熱工測量儀表第3章.1熱電偶

1、第三章第三章接觸式溫度檢測及儀表接觸式溫度檢測及儀表 第三章第三章 第一節(jié)熱電偶溫度計第一節(jié)熱電偶溫度計主要內(nèi)容主要內(nèi)容 v第一節(jié)第一節(jié) 熱電偶溫度傳感器熱電偶溫度傳感器v第二節(jié)第二節(jié)熱電阻溫度傳感器熱電阻溫度傳感器 v第三節(jié)第三節(jié)測溫實例測溫實例 v第四節(jié)第四節(jié)其他溫度檢測儀表其他溫度檢測儀表 第一節(jié)熱電偶溫度計第一節(jié)熱電偶溫度計主要內(nèi)容主要內(nèi)容 v第一節(jié)第一節(jié) 熱電現(xiàn)象和關(guān)于熱電偶的基本定熱電現(xiàn)象和關(guān)于熱電偶的基本定律律v第二節(jié)第二節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)化和非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶標(biāo)準(zhǔn)化和非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶v第三節(jié)第三節(jié) 熱電偶的冷端溫度補償問題熱電偶的冷端溫度補償問題v第四節(jié)第四節(jié) 熱電偶的校驗熱電偶的校驗一、熱電

2、現(xiàn)象和熱電偶溫度計一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計1.1.熱電偶：熱電偶：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A A和和B B組成閉合回路。組成閉合回路。A A、B B是熱偶絲，也叫熱電極。是熱偶絲，也叫熱電極。2. 熱電勢：熱電勢：熱電偶熱電偶放在被測對象中，兩端溫度不同放在被測對象中，兩端溫度不同時，會產(chǎn)生的電動勢時，會產(chǎn)生的電動勢3. 3. 熱電流：熱電流：回路中通過的電流回路中通過的電流4.4.熱端（工作端）、冷端（自由端）熱端（工作端）、冷端（自由端）：感受溫度變：感

3、受溫度變化的那端稱為或熱端，另一端稱為或冷端。化的那端稱為或熱端，另一端稱為或冷端。這種物理現(xiàn)象稱為這種物理現(xiàn)象稱為熱電現(xiàn)象熱電現(xiàn)象。熱電偶：范圍熱電偶：范圍10016000C, 溫度信號變成電信號，遠傳。溫度信號變成電信號，遠傳。先看一個實驗先看一個實驗熱電偶工作原理演示熱電偶工作原理演示 結(jié)論：當(dāng)兩個結(jié)點溫度不相同時，回路中將產(chǎn)生電動勢。結(jié)論：當(dāng)兩個結(jié)點溫度不相同時，回路中將產(chǎn)生電動勢。 熱電極熱電極A A右端稱為：右端稱為：自由端自由端（參考端、（參考端、冷端）冷端） 熱電偶的工作原理熱電偶的工作原理 左端稱為：左端稱為：測量端測量端（工作端、（工作端、熱端）熱端） 熱電極熱電極B B熱

4、電勢熱電勢A AB B上述現(xiàn)象稱為熱電現(xiàn)象，上述現(xiàn)象稱為熱電現(xiàn)象，18211821年賽貝克發(fā)現(xiàn)的，年賽貝克發(fā)現(xiàn)的， 也稱賽貝克效應(yīng)也稱賽貝克效應(yīng)一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計5. 熱電勢的產(chǎn)生原因：熱電勢的產(chǎn)生原因： 由由溫差電勢溫差電勢和和接觸電勢接觸電勢組成組成1）溫差電勢：）溫差電勢：一根導(dǎo)體兩端溫度不同產(chǎn)生的熱電一根導(dǎo)體兩端溫度不同產(chǎn)生的熱電動勢動勢原因：原因：eA)()(0tteAAA一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計5. 熱電勢的產(chǎn)生原因：熱電勢的產(chǎn)生原因：2）接觸電勢：）接觸電勢：兩種不同導(dǎo)體兩種不同導(dǎo)體A、B接觸時產(chǎn)生原因接觸時產(chǎn)生原因(

