溫度(復習思考)

1、1、熱電偶的測溫原理是什么？熱電偶產(chǎn)生熱電勢的條件是什么？答：把兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路，如果將它們的兩個接點分別置于不同的溫度，則在該回路中會產(chǎn)生電勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應。產(chǎn)生的電勢通稱熱電勢（溫差電勢、接觸電勢）。熱電偶測溫的基本原理就是基于熱電效應。 產(chǎn)生熱電勢的條件：兩熱電極材料相異；兩接點溫度相異。練習練習1 溫度部分練習解答溫度部分練習解答2、補償導線的作用是什么？使用補償導線應注意哪些問題？答：將熱電偶的冷端延伸，使冷端遠離工作端，使熱電偶冷端溫度保持恒定。補償導線必須與熱電偶配套； 補償導線兩種材料也有正負電極之分，與熱電偶連接時應注意正、負極性； 補償導線與熱電

2、偶連接的兩個接點必須同溫； 補償導線只能在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)（與熱電偶的熱電勢相等或相近）使用。練習練習1 溫度部分練習解答溫度部分練習解答3、用分度號為K的鎳鉻-鎳硅熱電偶測溫，在沒采取冷端溫度補償?shù)那闆r下，顯示儀表指示值為500，而這時冷端溫度為60，試問：實際溫度應為多少？如果熱電偶熱端溫度不變，設法使冷端溫度保持在20，此時顯示儀表的指示值應為多少？解：設實際溫度應為t ，則： E（500,0)=E(t,60)E(t,60)=E(500,0)+E(60,0)=23.08(mV) t=557 （）設冷端溫度20時，儀表示值為t ，則：E（t,0)=E(t,20)=E(557,0)-E(20

3、,0)=22.782(mV) t=550.2（ ）練習練習1 溫度部分練習解答溫度部分練習解答4、某廠用線性熱電特性的熱電偶測溫，未用補償導線，接線如圖，問：1）、若接無冷端補償?shù)膬x表，當不加電勢時，儀表顯示為0C，則在圖示情況下儀表應指示多少C？2）、若接帶冷端補償?shù)膬x表，其它條件不變，儀表又應指示多少C？解：1)設指示溫度為t ，則： E（t,0)=E(500,18)，因為線性特性所以：t=500-18=482 （）2)設儀表示值為t ，則： E（t,0)=E(500,18)+E（20,0），因為線性特性所以：t=500-18+20=502（）500c18c25c20c練習練習1 溫度部分

4、練習解答溫度部分練習解答例1：用兩只K分度熱電偶（熱電極為A、B）配用對應的補償導線A、B組成圖示測溫差線路。已知T1=420C，t0=30C，測得溫差電勢為15.24mV.后來發(fā)現(xiàn)處于T1 溫度下的熱電偶錯用E分度熱偶,其它正確.求真實溫差?EE(420,30)= 31.23 mV,取兩位小數(shù)T1T2t0t0ABBACD練習練習1 溫度部分練習解答溫度部分練習解答解:ET=EE(420,30)-EK(T2,30) =31.23-EK(T2,0)+EK(30, 0) =31.23-EK(T2,0)+1.20=15.24 所以: EK(T2,0)=17.19(mV) T2419(C) 真實溫差:

5、T1- T2=1C練習練習1 溫度部分練習解答溫度部分練習解答例2：如圖，分度K熱電偶誤用了分度E的補償導線，但極性連接正確，表的指示為650C（儀表帶冷端補償），被測溫度實際為多少？已知t0=40C， t0=20C。tt0KEt0EE（40，0）=2.419EE（20，0）=1.192解：EK（650，20）= EK （t,40）+EE(40,20)EE(40,20)= EE(40,0)- EE(20,0)=1.227(mV)EK（650，20）= EK（650，0）- EK（20，0）=26.227 (mV) EK （t,40）= EK（650，20）-EE(40,20)=25 (mV)

