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熱電式傳感器在工業(yè)生產(chǎn)中,溫度通常是測(cè)量和控制的重要參數(shù)之一。熱電式傳感器:將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的元件。
何種電量?前言以將溫度轉(zhuǎn)換成電動(dòng)勢(shì)或電阻的方法最為常見將溫度變化轉(zhuǎn)換為電動(dòng)勢(shì)變化:熱電偶將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化:熱電阻、熱敏電阻熱電效應(yīng)熱電偶測(cè)溫原理1821年,西拜克(See-back)發(fā)現(xiàn),兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接在一起,當(dāng)兩端溫度不一樣時(shí)會(huì)出現(xiàn)一種現(xiàn)象。熱電效應(yīng):兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組合成閉合回路,若導(dǎo)體A和B的連接處溫度不同(設(shè)t>t0),則在此閉合回路中就有電流產(chǎn)生,也就是說回路中有電動(dòng)勢(shì)存在,這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)(又稱西拜克效應(yīng))。熱電偶原理圖tt0AB熱端冷端基本概念熱電勢(shì)熱電偶(A&B)熱電極(A、B)熱端(測(cè)量端或工作端)冷端(參考端或自由端)熱電偶熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶結(jié)構(gòu)與種類兩種導(dǎo)體接觸電動(dòng)勢(shì)熱電偶+ABnA>nBEAB(t)-EAB(t)——導(dǎo)體A、B結(jié)點(diǎn)在溫度t時(shí)形成的接觸電動(dòng)勢(shì);e——單位電荷,e=1.6×10-19C;
k——波爾茲曼常數(shù),k=1.38×10-23J/K
;nA、nB
——導(dǎo)體A、B在某溫度(例如t)時(shí)的電子密度。接觸電動(dòng)勢(shì)的大小與溫度高低及導(dǎo)體中的電子密度有關(guān)。熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電勢(shì)包含接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)單一導(dǎo)體溫差電動(dòng)勢(shì)熱電偶機(jī)理:高溫端的電子能量要比低溫端的電子能量大,從高溫端跑到低溫端的電子數(shù)比從低溫端跑到高溫端的要多,結(jié)果高溫端因失去電子而帶正電,低溫端因獲得多余的電子而帶負(fù)電,在導(dǎo)體兩端便形成溫差電動(dòng)勢(shì)。AEA(t,to)tot熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶回路總電動(dòng)勢(shì)熱電偶t0tEAB(t)EAB(t0)EA(t,t0)EB(t,t0)ABEAB(t,t0)=EAB(t)+EB(t,t0)-EAB(t0)-EA(t,t0)實(shí)際可忽略溫差電動(dòng)勢(shì),熱電偶的熱電勢(shì)可表示為:熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶回路總電動(dòng)勢(shì)熱電偶t0tEAB(t)EAB(t0)EA(t,t0)EB(t,t0)AB影響因素取決于材料和接點(diǎn)溫度,與形狀、尺寸等無關(guān)兩熱電極相同時(shí),總電動(dòng)勢(shì)為0兩接點(diǎn)溫度相同時(shí),總電動(dòng)勢(shì)為0對(duì)于已選定的熱電偶,當(dāng)參考端溫度t0恒定時(shí),EAB(t0)=c為常數(shù),則總的熱電動(dòng)勢(shì)就只與溫度t成單值函數(shù)關(guān)系,即可見:只要測(cè)出EAB(t,t0)的大小,就能得到被測(cè)溫度t,這就是利用熱電偶測(cè)溫的原理。熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶回路總電動(dòng)勢(shì)熱電偶熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類不同金屬組成的熱電偶,溫度與熱電動(dòng)勢(shì)之間有不同的函數(shù)關(guān)系,一般通過實(shí)驗(yàn)的方法來確定,并將不同溫度下測(cè)得的結(jié)果列成表格,編制出熱電勢(shì)與溫度的對(duì)照表,即分度表,供查閱使用,每10℃分檔。