傳感器與檢測(cè)技術(shù)---第10章熱電勢(shì)傳感器-wenkub.com
2024-12-05 07:25 本頁(yè)面
【正文】 157。 補(bǔ)償時(shí)應(yīng)使 U1與 EAB(t0, 0)近似相等 , 即 R1與塞貝克系數(shù)相等 , 不同分度號(hào)的熱電偶 , R1的阻值亦不同 。 AD580是一個(gè)三端穩(wěn)壓器 , 其輸出電壓 VOUT=。 AD311為比較器 , 它的輸出控制加熱器電流 , 調(diào)節(jié) R1可改變比較電壓 , 從而改變了控制溫度 。 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 (1) 溫度測(cè)量電路 圖 10 21 是一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)溫電路 ， AD590在 25℃（ ） 時(shí) , 理想輸出電流為 , 但實(shí)際上存在一定誤差 , 可以在外電路中進(jìn)行修正 。 基本電路與圖 10 20一樣 , 只是增加了一些啟動(dòng)電路 , 防止電源反接以及使左右兩支路對(duì)稱的附加電路 , 以進(jìn)一步地提高性能 。 當(dāng)電流 I1恒定時(shí) , 通過(guò)改變 R1的阻值 , 可實(shí)現(xiàn) I1=I2, 當(dāng)晶體管的β1時(shí) , 電路的輸出電壓可由下式確定 , 即 : 若取 R1=940Ω, R2=30KΩ, γ =37, 則電路輸出的溫度系數(shù)為 : TqKRRRRURIU be )ln(1221220 ????????KmvqKRRdTdUC T /10ln120 ???? ?（ 10 19） 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 TqKRRRRURIU be)ln(1221220???????? 10 19 當(dāng)電流 I1恒定時(shí)， 通過(guò)改變 R1的阻值， 可實(shí)現(xiàn) I1=I2，當(dāng) β1時(shí) 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 （ 2） 電流輸出型 圖 10 20 為電流輸出型集成溫度傳感器的原理電路圖 。 γ——是 V1和 V2管發(fā)射結(jié)的面積之比 。 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 圖 1018 集成溫度傳感器基本原理 其中 V1和 V2是互相匹配的晶體管 ， I1和 I2分別是 V1和 V2管的集電極電流 , 由恒流源提供 。其符號(hào)如下圖所示 直熱式熱敏電阻 旁熱式熱敏電阻 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 3. 熱敏電阻型號(hào)和主要參數(shù) 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 集成溫度傳感器 集成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(gè)小硅片上 , 構(gòu)成一個(gè)小型化 、 一體化的專用集成電路片 。典型熱敏電阻非線性特性 如圖所示。 1. 熱敏電阻的特點(diǎn) （ 1） 熱敏電阻的溫度系數(shù)比金屬大。 具體測(cè)量電路見(jiàn) 圖 1022 其中 ， 二線制中引線電阻對(duì)測(cè)量影響大 , 用于測(cè)溫精度不高場(chǎng)合 。 電阻絲采用雙線無(wú)感繞法繞制在具有一定形狀的云母 、 石英或陶瓷塑料支架上 , 支架起支撐和絕緣作用 , 引出線通常采用直徑 1mm的銀絲或鍍銀銅絲 , 它與接線盒柱相接 , 以便與外接線路相連而測(cè)量顯示溫度 。 銅熱電阻線性好 , 價(jià)格便宜 , 但它易氧化 , 不適宜在腐蝕性介質(zhì)或高溫下工作 。 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 表 10 7 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 2. 銅熱電阻 由于鉑是貴重金屬 。 鉑熱電阻不同分度號(hào)亦有相應(yīng)分度表 , 即Rtt 的關(guān)系表 , 這樣在實(shí)際測(cè)量中 , 只要測(cè)得熱電阻的阻值 Rt, 便可從分度表上查出對(duì)應(yīng)的溫度值 。 在 200~0℃ 的溫度范圍內(nèi) : Rt=R0［ 1+At+Bt2+Ct3(t100)］ ( 10 15) 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 在 0~850℃ 的溫度范圍內(nèi) : Rt = R0(1+At+Bt2) 式中： Rt和 R0分別為 t℃ 和 0℃ 時(shí)鉑電阻值 。 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 圖 10 16 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 （ 一 ） 常用熱電阻 用于制造熱電阻的材料應(yīng)具有盡可能大和穩(wěn)定的電阻溫度系數(shù)和電阻率 , Rt 關(guān)系最好成線性 , 物理化學(xué)性能穩(wěn)定 , 復(fù)現(xiàn)性好等 。 熱電阻廣泛用來(lái)測(cè)量 200~+850℃ 范圍內(nèi)的溫度 , 少數(shù)情況下 , 低溫可測(cè)量至 1K, 高溫達(dá) 1000℃ 。 在測(cè)量?jī)牲c(diǎn)溫差時(shí) , 可采用熱電偶反向串聯(lián) 。 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 圖 10－ 12 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 4． 熱電偶測(cè)溫線路 熱電偶測(cè)溫時(shí) , 它可以直接與顯示儀表 （ 如電子電位差計(jì) 、 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(hào) , 圖 10 13 為典型的熱電偶測(cè)溫線路 。 (3) 參考端 0℃ 恒溫法 在實(shí)驗(yàn)室及精密測(cè)量中 , 通常把參考端放入裝滿冰水混合物的容器中 , 以便參考端溫度保持 0℃ , 這種方法又稱冰浴法 。 熱電偶一般做得較短 需要用導(dǎo)線將熱電偶的冷端延伸出來(lái) 。 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 圖 10－ 10 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 (3)薄膜熱電偶 薄膜熱電偶是由兩種薄膜熱電極材料 , 用真空蒸鍍 、 化學(xué)凃?qū)拥绒k法蒸鍍到絕緣基板上面制成的一種特殊熱電偶 , 如下圖 10 11 所示 。 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 圖 10－ 9 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 (2)鎧裝熱電偶 鎧裝熱電偶又稱套管熱電偶 。 如用于測(cè)量 3800℃ 超高溫的鎢鎳系列熱電偶 , 用于測(cè)量 2~273K的超低溫的鎳鉻 金鐵熱電偶等 。 我國(guó)從 1988年開(kāi)始采用 IEC標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)熱電偶 。 第 10章 熱電勢(shì)傳感器 3. 熱電偶類型 理論上講 , 任何兩種不同材料的導(dǎo)體都可以組成熱電偶 , 但為了準(zhǔn)確可靠地測(cè)量溫度 , 對(duì)組成熱電偶的材料必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的選擇 。 且熱電偶的熱電勢(shì)僅與兩接點(diǎn)的溫度有關(guān) ， 而與沿?zé)犭姌O的溫度分布無(wú)關(guān) 。 熱電偶 AB在接點(diǎn)溫度為 T、 T0時(shí)的熱電勢(shì) EAB(T, T0)等于熱電偶 AB在接點(diǎn)溫度 T、 Tc和 Tc、 T0時(shí)的熱電勢(shì) EAB(T, Tc)和EAB(Tc, T0) 的代數(shù)和 （ 見(jiàn)圖 10 7
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