5、 )ABt0000(, ) ()()( )( )()( )ABABAAABBBE t ttttttt3)3)回路總電動勢：回路總電動勢：A A的電子密度大于的電子密度大于B B，tttt0 0，則，則回路中存在著回路中存在著四個電勢四個電勢, ,)(te-(t)e)t(t,E0ABAB0AB一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計5. 熱電勢的產(chǎn)生原因：熱電勢的產(chǎn)生原因：熱電勢的工作原理：熱電勢的工作原理：某只熱電偶，如果使冷端溫某只熱電偶，如果使冷端溫度度t t0 0保持不變，則熱電動勢便成為熱端溫度保持不變，則熱電動勢便成為熱端溫度t t的的單一函數(shù)。即，單一函數(shù)。即，故測量熱

6、電勢的大小就可以反映溫度的數(shù)值故測量熱電勢的大小就可以反映溫度的數(shù)值 AB0ABE(t,t )e(t)-C一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計6.6.熱電勢的工作原理熱電勢的工作原理二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律均勻?qū)w定律、均勻?qū)w定律、 中間導(dǎo)體定律、中間導(dǎo)體定律、 中間溫度定律中間溫度定律1. 1. 均勻?qū)w定律均勻?qū)w定律 1 1）定律內(nèi)容：）定律內(nèi)容：由一種均勻?qū)w（或半導(dǎo)體）組由一種均勻?qū)w（或半導(dǎo)體）組成的閉合回路，不論溫度如何分布，都不能產(chǎn)成的閉合回路，不論溫度如何分布，都不能產(chǎn)生電動勢。生電動勢。 2 2）定律推論）定律推論v（1)1)熱電偶

7、必須由兩種不同材料組成熱電偶必須由兩種不同材料組成v（2)2)由一種材料組成的閉合回路存在溫差時，由一種材料組成的閉合回路存在溫差時，如回路有熱電勢，則材料不均勻如回路有熱電勢，則材料不均勻2 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律1）定律內(nèi)容：）定律內(nèi)容：不同材料組成的閉合回路中，若不同材料組成的閉合回路中，若各各種材料接觸點的溫度種材料接觸點的溫度都都相同相同，則回路中熱電勢，則回路中熱電勢的總和等于零。的總和等于零。2）定律推論）定律推論v推論推論1 1：在熱電偶回路接入第三種導(dǎo)體，若第：在熱電偶回路接入第三種導(dǎo)體，若第三種導(dǎo)體的兩接點溫度相同，對回路中總熱三種導(dǎo)體的兩接點溫度相同，對回路中總熱電勢無

8、影響。電勢無影響。v推論推論2:2:二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律3)3)推論推論1 1用途用途: :1)1)連接顯示儀表的兩個接點溫度相同，連接顯示儀表的兩個接點溫度相同， 則不則不影響熱電偶電勢影響熱電偶電勢 2 2）也可以將熱電偶的兩端不焊接而直接插入液）也可以將熱電偶的兩端不焊接而直接插入液態(tài)金屬中或直接焊在金屬表面進行溫度測量。態(tài)金屬中或直接焊在金屬表面進行溫度測量。二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律2 2 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律2 2 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律(4(4）推論）推論1 1證明：證明： tt0A BBC(a)EABC(t,t1,t0)=

9、eAB(t)+ eBC(t1) + eCB(t1)+ eBA(t0) = eAB(t)eAB (t0) = EAB(t,t0)t1t1二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律 1 1）第一種連接方式）第一種連接方式t1tA BC(a)EABC(t,t1,t0)=eAB(t)+ eBC(t0) + eCA(t0)若設(shè)若設(shè)tt1t0 ，則根據(jù)本定律有，則根據(jù)本定律有 eAB(t0)+ eBC(t0) + eCA(t0) 0EABC(t,t1,t0)=eAB(t)- eAB(t0)=EAB(t,t0)t0t02 2 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律(4