中間值按內(nèi)插法計(jì)算。熱電偶基本定律熱電偶中間導(dǎo)體定律在熱電偶測(cè)溫回路內(nèi),接入第三種導(dǎo)體時(shí),只要第三種導(dǎo)體的兩端溫度相同,則對(duì)回路的總熱電勢(shì)沒有影響。應(yīng)用:利用熱電偶進(jìn)行測(cè)溫,必須在回路中引入連接導(dǎo)線和儀表,接入導(dǎo)線和儀表后不會(huì)影響回路中的熱電勢(shì)。熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶基本定律熱電偶中間導(dǎo)體定律熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶基本定律熱電偶中間溫度定律EAB(t1,t3)=EAB(t1,t2)+EAB(t2,t3)BBA
t2
t1
t3
AAB如果不同的兩種導(dǎo)體材料組成熱電偶回路,其接點(diǎn)溫度分別為t1、t2(如圖所示)時(shí),則其熱電勢(shì)為EAB(t1,t2);當(dāng)接點(diǎn)溫度為T2、T3時(shí),其熱電勢(shì)為EAB(t2,t3);當(dāng)接點(diǎn)溫度為t1、t3時(shí),其熱電勢(shì)為EAB(t1,t3),則熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶基本定律熱電偶中間溫度定律對(duì)于冷端溫度不是零度時(shí),熱電偶如何使用分度表的問題提供了依據(jù)。如當(dāng)t2=0℃時(shí),則:EAB(t1,t3)=EAB(t1,0)+EAB(0,t3)=EAB(t1,0)-EAB(t3,0)=EAB(t1))-EAB(t3)
說明:當(dāng)在原來熱電偶回路中分別引入與導(dǎo)體材料A、B同樣熱電特性的材料A′、B′(如圖)即引入所謂補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí),當(dāng)EAA'(t2)=EBB'(t2)時(shí),則回路總電動(dòng)勢(shì)為EAB=EAB(t1)–EAB(t0)ABt1t2t2A'B't0t0熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線接線圖E熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶基本定律標(biāo)準(zhǔn)電極定律通常選用高純鉑絲作標(biāo)準(zhǔn)電極只要測(cè)得它與各種金屬組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì),則各種金屬間相互組合成熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)就可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極定律計(jì)算出來。
熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶熱電偶基本定律例題解:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極定律結(jié)論公式,有EAB(t,t0)=EAC(t,t0)-
EBC(t,t0)依題意可知,EAC(t,t0)=13.967mV;EBC(t,t0)=8.345mV則EAB(t,t0)=13.967mV-8.345mV=5.622mV因此,在此特定條件下材料A與材料B配對(duì)后的熱電勢(shì)為5.622mV。已知在某特定條件下材料A與鉑配對(duì)的熱電動(dòng)勢(shì)為13.967mV,材料B與鉑配對(duì)的熱電動(dòng)勢(shì)為8.345mV,求出在此特定條件下材料A與材料B配對(duì)后的熱電勢(shì)。熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶結(jié)構(gòu)與種類為了適應(yīng)不同生產(chǎn)對(duì)象的測(cè)溫要求和條件,熱電偶的結(jié)構(gòu)形式有:普通型熱電偶特殊熱電偶-鎧裝型熱電偶-薄膜熱電偶等。