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1、 目录 第一章 热电偶测温技术1。1 热电偶工作原理1.2 热电偶材料的分类及其特性1。3 热电偶的基本定律1。4 各种热电偶的测量范围和优缺点 第二章 重要元件介绍 2。1 ICL工作原理 2。2 ICL基本特点 2.3 ICL7107各引脚 2。4 ICL7107引脚功能 2.5 LM324介绍 2.6 LM324引脚图（管脚应用图) 2.7 数码管的外形及功能介绍 2。8 LED数码管的驱动方式 2。9 LED数码管应用领域 第三章 实验过程及数据 3。1 实验过程及数据 附录第一章 热电偶测温技术1.1 热电偶的工作原理 热电偶的工作原理是：两种不同成分的导体(称为热电偶丝材或热电极）
2、两端经过焊接、形成回路，直接测温端叫测量端，接线端子端叫参比端。当测量端和参比端存在温差时，就会在回路中产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势，热电偶就是利用这种原理进行温度测量的；冷端与显示仪表或配套仪表连接，仪表上显示出热电偶所产生的热电动势的对应温度值。 热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势,应注意如下几个问题： 1:热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数;2 ：热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成份和
3、两端的温差有关； 3：当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流，这种现象称为热电效应.热电偶就是利用这一效应来工作的.1。2热电偶材料的分类及其特性 热电偶材料的要求根据热电偶作用和原理是有要求的。1 物理化学性能稳定 在物理性能方面,例如高温不产生再结晶或是蒸发现象。因为再结晶会引起热电势的变化蒸发除了会使热电极
4、直径变细折断外，还会使热电极之间相互污染，致使热电势发生变化。在化学性能方面，例如要求在测温范围内其抗氧化和抗还原性能好，不受化学腐蚀。因为如果易受氧化或还原气氛影响则会使热电极变质，引起热电势的变化.受氧化后的热电极还会变细、变脆、容易折断。2 测温温度范围宽 在选择作热电偶材料时，最好选熔点高、饱和蒸汽压力低的金属或合金。这样的热电偶不仅测量温度高,而且测温范围宽。3 热电性能好 这里讲的热电性能有四方面.一是热电势与温度关系要成简单的函数关系，最好是线性关系.这样可使显示仪表的刻度线性化,提高精度。二是微分电势大，提高测量灵敏度.三是稳定性好，即是在测量范围内经长期使用后热电势不产生变化
5、或在规定的范围内变化。四是复现性好,即用同样成分和工艺制造的热电偶其热电势均应符合分度表的规定数值，这样便于大批量生产，利于互换。 4电阻系数要小 如果热电极的电阻温度系数太大的话,则在不同温度下热电偶本身的电阻值变化很大,这将会对某些显示仪表或变送器造成较大的附加误差。用于低温测量的热电偶还要求有较小的导热率，以减小热导误差。5有良好的机械加工性能 绝大多数热电偶是用金属合金制成的,要经过熔炼和机械加工等程序。因此要求他有良好的机械加工性能.例如铠装热电偶,它是由金属保护管、绝缘材料和热电极三者组合后经旋锻拉拨而成，其热电极最小可达0。1mm。若没有良好的机械性能，就很难做得到.还有一些要求
6、反应时间快的普通热电偶,要求热电极的直径也很小;测量低温的热电偶,为了减少热传导误差也要求用较细直径的热电偶.文档为个人收集整理，来源于网络文档为个人收集整理，来源于网络 6 价格便宜并尽量少用稀贵金属。 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶中国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T
7、七种标准化热电偶为中国统一设计型热电偶. 以下的表格主要描述了各种不同的热电偶分度号的属性及标准参数,比如长期稳定温度范围，短期温度范围，误差等级情况,颜色表，热端温度表现等等。例如，一个允差范围是0。0025T 的热电偶在1000摄氏度将有 2。5 C的误差. 热电偶各种分度号标准参数比较 常用热电偶材料正极 负极S铂铑合金（铑含量10 ） 纯铂 0-1400R 铂铑合金(铑含量13 %） 纯铂 01400B 铂铑合金(铑含量30) 铂铑合金(铑含量6% ） 0-1400K镍铬镍硅 -200+1000T 纯铜 铜镍 200+300J 铁 铜镍 -200+600N 镍铬硅镍硅 -200+120