10、(4）推論）推論1 1證明證明2 2）第二種連接方式）第二種連接方式5)5)推論推論2 2：如果兩種導(dǎo)體如果兩種導(dǎo)體A,B對另一種導(dǎo)對另一種導(dǎo)體體C的熱電勢已知，則這兩種導(dǎo)體組成的熱電勢已知，則這兩種導(dǎo)體組成熱電勢熱電勢=是它們對參考導(dǎo)體熱電勢的代是它們對參考導(dǎo)體熱電勢的代數(shù)和。數(shù)和。)t(t,E)t(t,E0AC0AB+ +A At tt t0 0B B+ +A At tt t0 0C C+ +C Ct tt t0 0B BE EACACE ECBCBE EABAB)t(t,E0CB二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律2 2 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律6）推論）推論2的用途：的用途

11、：（1）已知熱電極與標(biāo)）已知熱電極與標(biāo)準(zhǔn)鉑電極配對的熱電準(zhǔn)鉑電極配對的熱電勢，任何兩種熱電極勢，任何兩種熱電極配對的熱電勢可知。配對的熱電勢可知。t tB BA AC Ct tE EACACE ECBCBC C0 0t t0 0t t0 0t tEAC(t, t0) ECB(t, t0) =eAC(t)+ eCB(t) + eBA(t0)+ + + 因為因為eAC(t)+ eCB(t) + eBA(t)0所以所以EAC(t, t0) ECB(t, t0) =eAB(t)+ eBA(t0)= EAB(t, t0) 二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律2 2 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律7

12、）推論）推論2的證明的證明3 3 中間溫度定律中間溫度定律1 1）定律內(nèi)容：）定律內(nèi)容： 熱電偶在兩接點溫度熱電偶在兩接點溫度t t1 1、t t3 3時的熱電時的熱電動勢等于接點溫度分別為動勢等于接點溫度分別為t t1 1、t t2 2和和t t2 2、t t3 3 的兩支同的兩支同性質(zhì)熱電偶的熱電動勢的代數(shù)和。性質(zhì)熱電偶的熱電動勢的代數(shù)和。+ +A At t1 1t t2 2B BE E1 1+ +A At t3 3B BE E2 2EAB(t1, t2) EAB(t2, t3) = eAB(t1)+ eBA(t2)+ eAB(t2) + eBA(t3)= eAB(t1) + eBA(t3

13、)= EAB(t1, t3)+ +A At t1 1t t3 3B BE E3 3=E=E1 1+E+E2 2二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律2)定律的應(yīng)用：定律的應(yīng)用：1）為熱電偶）為熱電偶熱電勢溫度關(guān)系分度熱電勢溫度關(guān)系分度奠定了理論基礎(chǔ)。奠定了理論基礎(chǔ)。 已知熱電偶在某一給定冷端溫度下，電壓對應(yīng)的已知熱電偶在某一給定冷端溫度下，電壓對應(yīng)的溫度值，另外冷端溫度下，電壓應(yīng)對應(yīng)什么溫度？溫度值，另外冷端溫度下，電壓應(yīng)對應(yīng)什么溫度？（修正解決）（修正解決）2）為工業(yè)測溫中）為工業(yè)測溫中應(yīng)用補償導(dǎo)線應(yīng)用補償導(dǎo)線提供了理論依據(jù)。提供了理論依據(jù)。 1 測溫時，其冷端溫度要求恒定測溫時，

14、其冷端溫度要求恒定（？），如直接（？），如直接滿足此條件，熱電偶冷端直接延伸放到恒溫的地滿足此條件，熱電偶冷端直接延伸放到恒溫的地方，熱電偶很長，價格較高。方，熱電偶很長，價格較高。 2 用補償導(dǎo)線連接到熱電偶的冷端，延伸至恒定用補償導(dǎo)線連接到熱電偶的冷端，延伸至恒定冷端溫度，在達到冷端溫度恒定要求的同時，降冷端溫度，在達到冷端溫度恒定要求的同時，降低造價。低造價。 二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律3 中間溫度定律中間溫度定律 分為補償型和延伸型分為補償型和延伸型v 補償型的材料與對應(yīng)的熱電偶不同，價格便補償型的材料與對應(yīng)的熱電偶不同，價格便宜，但在低溫下熱電性質(zhì)相同宜，但在低