6、EK （t,0）= EK （t,40）+ EK （40,0）=26.612 (mV) 實際溫度:640.2C例3：如圖，某人將K型熱電偶補償導線極性接反，當爐溫控于800C時，已知t0=50C， t0=40C。問測量結(jié)果和實際溫度相差多少?解：正確連接:EK（800，40）= EK （800, 0）-EK(40,0)=31.663 (mV) 查表得應顯示溫度為:760.8C接反,則實際電勢為:E= EK（800，50）- EK（50，40）=EK （800,0）-EK（50，0）-EK(50,0)- EK(40,0) =30.841 (mV) 測量顯示:741C。和實際溫度相差：-19.8Ct

7、t0Kt0ABAB練習練習1 溫度部分練習解答溫度部分練習解答例4：用K分度的熱電偶和與其匹配的補償導線測溫。但在接線時把補償導線極性接反了，則儀表的指示值如何變化？解：正確連接:E=EAB（t,t0)= EAB（t,0)- EAB（ t0,0) 接反，則：E= EAB（t,t0)- EAB（ t0, t0) = EAB（t,0)-EAB（ t0 ,0)-EAB（ t0, 0)+EAB（ t0,0)在0-100C內(nèi)補償導線與匹配的熱偶特性相同，所以：E=E-E=-2 EAB（ t0 ,0)+2 EAB（ t0,0)討論： t0 t0，則E 為負，示值偏?。籺0 B表示值；A表示值=B表示值；A

8、表示值B表示值。300C30C銅30C銅A300C60C30C補償導線B補償導線答：A表示值=B表示值。因A表銅導線兩端溫度相同，所以E入A=E(300,30 )；而B表用補償導線，則電偶的熱電勢只與熱端與冷端溫度有關(guān)，與中間溫度無關(guān)，所以E入B=E(300,30 )。 熱電偶的實用定律熱電偶的實用定律（1 1）均質(zhì)導體定律）均質(zhì)導體定律 由一種由一種均質(zhì)均質(zhì)材料構(gòu)成的熱電偶，不論導體的幾何形材料構(gòu)成的熱電偶，不論導體的幾何形狀、尺寸大小和沿導體溫度分布如何，均不能產(chǎn)生熱狀、尺寸大小和沿導體溫度分布如何，均不能產(chǎn)生熱電勢。電勢。表明：表明：2.2 2.2 熱電偶測溫技術(shù)熱電偶測溫技術(shù) 1 1）

9、兩種不同性質(zhì)的材料才能組成熱電偶，且兩兩種不同性質(zhì)的材料才能組成熱電偶，且兩接點溫度不同。接點溫度不同。 2 2）檢查熱電極材料均勻性的一種方法：由一種檢查熱電極材料均勻性的一種方法：由一種材料組成的閉合回路存在溫差時，回路有熱電勢，說材料組成的閉合回路存在溫差時，回路有熱電勢，說明該材料是不均勻的。明該材料是不均勻的。（2 2）中間導體定律）中間導體定律 在熱電偶回路的任何地方插入第三種均質(zhì)導體，只在熱電偶回路的任何地方插入第三種均質(zhì)導體，只要保證插入的第三種導體兩端溫度相同，則插入第三種要保證插入的第三種導體兩端溫度相同，則插入第三種導體后，不影響熱電偶回路的總電勢。導體后，不影響熱電偶回

10、路的總電勢。 2.2 2.2 熱電偶測溫技術(shù)熱電偶測溫技術(shù)作用：作用： 1 1）為在熱電偶回路中連接儀表、連接導線等提供理為在熱電偶回路中連接儀表、連接導線等提供理論依據(jù)。即只要保證連接導線、儀表等接入時兩端溫度論依據(jù)。即只要保證連接導線、儀表等接入時兩端溫度相同，則不影響回路熱電勢。相同，則不影響回路熱電勢。 2 2）為制造和選用不同材料的熱電偶奠定了理論基礎。為制造和選用不同材料的熱電偶奠定了理論基礎。 參考電極定律：參考電極定律：用同一參考電極（鉑）與各種不同材用同一參考電極（鉑）與各種不同材料組成熱電偶，測試其熱電特性，然后再利用這些特性料組成熱電偶，測試其熱電特性，然后再利用這些特性

