热电式传感器综述学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:52 大小:1.9MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学11.1概述(ɡàishù)接触式测温是基于热平衡原理,即测温敏感元件(传感器)必须与被测介质接触,是两者处于平衡状态,具有同一温度。如水银温度计、热敏电阻、热电偶等。非接触式测温是利用热辐射原理,测温的敏感元件不与被测介质接触,利用物体的热辐射随温度变化的原理测定(cèdìng)物体温度,故又称辐射测温。如辐射温度计,红外测温仪等。表11.1接触式与非接触式测温方法比较表11.2常用(chánɡyònɡ)热电式传感器类型及特点非接触式温标是温度的数值表示方法,是用来衡量物体温度的尺度。它规定了温度读数的起点(零点)和测量(cèliáng)温度的单位,常用的有摄氏温标、华氏温标和热力学温标等。(2)华氏温标(ºF)在标准大气压下,冰的熔点为32度,水的沸点为212度,中间划分180等分,每等分为华氏1度,符号为ºF。(3)热力学温标(K)热力学温标是以热力学第二定律为基础,已由国际计量大会采纳作为国际统一(tǒngyī)的基本温标。热力学温标所确定的温度数值称为热力学温度(单位为K)。定义为水三相点(冰水气共存)的热力学温度的1/273.16为1K。即从绝对零度到水的三相点之间的温度分为273.16等分,一等分为1K。11.2热电阻金属热电阻选用感温材料的要求:(1)温度系数ai值要大,热电阻的灵敏度就越高。(2)在测量范围内,其材料的物理、化学性质(huàxuéxìngzhì)应稳定,以保持电阻基值的稳定性。(3)在测量范围内,电阻温度系数要保持常数,以确保输入——输出线性,提高测量精度。(4)具有较高的电阻率,采用较高电阻率的感温材料,可以减少热电阻体积和热惯性。(5)材料容易提纯,确保较好的复制性。(1)铂热电阻(2)铜热电阻2、热敏电阻(rèmǐndiànzǔ)热敏电阻是由两种以上的金属氧化物如Mn、Co、Ne、Fe等氧化物构成(gòuchéng)的烧结体,根据组成的不同,可以调整温度特性——正温度系数热敏电阻(PTC)、负温度系数热敏电阻(NTC)和临界温度系数热敏电阻(CTR)。热敏电阻(rèmǐndiànzǔ)由热敏探头,引线和壳体等构成。根据不同的使用需求,热敏电阻(rèmǐndiànzǔ)可制成不同的结构形式。热敏电阻的测量(cèliáng)电路——电桥电路产品(chǎnpǐn)11.3热电偶1、热电效应(rèdiànxiàoyìng)热电偶产生的热电势EAB(T,T0)是由两种导体的接触电势EAB和单一导体的温差(wēnchā)电势EA和EB所形成。接触电势当热电偶的两个(liǎnɡɡè)不同的电极材料确定后,热电势便与两个(liǎnɡɡè)接点温度T、T0有关。即回路的热电势是两个(liǎnɡɡè)接点的温度函数之差。实用中,测量出热电势后如何确定温度值?通常不是利用公式计算,而是用查热电偶分度表来确定。热电偶分度表是将冷端温度保持为0℃,通过实验建立起来的热电势与温度之间的数值对应关系。热电偶测温完全是建立在利用实验热特性和一些(yīxiē)热电定律的基础上。2、热电偶的基本定律根据(gēnjù)中间导体定律,可以用开路热电偶对液态金属或金属壁面测温。2)中间(zhōngjiān)温度定律当热电偶两个接点的温度分别为T和T0时,所产生的热电势等于该热电偶两接点温度为T、Tn和Tn、T0时所产生的热电势之代数和,即:例如,用镍铬—镍硅热电偶测量炉温时,当冷端温度T0=30℃时,测得热电势E(T,T0)=39.17mv,求实际炉温。由T0=30查分度表得E(30,0)=1.2mv,根据(gēnjù)中间温度定律得:E(T,0)=E(T,30)+E(30,0)=39.17+1.2=40.37(mv)则查表得炉温T=946℃。3)标准电极定律已知两个导体A、B分别与另一导体C组成的热电偶的热电势(diànshì)已知,则在相同接点温度(T,T0)下,由A、B电极组成的热电偶的热电势(diànshì)EAB(T,T0)为:例如(lìrú),铂铑30—铂热电偶的EAC(1084.5,0)=13,976mv,铂铑6—铂热电偶的EBC(1084.5,0)=8.354mv。根据标准电极定律:铂铑30—铂铑6热电偶EAB(1084.5,0)=13,976-8.354=5.613mv。3、常用热电偶及热电势(diànshì)的测量适于制作热电偶的材料有300多种,其中(qízhōng)广泛应用的有40~50种。常用8种标准化热电偶为:铂铑10—铂热电偶:性能稳定,准确度高,可用于基准和标准热电偶。热电势较低,价格昂贵,不能用于金属蒸汽和还原性气体中;铂铑30—铂铑6热电偶:较铂铑10—铂热电偶更具较高的稳定性和机械强度,最高测量温度可达1800℃,室温下热电势较低