15、溫下熱電性質(zhì)相同v延伸型的材料與對應(yīng)的熱電偶相同，但準(zhǔn)確延伸型的材料與對應(yīng)的熱電偶相同，但準(zhǔn)確度要求略低度要求略低4）使用補償導(dǎo)線的注意事項）使用補償導(dǎo)線的注意事項 （1）在一定的溫度范圍內(nèi)使用）在一定的溫度范圍內(nèi)使用 （2）補償導(dǎo)線與熱電偶極熱電性質(zhì)相同）補償導(dǎo)線與熱電偶極熱電性質(zhì)相同 （3）極性不能接反）極性不能接反 （4）接入點溫度一致）接入點溫度一致 二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律3 中間溫度定律中間溫度定律3 3）補償導(dǎo)線的分類）補償導(dǎo)線的分類熱電偶通常由熱電極、絕緣管、保護套管熱電偶通常由熱電極、絕緣管、保護套管等幾個主要部分組成，其常見外形結(jié)構(gòu)如等幾個主要部分組

16、成，其常見外形結(jié)構(gòu)如圖所示。圖所示。安裝安裝螺紋螺紋安裝安裝法蘭法蘭一、熱電極材料及性質(zhì)一、熱電極材料及性質(zhì)二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶三三 非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶四四 熱電偶的構(gòu)造熱電偶的構(gòu)造一、熱電極材料及性質(zhì)一、熱電極材料及性質(zhì)1）物理性質(zhì)穩(wěn)定，其熱電性質(zhì)不隨時間變）物理性質(zhì)穩(wěn)定，其熱電性質(zhì)不隨時間變化化2）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被氧化和腐蝕）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被氧化和腐蝕3）靈敏度和線性度好）靈敏度和線性度好4）電導(dǎo)率高，電阻溫度系數(shù)?。╇妼?dǎo)率高，電阻溫度系數(shù)小5）復(fù)制性好復(fù)制性好，以便交換，以便交換6）價格便宜）價格便宜目前材料無法滿足全部要求，不同條件下使目前材料無法滿足全部

17、要求，不同條件下使用不同的熱電極材料。用不同的熱電極材料。 二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶：是指制造工業(yè)較成熟，標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶：是指制造工業(yè)較成熟，應(yīng)用廣泛，能成批生產(chǎn)、性能優(yōu)良而穩(wěn)定應(yīng)用廣泛，能成批生產(chǎn)、性能優(yōu)良而穩(wěn)定并已列入專業(yè)或國家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化文件中的并已列入專業(yè)或國家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化文件中的那些熱電偶那些熱電偶標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶具有互換性標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶具有互換性 鉑銠鉑銠10-10-鉑熱電偶（分度號鉑熱電偶（分度號S S） 鉑銠鉑銠13-13-鉑熱電偶（分度號鉑熱電偶（分度號R R） 鉑銠鉑銠30-30-鉑銠鉑銠6 6熱電偶（分度號熱電偶（分度號B B） 鎳鉻一鎳硅（鎳鉻一鎳鋁）熱電偶（

18、分鎳鉻一鎳硅（鎳鉻一鎳鋁）熱電偶（分度號度號K K） 鎳鉻一康銅熱電偶（分度號鎳鉻一康銅熱電偶（分度號E E） 鐵一康銅熱電偶（分度號鐵一康銅熱電偶（分度號J J） 銅一康銅熱電偶（分度號銅一康銅熱電偶（分度號T T） 鎳鉻一金鐵熱電偶（分度號鎳鉻一金鐵熱電偶（分度號NiCrNiCrAuFe0.07AuFe0.07）及銅一金鐵熱電偶（分度號）及銅一金鐵熱電偶（分度號CuCuAuFe0.07AuFe0.07）1. 幾種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的性能和特點幾種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的性能和特點1）鉑銠鉑銠1010- -鉑熱電偶鉑熱電偶 分度號為分度號為“S”S”，貴金屬熱電偶。，貴金屬熱電偶。 常用直徑常用直徑0.5m