普通型熱電偶熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶結(jié)構(gòu)與種類為了適應(yīng)特殊環(huán)境下使用鎧裝型熱電偶優(yōu)點(diǎn):測(cè)溫端熱容量小,動(dòng)態(tài)響應(yīng)快;機(jī)械強(qiáng)度高,撓性好,可安裝在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置上。薄膜熱電偶特點(diǎn):熱接點(diǎn)可以做得很小(μm),具有熱容量小、反應(yīng)速度快(μs)等特點(diǎn),適用于微小面積上的表面溫度以及快速變化的動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量。熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶熱電極材料的選擇熱電偶結(jié)構(gòu)與種類理論上,任何兩種不同材料的導(dǎo)體都可以組成熱電偶。但實(shí)際應(yīng)用中,電極材料一般應(yīng)具備以下條件:性能穩(wěn)定溫度測(cè)量范圍廣物理化學(xué)性能穩(wěn)定導(dǎo)電率要高,并且電阻溫度系數(shù)要小材料的機(jī)械強(qiáng)度要高,復(fù)制性好、復(fù)制工藝簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶熱電偶的種類熱電偶結(jié)構(gòu)與種類工程用熱電偶材料應(yīng)滿足條件:熱電勢(shì)變化盡量大,熱電勢(shì)與溫度關(guān)系盡量接近線性關(guān)系,物理、化學(xué)性能穩(wěn)定,易加工,復(fù)現(xiàn)性好,便于成批生產(chǎn),有良好的互換性。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)向世界各國(guó)推薦8種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶(已列入工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化文件中,具有統(tǒng)一的分度表)。熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶熱電偶的種類熱電偶名稱正熱電極負(fù)熱電極分度號(hào)測(cè)溫范圍特點(diǎn)鉑銠30-鉑銠6鉑銠30鉑銠6B0~+1700℃(超高溫)適用于氧化性氣氛中測(cè)溫,測(cè)溫上限高,穩(wěn)定性好。在冶金、鋼水等高溫領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。鉑銠10-鉑鉑銠10純鉑S0~+1600℃(超高溫)適用于氧化性、惰性氣氛中測(cè)溫,熱電性能穩(wěn)定,抗氧化性強(qiáng),精度高,但價(jià)格貴、熱電動(dòng)勢(shì)較小。常用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶或用于高溫測(cè)量。鎳鉻-鎳硅鎳鉻合金鎳硅K-200~+1200℃(高溫)適用于氧化和中性氣氛中測(cè)溫,測(cè)溫范圍很寬、熱電動(dòng)勢(shì)與溫度關(guān)系近似線性、熱電動(dòng)勢(shì)大、價(jià)格低。穩(wěn)定性不如B、S型熱電偶,但是非貴金屬熱電偶中性能最穩(wěn)定的一種。鎳鉻-康銅鎳鉻合金銅鎳合金E-200~+900℃(中溫)適用于還原性或惰性氣氛中測(cè)溫,熱電動(dòng)勢(shì)較其他熱電偶大,穩(wěn)定性好,靈敏度高,價(jià)格低。鐵-康銅鐵銅鎳合金J-200~+750℃(中溫)適用于還原性氣氛中測(cè)溫,價(jià)格低,熱電動(dòng)勢(shì)較大,僅次于E型熱電偶。缺點(diǎn)是鐵極易氧化。銅-康銅銅銅鎳合金T-200~+350℃(低溫)適用于還原性氣氛中測(cè)溫,精度高,價(jià)格低。在-200~0℃可制成標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。缺點(diǎn)是銅極易氧化。我國(guó)已采用IEC標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)熱電偶,并按標(biāo)準(zhǔn)分度表生產(chǎn)與之相配的顯示儀表。熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線法熱電偶一般做得較短,一般為350~2000mm。在實(shí)際測(cè)溫時(shí),需要把熱電偶輸出的電勢(shì)信號(hào)傳輸?shù)竭h(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)數(shù)十米遠(yuǎn)的控制室里的顯示儀表或控制儀表,這樣,冷端溫度t0比較穩(wěn)定。解決辦法:工程中采用一種補(bǔ)償導(dǎo)線。在0~100℃溫度范圍內(nèi),要求補(bǔ)償導(dǎo)線和所配熱電偶具有相同的熱電特性。
