【正文】 電式傳感器 )()()( TeTeTe BCABAC ??),()()(),(),( 0000 TTETeTeTTETTE BCBCBCABAC ????即：如果兩種導(dǎo)體分別與第三種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)已知，則此兩種導(dǎo)體組成的熱電偶的熱電勢(shì)已知。 第 5 章 熱電式傳感器 4. 連接導(dǎo)體定律 B B` A` A A B A` B` T Tn T0 Tn T Tn Tn T0 + ? ?nAAABnBBABnABAB TeTeTeTeTTTE ?????? ???? )()()(),( 00? ? ? ? ? ?nBAnBAATTATBBTnnAAnBB TeTennnneKTTeTennnn ????????????? ?????? lnln)(第 5 章 熱電式傳感器 )()()()(),( 00 TeTeTeTeTTTE ABnBAnBAABnABAB ?????? ????),(),( 0TTETTE nBAnAB ????由此可知，回路總熱電勢(shì)等于熱電偶電勢(shì) EAB(T,Tn)與連接導(dǎo)線熱電勢(shì) EA`B`(Tn,T0)的代數(shù)和，連接導(dǎo)體定律是工業(yè)上應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行溫度測(cè)量理論的基礎(chǔ)。這便是引入補(bǔ)償導(dǎo)線原理。如當(dāng) T2=0℃ 時(shí)，則： 定律 4中導(dǎo)體 A與 A`， B與 B`材料相同時(shí) ),(),(),( 00 TTETTETTTE nABnABnAB ?? ),(0TTE AB?第 5 章 熱電式傳感器 三、熱電偶的常用材料與結(jié)構(gòu) 1． 工業(yè)用熱電偶結(jié)構(gòu) 下圖為典型工業(yè)用熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖。實(shí)驗(yàn)室用時(shí)，也可不裝保護(hù)套管，以減小熱慣性。 測(cè)溫范圍在 1100℃以下的有：鎳鉻 —鎳硅 、鎳鉻 —考銅鎧裝式熱電偶 。它是由熱電偶絲、絕緣材料，金屬套管三者拉細(xì)組合而成一體。 1— 金屬套管 。 3—熱電極 (a)—碰底型 。 (c)—露頭型 。如圖，其熱接點(diǎn)極薄 (～ ) 4 1 2 3 1—熱電極 。 3—絕緣基板 。安裝時(shí) ,用粘結(jié)劑將它粘結(jié)在被測(cè)物體壁面上。絕緣基板用云母、陶瓷片、玻璃及酚醛塑料紙等；測(cè)溫范圍在 300℃ 以下；反應(yīng)時(shí)間僅為幾 ms。 這種辦法僅限于科學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用 。 mV A B A’ B’ T C C’ 儀表 銅導(dǎo)線 試管 補(bǔ)償導(dǎo)線 熱電偶 冰點(diǎn)槽 冰水溶液 T0 五、熱電偶冷端補(bǔ)償方式 第 5 章 熱電式傳感器 2. 計(jì)算修正法 用普通室溫計(jì)算出參比端實(shí)際溫度 TH， 利用公式計(jì)算 例 用銅 康銅熱電偶測(cè)某一溫度 T， 參比端在室溫環(huán)境TH中 ， 測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì) EAB(T， TH)=， 又用室溫計(jì)測(cè)出 TH=21℃ , 查此種熱電偶的分度表可知 ，EAB(21,0)=， 故得 EAB(T， 0)=EAB(T， 21)+EAB(21， T0) =+ =(mV) 再次查分度表 ， 與 T=68℃ 。 EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0) 第 5 章 熱電式傳感器 3. 補(bǔ)正系數(shù)法 把參比端實(shí)際溫度 TH乘上系數(shù) k， 加到由 EAB(T， TH)查分度表所得的溫度上 ， 成為被測(cè)溫度 T。 例 用鉑銠 10－鉑熱電偶測(cè)溫 ， 已知冷端溫度 TH=35℃ ，這時(shí)熱電動(dòng)勢(shì)為 ． 查 S型熱電偶的分度表 ， 得出與此相應(yīng)的溫度 T′=1150℃ 。 