19、 m0.5m m。正極：鉑銠絲。正極：鉑銠絲( (鉑鉑90%90%，銠，銠l0%)l0%)，負極：純鉑絲。，負極：純鉑絲。 長期使用最高溫度達長期使用最高溫度達1300 1300 ，短期使用可達，短期使用可達16001600。特點：熱電性能穩(wěn)定，精度高，抗氧化性強，特點：熱電性能穩(wěn)定，精度高，抗氧化性強，宜在氧化性、惰性氣氛中工作，在無合適的非宜在氧化性、惰性氣氛中工作，在無合適的非金屬保護套管時，不能在還原性氣氛及含有金金屬保護套管時，不能在還原性氣氛及含有金屬或非金屬蒸汽中使用。屬或非金屬蒸汽中使用。 二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 1）鉑銠鉑銠1010- -鉑熱電偶鉑熱電偶 缺點：高溫

20、下長期，鉑電極易斷，對污染缺點：高溫下長期，鉑電極易斷，對污染敏感，導(dǎo)致熱電勢下降。它的熱電勢較小，敏感，導(dǎo)致熱電勢下降。它的熱電勢較小，靈敏度較低；價格昂貴。靈敏度較低；價格昂貴。 故國際溫標(biāo)中規(guī)定它為故國際溫標(biāo)中規(guī)定它為630.74630.741064.431064.43溫度范圍內(nèi)復(fù)現(xiàn)溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)儀器。分度值溫度范圍內(nèi)復(fù)現(xiàn)溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)儀器。分度值見附錄見附錄1 12.2.常用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶或用于高溫測量常用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶或用于高溫測量, ,價格貴，價格貴，精度高，靈敏度低精度高，靈敏度低。 二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶1. 幾種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的性能和特點幾種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的性能和特點4 4 鎳鉻鎳

21、鉻- -鎳硅（鎳鉻鎳硅（鎳鉻- -鎳鋁）熱電偶鎳鋁）熱電偶 分度號為分度號為“K”K”，賤金屬熱電偶。常用直徑，賤金屬熱電偶。常用直徑0.30.30.32m m0.32m m。正極：鎳鉻合金。正極：鎳鉻合金( (鎳鎳90.5%90.5%，鉻，鉻9.5%)9.5%)，負極：鎳硅，負極：鎳硅( (鎳鎳97.5%97.5%，硅，硅2.5%)2.5%)。長期。長期使用最高溫度可達使用最高溫度可達1200 1200 ，短期使用可達，短期使用可達13001300。在。在500 500 以下可在還原性、中性、氧以下可在還原性、中性、氧性氣氛中可靠的工作，在性氣氛中可靠的工作，在500 500 以上只能中性、

22、以上只能中性、氧性氣氛中工作。此熱電偶可用于溫度很低的氧性氣氛中工作。此熱電偶可用于溫度很低的含氫或氨的氣氛中，而不能用于氧化還原交替含氫或氨的氣氛中，而不能用于氧化還原交替的氣氛中，也不能用于含硫的氣氛中，真空中的氣氛中，也不能用于含硫的氣氛中，真空中只能短期使用。其熱電勢比只能短期使用。其熱電勢比鉑銠鉑銠1010- -鉑鉑熱電偶大熱電偶大4 45 5倍，且線性好。分度值見附錄倍，且線性好。分度值見附錄1 15 5測溫測溫12001200以下，賤金屬，線性度好，靈敏以下，賤金屬，線性度好，靈敏度大。度大。5 5 鎳鉻鎳鉻- -康銅熱電偶康銅熱電偶 分度號為分度號為“E”E”。是一種賤金屬熱電

23、偶，。是一種賤金屬熱電偶，測溫范圍為測溫范圍為-200-200900900，常用直徑，常用直徑0.30.33.2m m3.2m m。它的正極是鎳鉻合金，負極是銅。它的正極是鎳鉻合金，負極是銅鎳合金鎳合金( (銅銅55%55%，鎳，鎳45%)45%)。長期使用最高溫。長期使用最高溫度可達度可達750 750 ，短期使用可達，短期使用可達900900。適。適合在中性、氧性氣氛中工作，其它氣氛中合在中性、氧性氣氛中工作，其它氣氛中使用所受的限制鎳鉻使用所受的限制鎳鉻- -鎳硅熱電偶相同。鎳硅熱電偶相同。適合在適合在0 0以下測溫度，在高濕性氣氛中不以下測溫度，在高濕性氣氛中不易腐蝕。其特點是每攝氏度