熱電偶類型補(bǔ)償導(dǎo)線類型補(bǔ)償導(dǎo)線正極負(fù)極鉑銠10-鉑銅-銅鎳合金銅銅鎳合金(鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%)鎳鉻-鎳硅I型:鎳鉻-鎳硅鎳鉻鎳硅鎳鉻-鎳硅II型:銅-康銅銅康銅鎳鉻-康銅鎳鉻-康銅鎳鉻康銅鐵-康銅鐵-康銅鐵康銅銅-康銅銅-康銅銅康銅熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶冷端恒溫法mVABA’B’tCC’儀表銅導(dǎo)線試管補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶冰點(diǎn)槽冰水溶液t0在實(shí)驗(yàn)室及精密測(cè)量中,通常把冷端放入0℃恒溫器或裝滿冰水混合物的容器中,以便冷端溫度保持0℃。這是一種理想的補(bǔ)償方法,但工業(yè)中使用極為不便。熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶冷端溫度校正法當(dāng)冷端溫度t0不等于0℃,需要對(duì)熱電偶回路的測(cè)量電勢(shì)值EAB(t,t0)加以修正。當(dāng)工作端溫度為t時(shí),分度表可查EAB(t,0)與EAB(t0,0)。根據(jù)中間溫度定律得到:EAB(t,0)=EAB(t,t0)+EAB(t0,0)例子:用鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)量加熱爐溫度。已知冷端溫度t0=30℃,測(cè)得熱電勢(shì)EAB(t,t0)為33.29mV,求加熱爐溫度。解:查鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表得EAB(30,0)=1.203mV。可得EAB(t,0)=EAB(t,t0)+EAB(t0,0)=33.29+1.203=34.493mV由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表插值得t=829.8℃。熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶自動(dòng)補(bǔ)償法(電橋補(bǔ)償法)Uab冷端補(bǔ)償器
mVEAB(t,t0)t0t0tAB++-abURCuR1R2R3R利用不平衡電橋產(chǎn)生熱電勢(shì)補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢(shì)的變化值。不平衡電橋由R1、R2、R3(錳銅絲繞制)、RCu(銅絲繞制)四個(gè)橋臂和橋路電源組成。設(shè)計(jì)時(shí),在0℃下使電橋平衡(R1=R2=R3=RCu),此時(shí)Uab=0,電橋?qū)x表讀數(shù)無影響。熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶軟件補(bǔ)償法熱電偶冷端溫度補(bǔ)償冷端溫度恒定t0:但t0不為0℃時(shí),只需在采樣后加一個(gè)與冷端溫度對(duì)應(yīng)的常數(shù)即可。冷端溫度t0波動(dòng):可利用熱敏電阻或其它傳感器把t0信號(hào)輸入計(jì)算機(jī),按照運(yùn)算公式設(shè)計(jì)一些程序,便能自動(dòng)修正。后一種情況必須考慮輸入的采樣通道中除了熱電動(dòng)勢(shì)之外還應(yīng)該有冷端溫度信號(hào),如果多個(gè)熱電偶的冷端溫度不相同,還要分別采樣,若占用的通道數(shù)太多,宜利用補(bǔ)償導(dǎo)線把所有的冷端接到同一溫度處,只用一個(gè)冷端溫度傳感器和一個(gè)修正t0的輸入通道就可以了。冷端集中,對(duì)于提高多點(diǎn)巡檢的速度也很有利。熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶測(cè)量單點(diǎn)溫度熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間溫度差(反極性串聯(lián))熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶測(cè)量多點(diǎn)的平均溫度(同極性并聯(lián)或串聯(lián))特點(diǎn):當(dāng)有一只熱電偶燒斷時(shí),難以覺察出來。