【正文】 T1 T3 A A B EAB（ T1, T3） =EAB（ T1, T2） +EAB（ T2, T3） EAB（ T1,T3） =EAB（ T1, 0） +EA B（ 0, T3） =EAB（ T1, 0） EAB（ T3, 0） =EAB（ T1） EAB（ T3） A B T1 T2 T2 A’ B’ T0 T0 熱電偶補償導線接線圖 E 對于冷端溫度不是零度時，熱電偶如何分度表的問題提供了依據(jù)。 如圖，由 A、 B、 C三種材料組成的閉合回路，則 兩點結(jié)論： l） 將第三種材料 C接入由 A、 B組成的熱電偶回路 ， 如圖 ， 則圖 a中的 A、 C接點 2與 C、 A的接點 3， 均處于相同溫度 T0之中 ， 此回路的總電勢不變 ， 即 同理 ， 圖 b中 C、 A接點 2與 C、 B的接點 3， 同處于溫度 T0之中 ， 此回路的電勢也為： T2 T1 A a B C 2 3 EAB a A T0 2 3 A B EAB T1 T2 C T0 EAB（ T1, T2） =EAB（ T1） EAB（ T2） (a) (b) T0 T0 EAB(T1,T2)=EAB(T1)EAB（ T2） 第三種材料接入熱電偶回路圖 思考 ? 中間導體定律非常重要，否則無法使用熱電偶！ ? 為了測量熱電勢，必須斷開熱電偶閉合回路，接入電表及其它電路。 其熱電勢為 E= EAB（ T1） + EBC（ T2） +… +ENA（ Tn） 由一種均質(zhì)導體組成的閉合回路 ， 不論其導體是否存在溫度梯度 ， 回路中沒有電流 (即不產(chǎn)生電動勢 )；反之 ， 如果有電流流動 ， 此材料則一定是非均質(zhì)的 ， 即熱電偶必須采用兩種不同材料作為電極 。 只有用不同性質(zhì)的導體 (或半導體 )才能組合成熱電偶；相同材料不會產(chǎn)生熱電勢，因為當 A、 B兩種導體是同一種材料時， ln(NA/NB)=0，也即EAB(T， T0)=0。 只有當熱電偶兩端溫度不同 ,熱電偶的兩導體材料不同時才能有熱電勢產(chǎn)生。 導體材料確定后 ， 熱電勢的大小只與熱電偶兩端的溫度有關(guān) 。 根據(jù)電磁場理論得 結(jié)論 (4點 )： EAB(T,T0)=EAB(T )EAB(T0 )=f(T )C=g(T ) 由于 NA、 NB是溫度的單值函數(shù) dTNNekTTE TT BAAB ??0ln),( 0在工程應用中，常用實驗的方法得出溫度與熱電勢的關(guān)系并做成 分度表 ，以供備查。 A eA(T,To) To T eA(T， T0)——導體 A兩端溫度為 T、 T0時形成的溫差電動勢； T， T0——高低端的絕對溫度； σA——湯姆遜系數(shù)，表示導體 A兩端的溫度差為 1℃ 時所產(chǎn)生的溫差電動勢，例如在 0℃ 時，銅的 σ =2μV/℃ 。 熱端 冷端 1. 接觸電勢 + A B T eAB(T) BAAB NNekTTe ln)( ?eAB(T)——導體 A、 B結(jié)點在溫度 T 時形成的接觸電動勢； e——單位電荷， e = 1019C； k——波爾茲曼常數(shù)， k = 1023 J/K ； NA、 NB ——導體 A、 B在溫度為 T 時的電子密度。 一、熱電偶的工作原理 回路中所產(chǎn)生的電動勢 ， 叫熱電勢 。 熱電偶溫度傳感器 ★ 熱電偶的工作原理 ★ 熱電偶回路的性質(zhì) ★ 熱電偶的常用材料與結(jié)構(gòu) ★ 冷端處理及補償 ★ 熱電偶的選擇、安裝使用和校驗 兩種不同的導體或半導體 A和 B組合成 如圖所示閉合回路 ， 若導體 A和 B的連接處溫度不同 （ 設T＞ T0） ， 則在此閉合回路中就有電流產(chǎn)生 ， 也就是說回路中有電動勢存在 ， 這種現(xiàn)象叫做 熱電效應 。它除具有 結(jié)構(gòu)簡單，測量范圍寬、準確度高、熱慣性小，輸出信號為電信號 便于遠傳或信號轉(zhuǎn)換等優(yōu)點外，還能用來測量流體的溫度、測量固體以及固體壁面的溫度。 當電動機過負荷 、或斷相、或一相通地時 ,電動機溫度急劇上升 ,熱敏電阻阻值急劇減小 ,小到一定值 ,使三極管 V完全導通 , 繼電器 K動作 ,使 S 閉合 ,紅燈亮 ,起 到報警保護作用。 