24、下對應(yīng)熱電動易腐蝕。其特點是每攝氏度下對應(yīng)熱電動勢最高，因此經(jīng)常被使用。分度值見附錄勢最高，因此經(jīng)常被使用。分度值見附錄1 16 6三三 非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 在某些特殊場合：高溫、低溫、超低溫、在某些特殊場合：高溫、低溫、超低溫、高真空和有核輻射等被測對象中使用高真空和有核輻射等被測對象中使用1 鎢萊系熱電偶鎢萊系熱電偶2 銥佬系熱電偶銥佬系熱電偶3 鉑鉬鉑鉬5鉑鉬鉑鉬0.1熱電偶熱電偶4 非金屬熱電偶非金屬熱電偶特點：不具有互換性，沒有統(tǒng)一分度特點：不具有互換性，沒有統(tǒng)一分度名稱名稱熱電極材料熱電極材料使用溫度使用溫度范圍范圍()()過熱使用溫過熱使用溫度度范圍范圍()()特征特征

25、正極正極負極負極鎢錸系WRe5、WRe3WRe26、WRe25023003000適用于還原性、H2及惰性氣體。質(zhì)脆鉑銠系PtRh20、PtRh40PtRh5、PtRh2030015001100160018001800在高溫下使用，熱電動勢小，其它性能與R型相同銥銠系Ir、Ir、IrIrRh40、IrRh50、IrRh60110020002100適用于真空、惰性氣體及微氧化性氣氛。質(zhì)脆鎳鉬系NiNiMo1801280/可用于還原性氣氛，熱電動勢大鈀鉑系Pd、Pt及Au合金Au、Pd合金011001300耐磨性能強，熱電動勢的大小基本上與K型相同鎳鉻、金鐵以Ni-Cr為主的合金含0.07mo1%F

26、e的合金0300K/20K以下熱電動勢比較大，熱電動勢的線性好銀金、金鐵含Au為0.37mo1%的合金含0.03mo1%Fe的Au-Fe合金140K/熱電動勢小，受磁場影響四四 熱電偶的構(gòu)造熱電偶的構(gòu)造 1 普通型熱電偶普通型熱電偶 2 鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶 3 3 薄膜熱電偶薄膜熱電偶1 普通型熱電偶普通型熱電偶 本體是熱電極，絕緣套，保護套管，本體是熱電極，絕緣套，保護套管，接接線端子。線端子。普通普通裝配型裝配型熱熱電偶的電偶的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)放大圖放大圖 接線盒接線盒引出線套管引出線套管 固定螺紋固定螺紋 （出廠時用塑料包裹）（出廠時用塑料包裹）熱電偶工作端（熱端）熱電偶工作端（熱端） 不銹鋼

27、不銹鋼保護管保護管 2 鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶 鎧裝熱電偶：金屬套管、絕緣材料和熱電極鎧裝熱電偶：金屬套管、絕緣材料和熱電極三者一體三者一體四四 熱電偶的構(gòu)造熱電偶的構(gòu)造優(yōu)點：優(yōu)點：1）動態(tài)響應(yīng)快；）動態(tài)響應(yīng)快；2）機械強度高，撓性好，耐高壓、強）機械強度高，撓性好，耐高壓、強烈震動和沖擊；烈震動和沖擊；3）能解決能解決微小、狹窄場合的測溫問題微小、狹窄場合的測溫問題，且具有抗震、可彎曲、超長等優(yōu)點。且具有抗震、可彎曲、超長等優(yōu)點。鎧裝型熱電偶外形法蘭鎧裝型熱電偶可鎧裝型熱電偶可 長達上百米長達上百米薄壁金屬薄壁金屬 保護套管保護套管（鎧體）（鎧體） BA絕緣絕緣 材料材料鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電