當(dāng)然,它也不會(huì)中斷整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)的工作。優(yōu)點(diǎn):熱電動(dòng)勢(shì)大,儀表的靈敏度大大增加,且避免了熱電偶并聯(lián)線路存在的缺點(diǎn),可立即發(fā)現(xiàn)有斷路。缺點(diǎn):只要有一支熱電偶斷路,整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)將停止工作。熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶同極性串聯(lián)同極性并聯(lián)應(yīng)用一熱電偶結(jié)構(gòu)與種類AD594內(nèi)置放大器及溫度補(bǔ)償電路,如后接A/D轉(zhuǎn)換器,則可構(gòu)成數(shù)字溫度計(jì)。熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)溫原理熱電偶應(yīng)用二熱電偶結(jié)構(gòu)與種類熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶實(shí)用測(cè)溫電路熱電偶的應(yīng)用常用爐溫測(cè)量控制系統(tǒng)如圖所示。毫伏定值器給出給定溫度的相應(yīng)毫伏值,熱電偶的熱電勢(shì)與定值器的毫伏值相比較,若有偏差則表示爐溫偏離給定值,此偏差經(jīng)放大器送入調(diào)節(jié)器,再經(jīng)過晶閘管觸發(fā)器推動(dòng)晶閘管執(zhí)行器來調(diào)整電爐絲的加熱功率,直到偏差被消除,從而實(shí)現(xiàn)控制溫度熱電偶測(cè)溫原理熱電偶熱電阻定義及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介熱電阻常用熱電阻熱電阻測(cè)量電路熱電阻應(yīng)用熱電阻傳感器是利用導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進(jìn)行測(cè)溫的。熱電阻廣泛用來測(cè)量-200~850℃范圍內(nèi)的溫度。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的精確度高,作為實(shí)現(xiàn)國(guó)際溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)儀器。電阻絲采用雙線并繞法繞制在具有一定形狀的云母、石英或陶瓷塑料支架上,支架起支撐和絕緣作用。
熱電阻材料要求簡(jiǎn)介熱電阻常用熱電阻熱電阻測(cè)量電路熱電阻應(yīng)用對(duì)用于制造熱電阻材料的要求:具有盡可能大和穩(wěn)定的電阻溫度系數(shù)和電阻率R-t關(guān)系最好成線性物理化學(xué)性能穩(wěn)定容易加工、價(jià)格盡量便宜等
目前最常用的熱電阻有鉑熱電阻和銅熱電阻。鉑熱電阻簡(jiǎn)介熱電阻常用熱電阻熱電阻測(cè)量電路熱電阻應(yīng)用鉑熱電阻的特點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠,所以在溫度傳感器中得到了廣泛應(yīng)用。按IEC標(biāo)準(zhǔn),鉑熱電阻的使用溫度范圍為-200~850℃。鉑熱電阻的特性方程為:在-200~0℃的溫度范圍內(nèi)Rt=R0[1+At+Bt2+Ct3(t-100)]在0~850℃的溫度范圍內(nèi)Rt=R0(1+At+Bt2)
A=3.97×10-13/℃
B=-5.85×10-7/℃2
C=-4.22×10-12/℃4
在ITS-90中常數(shù)為鉑熱電阻簡(jiǎn)介熱電阻常用熱電阻熱電阻測(cè)量電路熱電阻應(yīng)用-200~0℃:Rt=R0[1+At+Bt2+Ct3(t-100)]0~850℃:Rt=R0(1+At+Bt2)可見:熱電阻在溫度t時(shí)的電阻值與0℃時(shí)的電阻值R0有關(guān)目前我國(guó)規(guī)定工業(yè)用鉑熱電阻有R0=10Ω和R0=100Ω兩種,它們的分度號(hào)分別為Pt10和Pt100,其中以Pt100為常用。鉑熱電阻不同分度號(hào)亦有相應(yīng)分度表,即Rt-t的關(guān)系表,這樣在實(shí)際測(cè)量中,只要測(cè)得熱電阻的阻值Rt,便可從分度表上查出對(duì)應(yīng)的溫度值。鉑熱電阻簡(jiǎn)介熱電阻常用熱電阻熱電阻測(cè)量電路熱電阻應(yīng)用熱電阻分度表,即Rt-t的關(guān)系表銅熱電阻簡(jiǎn)介熱電阻常用熱電阻熱電阻測(cè)量電路熱電阻應(yīng)用在一些測(cè)量精度要求不高且溫度較低的場(chǎng)合,可采用銅熱電阻進(jìn)行測(cè)溫,它的測(cè)量范圍為-50~150℃。銅熱電阻在測(cè)量范圍內(nèi)其電阻值與溫度的關(guān)系幾乎是線性的,可近似地表示為:Rt=R0(1+αt)α=4.28×10-3/℃兩種分度號(hào):Cu50(R0=50Ω)和Cu100(R0=100Ω)。