110 ℃ 時為 kΩ)放置在電動機內(nèi)繞組旁 , 每相各放置一只 ,用萬能膠固定。 在輻射熱檢測器中 ,人們采用薄膜式金屬電阻和熱敏電阻薄膜 ,構(gòu)成熱量型檢測器 ,將輻射熱轉(zhuǎn)換成電阻的變化?，F(xiàn)在已研制出精度優(yōu)于熱電偶 ,并具有互換性的熱敏電阻 ,而且還能制造出300 ℃ 以下可忽略老化影響的產(chǎn)品。計算機將根據(jù)熱敏電阻器的實際輸出值進行校正計算后 , 2） 熱敏電阻器特性的 穩(wěn)定性和老化問題 早期 熱敏電阻器 的應用曾因其特性的不穩(wěn)定、分散性、缺乏互換性和老化問題而受到限制。 該電路 )21l n(2 1 r RRCRT t???＋－ArRR1RtCUoT圖 溫度 頻率轉(zhuǎn)換電路 電阻式傳感器 （ 3） 計算修正法。它實際是一個 三角波 方波變換器 ,電容 C的充電特性是非線性特性。 電阻式傳感器 （ 2） 利用電子 裝置中其它部件的特性進行綜合修正 。為了提高設計的準確度 , 例：要求熱敏電阻的阻值當溫度分別為： T1 時為 R1, Rt1 T2 時為 R2, 現(xiàn)有熱敏電阻 Rt2 不滿足要求。利用包含有熱敏電阻的電阻網(wǎng)絡（常稱線性化網(wǎng)絡）來代替單個的熱敏電阻 ,其一般形式如圖 圖 熱敏電阻的線性化網(wǎng)絡 )]11(e xp[00 TTBRR t ?? 電阻式傳感器 根據(jù) Rt的實際特性和要求的網(wǎng)絡特性 RT(t), 通過計算或圖解方法確定網(wǎng)絡中的電阻 RB 、 RS、 RP。當需要進行線性轉(zhuǎn)換時 , 就應考慮其線性化處理。 電阻式傳感器 2. 使用時的注意事項 在使用熱敏電阻時 ,也要注意到 自熱效應 問題 ,但是 ,必須特別注意的有如下兩點。 半導體熱敏電阻的又一特點是 體積小 。 如 B 值為 4000K, 當T=(20℃ )時 ,用上式可求得 α=%/℃ ,約為鉑電阻的 12倍 ,因此 ,這種測溫電阻靈敏度高 。 （ ） 0 4 8 12 16 20t 1 0 / ℃101102103104105106C T RP T CN T C? / ( ? 但在溫度測量中 ,則主要采用 NTC,其溫度特性如下式所示： )]11(e xp[00 TTBRR t ??式中： Rt、 R0 ：分別為 TK和 T0K時的 熱敏電阻值； B：熱敏電阻的 材料常數(shù) ,其值 主要取決于熱敏電阻的材 料。它們的特性曲線如圖 0 4 8 12 16 20t 1 0 / ℃101102103104105106C T RP T CN T C? / ( ? 恒流源供電。這樣，引線電阻值及其變化對儀表讀數(shù)的影響可以 互相抵消 。 電阻式傳感器 圖 三線式接法 r3r2r1RtER1R2R3圖 ,Rt為熱電阻 ,r r r3為引線電阻。 為此 ,測量電阻的引線通常采用三線式或四線式接法 。 電阻式傳感器 2） 引線電阻的影響 用于測量的感溫電阻器 ,總得有連接導線 ,但 由于金屬電阻器本身的電阻值很小 , 所以 引線的電阻值及其變化就不能忽略 。使用中應盡量減小由于電阻器通電產(chǎn)生的自熱而引起的誤差。它的特點是精度高 , 適于測低溫。 熱電阻的結(jié)構(gòu)主要由不同材料的電阻絲繞制而成，為避免通過交流電時產(chǎn)生感抗，或有交變磁場時產(chǎn)生感應電動勢，在繞制時采用雙線無感繞制，通過兩股導線的電流方向相反，從而使其產(chǎn)生的磁通相互抵消． 微型鉑電阻 : 特點是體積小，熱慣性小，氣密性好 2） 銅電阻 適用范圍 ： 50～ 1500C ,精度要求不高的場合 優(yōu)點 ：銅的電阻與溫度呈線性關(guān)系；電阻溫度系數(shù)高； 易提純，價格便宜 缺點 ：機械強度不高、易氧化等 , 溫度范圍小。 特點： 精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠，測溫范圍廣。 結(jié)構(gòu)：熱電阻是由電阻體、絕緣套管和接線盒等主要部 件組成的，電阻絲是熱電阻的 最主要部分。 特點：測溫精度較高，范圍廣（ 200～ 6000 C），穩(wěn)定 性、