于是 ， 被測(cè)溫度 T=1150+ 35=（ ℃ ） 用這種辦法稍稍簡單一些，比計(jì)算修正法誤差可能大一點(diǎn)，但誤差不大于 ％。/℃ 補(bǔ)正系數(shù) k 鉑銠 10鉑 (S) 鎳鉻 鎳硅（ K） 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 — 1300 — 1400 — 1500 — 1600 — 熱電偶補(bǔ)正系數(shù) 第 5 章 熱電式傳感器 例 用動(dòng)圈儀表配合熱電偶測(cè)溫時(shí) ， 如果把儀表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)到室溫 TH的刻度上 ,在熱電動(dòng)勢(shì)為零時(shí) ， 指針指示的溫度值并不是0℃ 而是 TH。 這種辦法非常簡便 ， 而且一勞永逸 ， 只要冷端溫度總保持在 TH不變 ， 指示值就永遠(yuǎn)正確 。 實(shí)質(zhì)： 在測(cè)量結(jié)果中人為地加一個(gè)恒定值 ，因?yàn)槔涠藴囟确€(wěn)定不變，電動(dòng)勢(shì) EAB(TH,0)是常數(shù)，利用指示儀表上 調(diào)整零點(diǎn) 的辦法，加大某個(gè)適當(dāng)?shù)闹刀鴮?shí)現(xiàn)補(bǔ)償。 不平衡電橋由 R R R3(錳銅絲繞制 )、 RCu(銅絲繞制 )四個(gè)橋臂和橋路電源組成 。 冷端補(bǔ)償器的作用 注意：橋臂 RCu必須和熱電偶的冷端靠近 ， 使處于同一溫度之下 。 注意 ， 不同材質(zhì)的熱電偶所配的冷端補(bǔ)償器 ， 其中的限流電阻 R不一樣 ， 互換時(shí)必須重新調(diào)整 。 其安裝地點(diǎn)要有代表性 ， 安裝方法要正確 ， 在工業(yè)生產(chǎn)中 ， 熱電偶常與毫伏計(jì)連用 （ XCZ型動(dòng)圈式儀表 ） 或與電子電位差計(jì)聯(lián)用 ， 后者精度較高 ， 且能自動(dòng)記錄。 600 占所測(cè)熱電勢(shì) 的 177。 4 400 占所測(cè)熱電勢(shì) 的 177。 4 300 占所測(cè)熱電勢(shì) 的 177。圖為熱電偶校驗(yàn)裝置示意圖 ， 最佳校驗(yàn)方法可由查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)獲得 。 第 5 章 熱電式傳感器 7 8 5 6 4 3 2 1 穩(wěn)壓電源 220V 熱電偶校驗(yàn)圖 1調(diào)壓變壓器； 2管式電爐； 3標(biāo)準(zhǔn)熱電偶； 4被校熱電偶； 5冰瓶； 6切換開關(guān)； 7測(cè)試儀表； 8試管 第 5 章 熱電式傳感器 熱敏電阻是利用某種半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度變化而變化的性質(zhì)制成的 。熱敏電阻發(fā)展最為迅速 ， 由于其性能得到不斷改進(jìn) ， 穩(wěn)定性已大為提高 ， 在許多場合下 （ 40～＋ 350℃ ） 熱敏電阻已逐漸取代傳統(tǒng)的溫度傳感器 。 第二節(jié)熱敏電阻傳感器 第 5 章 熱電式傳感器 （ 一 ） 熱敏電阻的特點(diǎn) 1． 電阻溫度系數(shù)的范圍甚寬 有正 、 負(fù)溫度系數(shù)和在某一特定溫度區(qū)域內(nèi)阻值突變的三種熱敏電阻元件 。 2． 材料加工容易 、 性能好 可根據(jù)使用要求加工成各種形狀 ， 特別是能夠作到小型化 。 3． 阻值在 1～ 10M之間可供自由選擇 使用時(shí) ， 一般可不必考慮線路引線電阻的影響；由于其功耗小 、 故不需采取冷端溫度補(bǔ)償 ， 所以適合于遠(yuǎn)距離測(cè)溫和控溫使用 。據(jù)報(bào)道，在 ℃ 的小溫度范圍內(nèi)，其穩(wěn)定性可達(dá) ℃ 的精度。 5．原料資源豐富，價(jià)格低廉 燒結(jié)表面均已經(jīng)玻璃封裝。 第 5 章 熱電式傳感器 熱敏電阻的種類很多 ， 分類方法也不相同 。 它的主要材料是摻雜的 BaTiO3半導(dǎo)體陶瓷 。 它的材料主要是一些過渡金屬氧化物半導(dǎo)體陶瓷 。 其主要材料是VO2并