1、熱電偶測溫熱電偶測溫系統(tǒng)系統(tǒng)工業(yè)測控儀表自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院College of Automation and Electrical EngineeringCollege of Automation and Electrical Engineering授課教師：王軼卿2熱電偶測溫系統(tǒng)熱電偶測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)連接導(dǎo)線連接導(dǎo)線測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)冷端延長冷端延長測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)冷端溫度補償冷端溫度補償前沿科技與網(wǎng)絡(luò)拓展閱讀前沿科技與網(wǎng)絡(luò)拓展閱讀3復(fù)習：熱電效應(yīng)復(fù)習：熱電效應(yīng)熱電極熱電極B B熱電極熱電極A A測量端測量端（熱端熱端）自由端自由端（冷端）（冷端） 熱電偶回路的熱

2、熱電偶回路的熱電電勢勢：00( , )( )( )ABABABEt tetet4八八種種工工業(yè)業(yè)用用標標準準熱熱電電偶偶復(fù)習復(fù)習: :標準熱電偶及結(jié)構(gòu)標準熱電偶及結(jié)構(gòu)熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶的結(jié)構(gòu)普通裝配式熱電偶普通裝配式熱電偶鎧裝式熱電偶鎧裝式熱電偶薄膜式熱電偶薄膜式熱電偶隔爆式熱電偶隔爆式熱電偶其它類型熱電偶其它類型熱電偶分度號分度號 名稱名稱 B鉑銠鉑銠3030鉑銠鉑銠6 6R鉑銠鉑銠1313鉑鉑S鉑銠鉑銠1010鉑鉑K鎳鉻鎳鉻鎳鉻鎳鉻 (鋁鋁) E鎳鉻銅鎳鎳鉻銅鎳 (康康 銅銅)N鎳鉻硅鎳鉻硅鎳硅鎳硅T銅銅銅鎳銅鎳(康康 銅銅)J鐵鐵銅鎳銅鎳(康康 銅銅)51tt引入引入CuCu導(dǎo)線、顯示儀

3、表導(dǎo)線、顯示儀表引入補償導(dǎo)線引入補償導(dǎo)線冷端溫度補償冷端溫度補償上一節(jié)：問題導(dǎo)入上一節(jié)：問題導(dǎo)入1t0tt1t0tt冷端冷端補償補償6熱電偶測溫系統(tǒng)熱電偶測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)連接導(dǎo)線連接導(dǎo)線測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)冷端延長冷端延長測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)冷端溫度補償冷端溫度補償前沿科技與網(wǎng)絡(luò)拓展閱讀前沿科技與網(wǎng)絡(luò)拓展閱讀7一、測溫系統(tǒng)一、測溫系統(tǒng)連接導(dǎo)線連接導(dǎo)線引入引入CuCu導(dǎo)線、顯示儀表導(dǎo)線、顯示儀表引入中間導(dǎo)體，熱電偶回路的熱電勢如何變化？引入中間導(dǎo)體，熱電偶回路的熱電勢如何變化？1tt8中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律回路總電勢回路總電勢 在熱電偶回路中接入在熱電偶回路中接入第三種第三種導(dǎo)體，只要其導(dǎo)體，

4、只要其兩端溫度相兩端溫度相等等, ,則該導(dǎo)體的接入對熱電偶回路總熱電勢無影響則該導(dǎo)體的接入對熱電偶回路總熱電勢無影響。11(, )(, )ABCABEt tEt t中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律 意義意義 中間導(dǎo)體中間導(dǎo)體兩端溫度相同兩端溫度相同t tABt t1 1t t1 1C連接導(dǎo)線連接導(dǎo)線顯示儀表顯示儀表( )ABet1( )BCet1( )CAet9熱電偶測溫系統(tǒng)熱電偶測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)連接導(dǎo)線連接導(dǎo)線測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)冷端延長冷端延長測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)冷端溫度補償冷端溫度補償前沿科技與網(wǎng)絡(luò)拓展閱讀前沿科技與網(wǎng)絡(luò)拓展閱讀10二、測溫系統(tǒng)二、測溫系統(tǒng)冷端延長冷端延長目的：目的：將熱電偶的冷

5、端延伸到將熱電偶的冷端延伸到遠離熱源遠離熱源或或環(huán)境溫度恒定環(huán)境溫度恒定的地方。的地方。廉價廉價金屬熱電偶金屬熱電偶貴貴金屬熱電偶金屬熱電偶1tt11測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)冷端延長冷端延長廉價廉價金屬熱電偶金屬熱電偶K型、型、E型型解決方法：解決方法： 直接延長熱電偶的冷端直接延長熱電偶的冷端要要 求：求：100( , , )( , )ABABEt t tEt t？中間溫度定律：中間溫度定律： 0110( , )( , )( , )ABABABEt tEt tEt t1t0tt延伸型補償導(dǎo)線延伸型補償導(dǎo)線12測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)冷端延長冷端延長貴貴金屬熱電偶金屬熱電偶S型、型、R型型A,ABB不影響測量

6、準確度！不影響測量準確度！10100t要要 求：求：1010( , )( , )A BABEt tEt t？100( , , )( , )AA BBABEt t tEt t1t0tt補償型補償導(dǎo)線補償型補償導(dǎo)線解決方法：解決方法：中間溫度定律：中間溫度定律： 13補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線型號型號配用熱電偶配用熱電偶型號型號補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線絕緣層顏色絕緣層顏色正極正極負極負極正極正極負極負極KXKKPX（鎳鉻）（鎳鉻）KNX（鎳硅）（鎳硅）紅紅黑黑EXEEPX（鎳鉻）（鎳鉻）ENX（銅鎳）（銅鎳）紅紅棕棕SCSSPC（銅銅）SNC（銅銅鎳）鎳）紅紅綠綠延伸型延伸型補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線補償型補

