1、会计学1 热电偶热电偶 温传感器的设计温传感器的设计 第1页/共36页 第2页/共36页 AB T ( )ln A B n KT ABqn eT 接触电势 接触电势原理图 式中式中 :nA、nB 导体导体A、B的自由电子密度（的自由电子密度（ nAnB ） K波尔兹曼常数；波尔兹曼常数；1.3810-23J/K q 电子电量电子电量 第3页/共36页 AeA(T,To ) T o T eA(T ， T0)导体A两端温度为T、T0时形成的温差电动势； T ， T0高低端的绝对温度； A汤姆逊系数 ， 表示导体A两端的温度差为1时所产生的温 差电动势 ， 例如在0时 ， 铜的 =2V/ 。
温差电势 0 0 ( ,)。

2、T AA T eT TdT 温差电势原理图 第4页/共36页 总的接触电势为：总的接触电势为： eAB(T, T0）=K (T - T0) / qln( nA / nB) 第5页/共36页 TB T T AAB dTTe)(),( 0 0 第6页/共36页 T T T BABA ABABAB dnnqTTK TTeTTeTTE )()/ln(/ )( ),(),(),( 0 0 0 00 第7页/共36页 T T T BABA ABABAB dnnqTTK TTeTTeTTE )()/ln(/ )( ),(),(),( 0 0 0 00 结论结论: 第8页/共36页 T ab T0 AB Tc 。

3、 第9页/共36页 在热电偶测温回路内 ， 接入第三种导体时 ， 只要第三种导体的两端温度相同 ， 则对回路的总热电势没有影响 。
中间导体定律 应用：利用热电偶进行测温 ， 必须在回路中引入连接导线和仪表 ， 接入导线和仪表后不会影响回路中的热电势 。
C0AB00 ( ,)( )()( ,) ABABAB ET TETETET T 第10页/共36页 若三个接点的温度均为T0 ， 则回路的总热电势为 EABC（T0）= EAB(T0)+ EBC(T0)+ ECA(T0)=0 若A、B接点温度为T ， 其余接点温度为T0 ， 且T T0 ，则回路的总热电势为 EABC（T ， T0）= EAB(T)+ EBC(T0)+ ECA(T 。

【热电偶|热电偶 温传感器的设计PPT学习教案】4、0) 因为EAB(T0)=-EBC(T0)+ ECA(T0) 所以 EABC（T ， T0）= EAB(T)- EAB(T0) 中间导体定律 第11页/共36页 测量仪表及引线作为第三种导体的热电偶回路 第12页/共36页 中间温度定律 eAB(T,T0)=eAB(T,Tc)+eAB(Tc,T0) 在热电偶测温回路中 ， Tc为热电极上某一点的温度 ， 热电偶AB在接点温度为T、T0时的热电势eAB(T, T0)等于热电偶AB在接点温度T、Tc和Tc、T0时的热电势eAB(T, Tc)和eAB(Tc, T0)的代数和 ， 即 第13页/共36页 中间温度定律 第14页/共36页 根据这个定律 ， 可以连接与热电偶 。

5、热电特性相近的导体A和B， 将热电偶冷端延伸到温度恒定的地方 ， 这就为热电偶回路中应用补偿导线提供了理论依据 。
该定律是参考端温度计算修正法的理论依据 。
在实际热电偶测温回路中, 利用热电偶这一性质, 可对参考端温度不为0的热电势进行修正 。
第15页/共36页 0C0C0 ( ,)( ,)( ,) ABAB ET TET TET T 第16页/共36页 第17页/共36页 第18页/共36页 第19页/共36页 第20页/共36页 例子 用镍铬-镍硅热电偶测量加热炉温度 。
已知冷端温度T0=30 ， 测得热电势eAB（T ， T0）为33.29mV, 求加热炉温度 。
查镍铬-镍硅热电偶分度表得eAB（30 ，。

6、0）1.203 mV 。
可得 eAB（T ， 0）= eAB(T,T0)+eAB(T0,0)=33.29+1.203=34.493mV 由镍铬-镍硅热电偶分度表得T=829.8 。
第21页/共36页 第22页/共36页 第23页/共36页 标准化热电偶的主要性能和特点 热电偶名称正热电极负热电极分度号测温范围特点 铂铑30铂铑6铂铑30铂铑6B 01700 （超高温） 适用于氧化性气氛中测温 ， 测温上限高 ，稳定性好 。
在冶金、钢水等高温领域得到 广泛应用 。
铂铑10铂铂铑10纯铂S 01600 （超高温） 适用于氧化性、惰性气氛中测温 ， 热电性 能稳定 ， 抗氧化性强 ， 精度高 ， 但价格贵、 热电动势较小 。
常用 。

7、作标准热电偶或用于 高温测量 。
镍铬镍硅镍铬合金镍硅K 200 1200 （高温） 适用于氧化和中性气氛中测温 ， 测温范围 很宽、热电动势与温度关系近似线性、热 电动势大、价格低 。
稳定性不如B、S型热 电偶 ， 但是非贵金属热电偶中性能最稳定 的一种 。
镍铬康铜镍铬合金铜镍合金E 200900 （中温） 适用于还原性或惰性气氛中测温 ， 热电动 势较其他热电偶大 ， 稳定性好 ， 灵敏度高 ，价格低 。
铁康铜铁铜镍合金J 200750 （中温） 适用于还原性气氛中测温 ， 价格低 ， 热电 动势较大 ， 仅次于E型热电偶 。
缺点是铁极 易氧化 。
铜康铜铜铜镍合金T 200350 （低温） 适用于还原性气氛中测温 ， 精度高 ， 价格 。

8、 低 。
在2000可制成标准热电偶 。
缺 点是铜极易氧化 。
第24页/共36页 第25页/共36页 3. 热电偶的冷端温度补偿 当热端温度为T 时 ， 分度表所对应的热电势eAB(T, 0)与热电偶实际产生的热电势eAB(T,T0)之间的关系可根据中间温度定律得到下式： eAB(T,0)= eAB(T,T0)+eAB(T0 ， 0) 由此可见 ， eAB(T0 ， 0)是冷端温度T0的函数 ， 因此需要对热电偶冷端温度进行处理 。
第26页/共36页 热电偶一般做得较短 ，一般为3502000mm 。
在实际测温时 ， 需要把热电偶输出的电势信号传输到远离现场 数十米远的控制室里的显示仪表或控制仪表 ， 这样, 冷端温度T0 比 。

9、较稳定 。
关于热电偶补偿导线 解决办法：工程中采用一种补偿导线 。
在0100温度范围内， 要求补偿导线和所配热电偶具有相同的热电特性 。
第27页/共36页 知道自由端的知道自由端的温度温度T0 T0， 查出热电势值 ， 查出热电势值E E（ T0 T0 ,0,0）, ,与实测的热电势值与实测的热电势值E E（T, T0 T, T0 ）相加 ， 得出测量端温度）相加 ， 得出测量端温度 T T ， 自由端温度为自由端温度为0 0 时的热电势值时的热电势值 E E（T T ， 0 0） ， 最后再由热电偶分度表查出被测介质的真实温度 。
） ， 最后再由热电偶分度表查出被测介质的真实温度 。
1、计算修正法 第28页/共36页 第29页/共36页 第30页/共36页 G 电桥补偿法补偿电路图 补偿导线 铜导线 BA C D T T0 E R5 R4 R1R3 R2 ab T0 第31页/共36页 第32页/共36页 4.热电偶温度变送器的实现 热电偶冷端补偿及放大电路 第33页/共36页 热电偶V/I变换电路 第34页/共36页 第35页/共36页 。

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