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1、热电偶传感器 热电偶工作原理热电现象 两种不同材料导线在连接处形成节 如将这两个节分别置于不同的温度下 T0和T1 便会在回路中形成电流 热电势分为接触电势和温差电势接触电势 不同材料电子浓度不同 在节点处发生扩散导致电势设 导体A B的电子浓度分别为NA NB 则 其中 K为波尔兹曼常数T为结点所处温度若NA NB 则eAB T 0 反之亦然 故 电子浓度高的材料电位高 温差电势 同一种金属导体 由于二头的温度不同 电子从高温段向低温段扩散 高温处带正电 A与T0 T有关 汤姆逊系数 表示导体两端单位温度差时产生的电势 若T T0 则eAB T 0 反之亦然 T0 热电偶传感器 接触电势与温
2、差电势的性质回路总电势讨论 热电偶的材料相同时 EAB T T0 0 热电偶的两个节点所处的温度相同时 EAB T T0 0所以形成热电势的两个必要条件 两种导体的材料不同 节点所处的温度不同 热电偶传感器 热电偶基本定律 均质导体定律 热电偶必须由两种不同性质的均质材料构成 中间导体定律 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 即热电偶接过渡 中间 导体 传感器引出 时 总回路电势不变 测量引线 中间温度定律 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
3、度t tc和tc t0时的热电势 温度补偿 常用热电偶铂铹 铂热电偶 特点 精度高 1300 C镍铬 镍硅热电偶 特点 线性好 50 1300 C 价格低镍铬 铐铜热电偶 特点 灵敏度高 常温测量 50 500 C 价格低钨铼10 钨铼20热电偶 特点 精度高 测高温 2000 C 成本高 热电偶传感器 热电偶的温度补偿标准测量时 T 0 C 但实际应用时较难实现 常用方法为电位补偿法 补偿电路置于变化的温度环境 tn 中 调整R使E tn to UA 一般t0 0 C Rt为正温度系数电阻 当tn UA 以补偿U t tn 的下降 热电阻传感器 原理 导体的 随温度T变化 特点 灵敏度低 精度高 宜用于常温和低温测量 对导体材料的要求 理化性能稳定 随T的变化大 线性好 常用 铂 铜 半导体热敏电阻传感器 特点 灵敏度高 A系数是金属的10 100倍 响应速度快 非线性大 互换性 稳定性差分类 负温度系数 正温度系数 常用于温度补偿电路中 集成温度传感器 半导体PN结电压随温度变化