7、償型補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線14補償導(dǎo)線外形補償導(dǎo)線外形補償導(dǎo)線使用注意事項：補償導(dǎo)線使用注意事項：應(yīng)應(yīng)與相應(yīng)型號的熱電偶與相應(yīng)型號的熱電偶匹配匹配使用使用正負正負極極不得不得接反接反須須在規(guī)定在規(guī)定溫度范圍溫度范圍內(nèi)內(nèi)使用使用 0100，耐熱用補償耐熱用補償導(dǎo)線可達導(dǎo)線可達200；兩兩結(jié)點結(jié)點溫度溫度必須相同必須相同15熱電偶測溫系統(tǒng)熱電偶測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)連接導(dǎo)線連接導(dǎo)線測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)冷端延長冷端延長測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)冷端溫度補償冷端溫度補償前沿科技與網(wǎng)絡(luò)拓展閱讀前沿科技與網(wǎng)絡(luò)拓展閱讀16三、測溫系統(tǒng)三、測溫系統(tǒng)冷端溫度補償冷端溫度補償必要性：必要性：產(chǎn)生產(chǎn)生誤差誤差熱電偶熱電偶分度表分度表

8、在實際測溫中，冷端溫度常隨環(huán)境溫度而在實際測溫中，冷端溫度常隨環(huán)境溫度而變化變化！o00tC補償補償熱電偶的冷端損失熱電偶的冷端損失一般情況下一般情況下o00tC條件：條件：冷端冷端t t0 0=0=017供其所需供其所需冷端溫度補償方法冷端溫度補償方法冷端恒溫法冷端恒溫法 冰浴法冰浴法 補償電橋法補償電橋法軟件補償法軟件補償法o00TC冷端溫度補償芯片冷端溫度補償芯片 補償原理補償原理: :181t0tt冷端溫度補償原理冷端溫度補償原理00( ,0)( , )( ,0)ABABABEtEt tEt熱電偶回路總電勢：熱電偶回路總電勢：0( , )ABEt t( ,0)ABEt補償前：補償前：補

9、償后：補償后：1t0tt冷端冷端補償補償19冷端溫度補償原理冷端溫度補償原理Q Q：冷端溫度：冷端溫度t t0 0如何得到？如何得到？A A：冷端處于室溫：冷端處于室溫，溫度變動范圍不大，溫度變動范圍不大價格低廉價格低廉使用簡單使用簡單可采用可采用銅電阻銅電阻測量測量供其所需：供其所需：0( ,0)ABEt20補償電橋法補償電橋法 0( ,0)abABUEt00 t ，0abU00t ，0( , )ABabUEt tU回路總電勢：回路總電勢：t1t0ta ab b( ,0)ABEt0( ,0)abABUEt21補償電橋法補償電橋法 22補償電橋法補償電橋法 t1t0ta ab b注意：注意：a

10、 不同型號的熱電偶要配用不同的補償電橋！不同型號的熱電偶要配用不同的補償電橋！b 補償電橋在一定的溫度范圍內(nèi)有效。補償電橋在一定的溫度范圍內(nèi)有效。c 補償電橋的電源極性不能接反。補償電橋的電源極性不能接反。23冷端溫度補償芯片冷端溫度補償芯片 MAX6675MAX6675：K K型型熱電偶熱電偶專用專用冷端溫度補償芯片冷端溫度補償芯片0( ,0)ABEt24測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)連接導(dǎo)線連接導(dǎo)線測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)冷端延長冷端延長測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)冷端溫度補償冷端溫度補償1t0tt冷端冷端補償補償本節(jié)內(nèi)容回顧本節(jié)內(nèi)容回顧25熱電熱電偶溫溫度檢測檢測系統(tǒng)統(tǒng)26熱電偶測溫應(yīng)用實例（熱電偶測溫應(yīng)用實例（1 1）

11、測測量量流流體體溫溫度度測測量量煙煙道道溫溫度度測量電動機外殼溫度測量電動機外殼溫度測量元件表面溫度測量元件表面溫度27熱熱電電偶偶測測量量熔熔融融金金屬屬溫溫度度熱電偶測溫應(yīng)用實例（熱電偶測溫應(yīng)用實例（2 2）28用用兩根熱電偶兩根熱電偶測量水泵的效率測量水泵的效率熱電偶測溫應(yīng)用實例（熱電偶測溫應(yīng)用實例（3 3）29熱電偶測溫拓展思考熱電偶測溫拓展思考Q1Q1：微小微小的溫度變化或的溫度變化或微弱微弱輻射能，如何測量？輻射能，如何測量？Q2Q2：大型管道或設(shè)備的：大型管道或設(shè)備的平均溫度平均溫度，如何測量？，如何測量？Q3Q3：設(shè)備的上、下部：設(shè)備的上、下部溫差溫差，如何測量？，如何測量？提示：提示：同型號熱電偶同型號熱電偶串、并串、并聯(lián)使用！聯(lián)使用！30熱電偶的串并聯(lián)使用熱電偶的串并聯(lián)使用 正向串聯(lián)正向串聯(lián)反向串聯(lián)反向串聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)優(yōu)點優(yōu)點 缺點缺點 應(yīng)用應(yīng)用 注意事項注意事項 31熱電偶測溫系統(tǒng)熱電偶測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)連接