電偶點(diǎn)數(shù) （ 5） 安裝固定形式 （ 6） 保護(hù)管材質(zhì) （ 7） 長度或插入深度 熱電偶 熱電偶（ thermocouple）是溫度測量儀表中常用的測溫元件，它直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號，通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì) 的溫度。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同，但是它們的基本結(jié)構(gòu)卻大致相同，通常由熱電極、絕緣套保護(hù)管和接線盒等主要部分組成，通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調(diào)節(jié)器配套使用。 圖 32 熱電偶 工作原理 熱電偶直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn) 熱電偶 換成熱電動勢信號 , 通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路 ,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí) ,回路中就會有電流通過，此時(shí)兩端之間就存在電動勢 —— 熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成份的均 質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系 , 制成熱電偶分度表 。 分度表是自由端溫度在 0℃ 時(shí)的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。 熱電偶測溫基本原理 :將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A 和 B 焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體 A 和 B 的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn) 1 和 2 之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動勢 ,因而在回路中形成一個(gè)大小的電流 ,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。 西安石油大學(xué) 本科 課程設(shè)計(jì) 17 結(jié)構(gòu)要求 熱電偶的結(jié)構(gòu)形式為了保 證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結(jié)構(gòu)要求如下： 1） 組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固； 2） 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路； 3） 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠； 4） 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。 應(yīng)變式壓力傳感器 電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng) 變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是 A/D轉(zhuǎn)換和 CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 圖 33 應(yīng)變式壓力傳感器 工作原理 金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金 屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示： 式中： ρ—— 金屬導(dǎo)體的電阻率（ Ωcm178。/m） S—— 導(dǎo)體的截面積（ cm178。） L—— 導(dǎo)體的長度（ m） 我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長度和截面積都會發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時(shí)，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長度西安石油大學(xué) 本科 課程設(shè)計(jì) 18 減小而截面增加，電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化（通常是測量電阻兩端的電壓），即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情況。 內(nèi)部 結(jié)構(gòu) 電阻應(yīng)變片由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護(hù)片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動電流太大，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。 壓電式壓力傳感器 壓電式壓力傳感器大多是利用正壓電效應(yīng)制成的。正壓電效應(yīng)是指：當(dāng)晶體受到某固定方向外力的作用時(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生電極化 現(xiàn)象，同時(shí)在某兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號相反的電荷；當(dāng)外力撤去后，晶體又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；當(dāng)外力作用方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變；晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。逆壓電效應(yīng)又稱電致伸縮效應(yīng)，是指對晶體施加交變電場引起晶體機(jī)械變形的現(xiàn)象。用于電聲和超聲工程的一般使用逆壓電效應(yīng)制造的變送器 。 圖 34 壓電式壓力傳感器 壓電式壓力傳感器的特點(diǎn) 壓電式壓力傳感器大多是利用正壓電效應(yīng)制成的。正壓電效應(yīng)是指：當(dāng)晶體受到某固定方向外力的作用時(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生電極化現(xiàn)象，同時(shí)在某兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號相反的電荷；當(dāng)外力撤去后，晶體又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；當(dāng)外力作用方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變；晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。逆壓電效應(yīng)又稱電致伸縮效應(yīng)，是指對晶體施加交變電場引起晶體機(jī)械變形的現(xiàn)象。用于電聲和超聲工程的一般使用逆壓電效應(yīng)制造的變送器 。 壓電式壓力傳感器的應(yīng)用 壓電式壓力傳感器大多是利用正壓電效應(yīng)制成的。正壓電效應(yīng)是指：當(dāng)晶體受到某固定方向外力的作用時(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生電極化現(xiàn)象，同時(shí)在某兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號相反的電荷；當(dāng)外力撤去后，晶體又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；當(dāng)外力作用方向改變 時(shí)，電西安石油大學(xué) 本科 課程設(shè)計(jì) 19 荷的極性也隨之改變；晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。逆壓電效應(yīng)又稱電致伸縮效應(yīng)，是指對晶體施加交變電場引起晶體機(jī)械變形的現(xiàn)象。用于電聲和超聲工程的一般使用逆壓電效應(yīng)制造的變送器 。 西安石油大學(xué) 本科 課程設(shè)計(jì) 20 4 結(jié)論 此次課程設(shè)計(jì)經(jīng)歷了兩周的時(shí)間，本來以為挺簡單的。但是自己一操作，感覺無從下手的感覺，從油庫的流程還是到壓力液位傳感器都是在課程中接觸很少的。自己查閱了很多的資料，還借鑒了很多上級學(xué)長的資料。慢慢的一點(diǎn)一點(diǎn)寫出來。 課程設(shè)計(jì)中，關(guān)于壓力液位傳感 器的資料不多，網(wǎng)上也都沒有。自己慢慢一點(diǎn)一點(diǎn)找。也不知道對不對，就寫上去了，有錯誤的地方，希望徐老師能夠指出來，讓我再改進(jìn)。 知識的累積是一步一步的，課程設(shè)計(jì)雖然難，但一點(diǎn)一點(diǎn)磨，總能做出來。 通過這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 以后不管做什么都要親自動手，自己明白的才是自己的，不然永遠(yuǎn)都學(xué)不會。 在此要感謝我們的指導(dǎo)老師 徐 老師 對 我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我們的幫助。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作 的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力， 我怕 體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中 我很享受自己做出來東西的感覺，很快樂。 西安石油大學(xué) 本科 課程設(shè)計(jì) 21 參考文獻(xiàn) [1] 何小陽 .《計(jì)算機(jī)監(jiān)控原理及技術(shù)》，重慶大學(xué)出版社， [2] 崔克清 .《 安全 工程大辭典》 ， 化學(xué)工業(yè)出版社， 1995. 11 [3] 張乃祿，徐竟天，薛朝妹 .《 安全檢測技術(shù) 》 ，西安電子科技大學(xué)出版社， [4] 郁有文，常鍵，傳感器原理及工程運(yùn)用（第二版），西安 :西安電子科技大 學(xué) 出版社， 2022:169～ 173 [5] 潘煉 .《傳感器原理及應(yīng)用 》 ，電子工業(yè)出版社， [6] 汪躍龍，薛朝妹 .《石油安全工程》 ，西安石油大學(xué)， [7] 徐竟天，汪躍龍 .《石油安全工程》，課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，西安石油大學(xué) [8] 李自力 . 《油庫設(shè)計(jì)與管理》，中國石油大學(xué)， [9] DAI Thermal Resistance and Its Measurement of a Modular Micro channel ： 2022 [10] （美） Introduction to the Constructive Theory of Functions. 上海：上海科技出版社， 1980 西安石油大學(xué) 本科 課程設(shè)計(jì) 22 附錄 A 熱電偶分度表 表 A1 鉑銠 10鉑熱電偶分度表（分度號： S）（參考端溫度為 0℃ ） 溫度 ℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 熱電動勢 mV 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 —— —— ——