28、偶橫截面橫截面3 3 薄膜熱電偶薄膜熱電偶 由兩種金屬薄膜連接而成。由兩種金屬薄膜連接而成。 1 1）特點：）特點： 微小面積上的溫度測量；動態(tài)響應(yīng)快，可測微小面積上的溫度測量；動態(tài)響應(yīng)快，可測瞬變的表面溫度。瞬變的表面溫度。 2)2)應(yīng)用：應(yīng)用： (1)(1)如將熱電極材料直接蒸鍍到被測表面，可測微秒級變?nèi)鐚犭姌O材料直接蒸鍍到被測表面，可測微秒級變化的溫度?；臏囟取?(2)(2)如制成針狀，針尖為熱端，可測量點的溫度如制成針狀，針尖為熱端，可測量點的溫度四四 熱電偶的構(gòu)造熱電偶的構(gòu)造復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題 1熱電偶為什么要冷端溫度恒定？熱電偶為什么要冷端溫度恒定？ 2. 工業(yè)上使用補償導(dǎo)線

29、的理論依據(jù)和注意工業(yè)上使用補償導(dǎo)線的理論依據(jù)和注意事項事項3熱電偶的三大基本定律是什么，有哪些熱電偶的三大基本定律是什么，有哪些應(yīng)用？應(yīng)用？熱電偶冷端溫度的補償問題熱電偶冷端溫度的補償問題熱電偶的電勢大小不但與熱端溫度有關(guān)，熱電偶的電勢大小不但與熱端溫度有關(guān)，且與冷端溫度有關(guān)，冷端應(yīng)恒定。且與冷端溫度有關(guān)，冷端應(yīng)恒定。通常熱電偶冷端放在距熱端很近的大氣中，通常熱電偶冷端放在距熱端很近的大氣中，受熱端和大氣環(huán)境的影響，有波動受熱端和大氣環(huán)境的影響，有波動為消除冷端溫度變化對測量的影響，可采為消除冷端溫度變化對測量的影響，可采用冷端溫度補償方法用冷端溫度補償方法熱電偶冷端溫度的補償問題熱電偶冷端溫

30、度的補償問題一、計算法一、計算法二、冰點槽法二、冰點槽法三、補償電橋法（冷端補償器）三、補償電橋法（冷端補償器）四、多點冷端溫度補償法四、多點冷端溫度補償法五、晶體管五、晶體管PN結(jié)溫度補償法結(jié)溫度補償法一、計算法一、計算法1.問題提出問題提出 分度的冷端溫度為分度的冷端溫度為0 ，如測溫時熱電偶，如測溫時熱電偶是是t0，不為，不為0 ，不能用測得，不能用測得E(t, t0) 直接直接查分度表求查分度表求t。2 .計算公式計算公式 E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0) 用用E(t,0) 查表求查表求t 。？一、計算法一、計算法用鎳鉻用鎳鉻-鎳硅鎳硅(K(K型型) )熱電偶測溫，熱電偶參

31、比端溫?zé)犭娕紲y溫，熱電偶參比端溫度為度為3030。測得的熱電勢為。測得的熱電勢為28mV28mV，求熱端溫度。，求熱端溫度。mVE203. 1)0 ,30(mVTE28)30,(mVmVmVTE203.29203. 128)0 ,(反查K分度表 T=701.5習(xí)題習(xí)題試填滿下面的空格：試填滿下面的空格：熱電偶分度號熱電偶分度號 熱端溫度熱端溫度 冷端溫度冷端溫度 熱電勢熱電勢 （0C) （0C) (mV) S 1300 0 B 1400 8.913 K 30 34.110 T -140 -6.455 E 805 35 J 555 15二、冰點槽法二、冰點槽法 冷端放入一個溫度恒為冷端放入一個溫度恒為0的冰點槽中的冰點槽中舉例舉例1. 將水與冰屑混合放入保溫瓶，在瓶蓋上插將水與冰屑混合放入保溫瓶，在瓶蓋上插入盛變壓器油的試管，熱電偶的冷端插入到試入盛變壓器油的試管，熱電偶的冷端插入到試管中。管中。三、補償電橋法（冷端補償器）三、補償電橋法（冷端補償器）原理：冷端波動熱電勢由不平衡電橋的輸出補償。原理：冷端波動熱電勢由不平衡電橋的輸出補償。具體方法具體方法: :1 1） 設(shè)計不平衡電橋設(shè)計不平衡電橋, ,電橋與熱電偶冷端溫度相同。橋電橋與熱電偶冷端溫度相同