銅熱電阻簡(jiǎn)介熱電阻常用熱電阻熱電阻測(cè)量電路熱電阻應(yīng)用銅熱電阻的分度表分度號(hào):Cu50溫度/℃0102030405060708090電阻/Ω-050.0047.8545.7043.5541.4039.24050.0052.1445.2856.4258.5660.7062.8464.9867.1269.2610071.4073.5475.6877.8379.9882.13優(yōu)點(diǎn):銅熱電阻的電阻溫度系數(shù)較大、線性性好、價(jià)格便宜。缺點(diǎn):電阻率較低,電阻體的體積較大,熱慣性較大,穩(wěn)定性較差,在100℃以上時(shí)容易氧化,因此只能用于低溫及沒有浸蝕性的介質(zhì)中。熱電阻內(nèi)部引線方式簡(jiǎn)介熱電阻常用熱電阻熱電阻測(cè)量電路熱電阻應(yīng)用用熱電阻傳感器進(jìn)行測(cè)溫時(shí),測(cè)量電路經(jīng)常采用電橋電路。熱電阻與檢測(cè)儀表相隔一段距離,因此熱電阻的引線對(duì)測(cè)量結(jié)果有較大的影響。熱電阻內(nèi)部引線方式有二線制、三線制和四線制三種。熱電阻測(cè)量電路簡(jiǎn)介熱電阻常用熱電阻熱電阻測(cè)量電路熱電阻應(yīng)用兩線制引線方式簡(jiǎn)單、費(fèi)用低,但是引線電阻以及引線電阻的變化會(huì)帶來附加誤差。適于引線不長(zhǎng)、測(cè)溫精度要求較低的場(chǎng)合。三線制用于工業(yè)測(cè)量,一般精度。
四線制實(shí)驗(yàn)室用,高精度測(cè)量。
熱電阻應(yīng)用簡(jiǎn)介熱電阻常用熱電阻熱電阻測(cè)量電路熱電阻應(yīng)用電路調(diào)試用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱代替?zhèn)鞲衅?,在T=0℃,調(diào)節(jié)RP1,使輸出U0=0V;在T=120℃,調(diào)節(jié)RP2,使使輸出U0=2V高精度溫度測(cè)量電路,測(cè)量范圍0-120℃,對(duì)應(yīng)輸出U0為0-2V,可接入單片機(jī)做顯示或控制用。三線制接入電橋
信號(hào)放大
低通濾波
熱敏電阻定義簡(jiǎn)介熱敏電阻熱敏電阻溫度特性熱敏電阻應(yīng)用熱敏電阻是利用半導(dǎo)體(某些金屬氧化物如NiO,MnO2,CuO,TiO2)的電阻值隨溫度顯著變化這一特性制成的一種熱敏元件,其特點(diǎn)是電阻率隨溫度而顯著變化。一般測(cè)溫范圍:-50~+300℃熱敏電阻分類簡(jiǎn)介熱敏電阻熱敏電阻溫度特性熱敏電阻應(yīng)用1.正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)PositiveTemperatureCoefficient
2.負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)NegativeTemperatureCoefficient
3.突變型負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(CTR)
ChopTemperatureResistor熱敏電阻溫度特性簡(jiǎn)介熱敏電阻熱敏電阻溫度特性熱敏電阻應(yīng)用大多數(shù):負(fù)溫度系數(shù)。熱敏電阻在不同值時(shí)的電阻-溫度特性,溫度越高,阻值越小,且有明顯的非線性。NTC熱敏電阻具有很高的負(fù)電阻溫度系數(shù),特別適用于:-100~+300℃之間測(cè)溫。PTC熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大,且有斜率最大的區(qū)域,當(dāng)溫度超過某一數(shù)值時(shí),其電阻值朝正的方向快速變化。其用途主要是彩電消磁、各種電器設(shè)備的過熱保護(hù)等。CTR也具有負(fù)溫度系數(shù),但在某個(gè)溫度范圍內(nèi)電阻值急劇下降,曲線斜率在此區(qū)段特別陡,靈敏度極高。主要用作溫度開關(guān)。各種熱敏電阻的阻值在常溫下很大,不必采用三線
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