11、組成各種配對的熱電偶。組成各種配對的熱電偶。研究、測試熱電偶的通用研究、測試熱電偶的通用方法。方法。 3 3）可采用開路熱電偶，測液態(tài)金屬和金屬壁面溫度?？刹捎瞄_路熱電偶，測液態(tài)金屬和金屬壁面溫度。2.2 2.2 熱電偶測溫技術(shù)熱電偶測溫技術(shù)3 3、連接導體和中間溫度定律、連接導體和中間溫度定律 在熱電偶回路中，若在熱電偶回路中，若熱電極熱電極A A、B B分別與導體分別與導體AA、BB相連，接點溫度分別為相連，接點溫度分別為T T，T Tn n和和T T0 0時，則回路時，則回路總電勢為熱電偶的熱電勢總電勢為熱電偶的熱電勢E EABAB（T T，T Tn n）與連接導體熱電）與連接導體熱電勢

12、勢E EABAB（T Tn n，T T0 0）的代數(shù)和）的代數(shù)和連接導體定律。連接導體定律。E EABAB（T T，T T0 0）= = E EABAB（T T，T Tn n）+ E+ EABAB（T Tn n，T T0 0 ）（）（2.92.9） 2.2 2.2 熱電偶測溫技術(shù)熱電偶測溫技術(shù)當當A與與A、B與與B材料分別相同，所處材料分別相同，所處溫度仍為溫度仍為T T，T Tn n和和T T0 0時，其總電勢為：時，其總電勢為：這就是這就是中間溫度定律，中間溫度定律，TnTn稱中間溫度。稱中間溫度。E EABAB（T T，T T0 0）= = E EABAB（T T，T Tn n）+ E+

13、 EABAB（T Tn n，T T0 0 ）（）（2.102.10） TTnT0ABAB2.2 2.2 熱電偶測溫技術(shù)熱電偶測溫技術(shù)中間溫度定律常用的形式有：中間溫度定律常用的形式有： E EABAB（T T，0 0）= = E EABAB（T T，T T0 0）+ + E EABAB（T T0 0，0 0） （2.112.11）E EABAB（T T，T T0 0）= = E EABAB（T T，0 0）- - E EABAB（T T0 0，0 0） （2.122.12）作用：作用： 為在熱電偶回路中應用補償導線提供了理論依據(jù)。為在熱電偶回路中應用補償導線提供了理論依據(jù)。 為制定和使用熱電偶

14、分度表奠定了基礎。為制定和使用熱電偶分度表奠定了基礎。 由熱電偶的測溫原理知道，只有當熱電偶的冷端溫度由熱電偶的測溫原理知道，只有當熱電偶的冷端溫度保持不變時，熱電勢才是被測溫度的單值函數(shù)保持不變時，熱電勢才是被測溫度的單值函數(shù)。 具有標準分度熱電偶的熱電勢都是指冷端處在具有標準分度熱電偶的熱電勢都是指冷端處在00時時的電勢值。的電勢值。 因此，因此，要求熱電偶工作時，冷端必須保持在要求熱電偶工作時，冷端必須保持在00， 然然而，而，在實際工作中，由于熱電偶的熱端與冷端離得很近，在實際工作中，由于熱電偶的熱端與冷端離得很近，冷端又暴露在空間，因此冷端溫度受到設備溫度和環(huán)境溫冷端又暴露在空間，因此冷端溫度受到設備溫度和環(huán)境溫度的影響，使冷端溫度偏離度的影響，使冷端溫度偏離00。 為了使用特性分度表對為了使用特性分度表對熱電偶進行標定，實現(xiàn)對溫度的準確測量，必須對冷端溫熱電偶進行標定，實現(xiàn)對溫度的準確測量，必須對冷端溫度的變化所引起的冷端溫度誤差予以補償。度的變化所引起的冷端溫度誤差予以補償。 為什么需要對熱電偶的冷端溫度進行處理？為什么需要對熱電偶的冷端溫度進行處理？2.2 2.2 熱電偶測溫技術(shù)熱電偶測溫技術(shù)常用的常用的處理方法有處理方法有幾種形式：幾種形式：（1 1）補償導線法）補償導線法（2 2）冷端恒溫法）冷端恒溫法 （3 3）計算修正法）計算修