8、0E 镍铬 铜镍 200+700热电偶的种类：装配热电偶，铠装热电偶,端面热电偶，压簧固定热电偶,高温热电偶，铂铑热电偶，防腐热电偶,耐磨热电偶，高压热电偶，特殊热电偶，手持式热电偶，微型热电偶，贵金属热电偶，快速热电偶，钨铼热电偶，单芯铠装热电偶等等。本文为互联网收集，请勿用作商业用途文档为个人收集整理，来源于网络类别热电偶类别代号分度号测温范围允许偏差限铂铑30铂铑6WRRB018000.25%t铂铑10铂WRPS016000.25%t镍铬镍硅WRNK013000.75t镍铬康铜WREE08000.75t铂铑13铂WRBR0-16000.25t热电偶公称压力：一般是指在工作温度下保护管所能
9、承受的静态外压而破裂。热电偶最小插入深度：应不小于其保护套管外径的810倍（特列产品例外）绝缘电阻：当周围空气温度为1535，相对湿度80时绝缘电阻5兆欧（电压100V)。具有防溅式接线盒的热电偶，当相对温度为933时,绝缘电阻0.5兆欧（电压100V）高温下的绝缘电阻，热电偶在高温下，其热电极（包括双支式）与保护管以及双支热电极之间的绝缘电阻（按每米计）应大于下表规定的值。个人收集整理，勿做商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途1.3热电偶的基本定律1,均质导体定律 由同一种均质材料（导体或半导体）两端焊接组成闭合回路，无论导体截面如何以及温度如何分布，将不产生接触电势，温差电势相抵消，
10、回路中总电势为零.可见，热电偶必须由两种不同的均质导体或半导体构成。若热电极材料不均匀，由于温度梯存在，将会产生附加热电势。 2，中间导体定律 在热电偶回路中接入中间导体（第三导体），只要中间导体两端温度相同，中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响，这就是中间导体定律。 应用:依据中间导体定律,在热电偶实际测温应用中，常采用热端焊接、冷端开路的形式，冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。 有人担心用铜导线连接热电偶冷端到仪表读取mV值，在导线与热电偶连接处产生的接触电势会使测量产生附加误差。根据这个定律,是没有这个误差的！ 3，中间温度定律 热电偶回路两接点（温度为T、T0）间的热电势，
11、等于热电偶在温度为T、Tn时的热电势与在温度为Tn、T0时的热电势的代数和。Tn称中间温度. 应用：由于热电偶ET之间通常呈非线性关系,当冷端温度不为0时，不能利用已知回路实际热电势E（t,t0）直接查表求取热端温度值；也不能利用已知回路实际热电势E(t，t0）直接查表求取的温度值,再加上冷端温度确定热端被测温度值，需按中间温度定律进行修正。初学者经常不按中间温度定律来修正！ 4，参考电极定律 这个定律是专业人士才研究、关注的，一般生产、使用环节的人士不太了解，简单说明就是：用高纯度铂丝做标准电极，假设镍铬-镍硅热电偶的正负极分别和标准电极配对，他们的值相加是等于这支镍铬-镍硅的值。1.4 各
12、种热电偶的测量范围和优缺点 S 型热电偶：铂铑10-铂热电偶温度范围 01600旧分度号 LB3优点1.耐热性、安定性、再现性良好及较优越的精确度.3。耐氧化、耐腐浊性良好3。可以做为标准使用。缺点1。热电动势值小。2。在还元性气体环境较脆弱。（特别是氢、金属蒸气)3.补偿导线误差大。4.价格高昂。R 型热电偶:铂铑13-铂热电偶温度范围 01600优点1。耐热性、安定性、再现性良好及较优越的精确度。2。耐氧化、耐腐浊性良好3。可以做为标准使用.缺点1.热电动势值小。2.在还元性气体环境较脆弱.(特别是氢、金属蒸气）3.补偿导线误差大.4.价格高昂. B 型热电偶：铂铑30铂铑6 热电偶温度范
13、围 6001800旧分度号 LL-2自由端在050内可以不用补偿导线优点1.适用1000以上至1800。2.在常温环境下热电动势非常小，不需补偿导线3。耐氧化、耐腐浊性良好。4.耐热性与机械强度较R型优良。缺点1.在中低温域之热电动势极小，600以下测定温度不准确。2。热电动势值小。3。热电动势之直线性不佳。4。价格高昂.K 型热电偶：镍铬-镍硅热电偶镍铬-镍铝热电偶温度范围 -2001300优点1。热电动势之直线性良好2.1000以下耐氧化性良好。3。在金属热电偶中安定性属良好。缺点1.不适用于还元性气体环境，特别是一氧化碳、二氧化硫、硫化氢等气体。2.热电动势与贵金属热电偶相比较经时变化较
14、大。3.受短范围排序之影响会产生误差。N 型热电偶：镍铬硅-镍硅热电偶温度范围 2701300优点1。热电动势之直线性良好。2.1200以下耐氧化性良好.3.为K型之改良型,受Green Rot之影响较小，耐热温度较K型高.缺点1.不适用于还元性气体环境2。热电动势与贵金属热电偶相比较经时变化较大。E 型热电偶：镍铬硅-康铜热电偶温度范围 2701000优点1。现有热电偶中感度最佳者2。与J热电偶相比耐热性良好。3.两脚不具磁性.4。适于氧化性气体环境。5.价格低廉缺点1。不适用于还元性气体环境2.稍具履历现象。J 型热电偶:铁-康铜热电偶温度范围 -2101200优点1.可使用于还元性气体环境2。热电动势较K热电偶大20。3.价格较便宜，适用于中温区域。缺点1.()脚易生锈。2。再现性不佳T 型热电偶:
