热电偶温差计的设计与制作学习教案.pptx

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1、会计学1热电偶温差热电偶温差(wnch)计的设计与制作计的设计与制作第一页，共52页。一、温度一、温度一、温度一、温度(wnd)(wnd)(wnd)(wnd)测量的基本概念测量的基本概念测量的基本概念测量的基本概念 1 1 1 1、温度测量的基本、温度测量的基本、温度测量的基本、温度测量的基本概念概念概念概念 温度标志着物质温度标志着物质温度标志着物质温度标志着物质内部大量分子无规内部大量分子无规内部大量分子无规内部大量分子无规则运动的剧烈则运动的剧烈则运动的剧烈则运动的剧烈(jli)(jli)(jli)(jli)程度。温度程度。温度程度。温度程度。温度越高，表示物体内越高，表示物体内越高，表

2、示物体内越高，表示物体内部分子热运动越剧部分子热运动越剧部分子热运动越剧部分子热运动越剧烈烈烈烈(jli)(jli)(jli)(jli)。模拟图：在一个密闭的空间里，气体分子在高温时的模拟图：在一个密闭的空间里，气体分子在高温时的运动速度运动速度(sd)比低温时快！比低温时快！低温低温高温高温第1页/共52页第二页，共52页。2 2、温标、温标、温标、温标(wnbio)(wnbio)(1)(1)(1)(1)、温度的数值表示方法称为温标。它规定了温度、温度的数值表示方法称为温标。它规定了温度、温度的数值表示方法称为温标。它规定了温度、温度的数值表示方法称为温标。它规定了温度的读数的起点（即零点）

3、以及温度的单位。各类温度计的读数的起点（即零点）以及温度的单位。各类温度计的读数的起点（即零点）以及温度的单位。各类温度计的读数的起点（即零点）以及温度的单位。各类温度计的刻度的刻度的刻度的刻度(kd)(kd)(kd)(kd)均由温标确定。均由温标确定。均由温标确定。均由温标确定。(2)(2)(2)(2)、国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、热力学温标等。热力学温标等。热力学温标等。热力学温标等。第2页/共52页第三页，共52页。几种温标几种温标几种温标几种温标(wnbi

4、o)(wnbio)的对比的对比的对比的对比 正常正常(zhngchng)体温体温为为37 C，相当于，相当于华氏温度华氏温度多少度？多少度？第3页/共52页第四页，共52页。热力学温标（热力学温标（热力学温标（热力学温标（K K K K）热力学温标是建立在热热力学温标是建立在热热力学温标是建立在热热力学温标是建立在热力学第二定律基础上的最科力学第二定律基础上的最科力学第二定律基础上的最科力学第二定律基础上的最科学学学学(kxu)(kxu)(kxu)(kxu)的温标，是由开的温标，是由开的温标，是由开的温标，是由开尔文（尔文（尔文（尔文（KelvinKelvinKelvinKelvin）根据热力

5、学）根据热力学）根据热力学）根据热力学定律提出来的，因此又称开定律提出来的，因此又称开定律提出来的，因此又称开定律提出来的，因此又称开氏温标。它的符号是氏温标。它的符号是氏温标。它的符号是氏温标。它的符号是T T T T，单，单，单，单位是开尔文（位是开尔文（位是开尔文（位是开尔文（K K K K）。威廉威廉汤姆逊汤姆逊开尔文勋爵开尔文勋爵(xnju)像像第4页/共52页第五页，共52页。19901990国际国际国际国际(guj)(guj)温标温标温标温标(ITS-90)(ITS-90)从从从从19901990年年年年1 1月月月月1 1日开始在全世界范围内采用日开始在全世界范围内采用日开始在

6、全世界范围内采用日开始在全世界范围内采用19901990年国际温标，简称年国际温标，简称年国际温标，简称年国际温标，简称ITS-90ITS-90。它定义了一系列温度的。它定义了一系列温度的。它定义了一系列温度的。它定义了一系列温度的固定点，测量和重现这些固定点的标准仪器以及固定点，测量和重现这些固定点的标准仪器以及固定点，测量和重现这些固定点的标准仪器以及固定点，测量和重现这些固定点的标准仪器以及(yj)(yj)计算公式，例如水的三相点为计算公式，例如水的三相点为计算公式，例如水的三相点为计算公式，例如水的三相点为273.16K273.16K（0.010.01C C）等。）等。）等。）等。第5

7、页/共52页第六页，共52页。3 3、温度测量、温度测量、温度测量、温度测量(cling)(cling)及传感器分类及传感器分类及传感器分类及传感器分类 按照用途可分为基准温度计和工业温度计；按照用途可分为基准温度计和工业温度计；按照用途可分为基准温度计和工业温度计；按照用途可分为基准温度计和工业温度计；按照测量方法又可分为接触式和非接触式；按照测量方法又可分为接触式和非接触式；按照测量方法又可分为接触式和非接触式；按照测量方法又可分为接触式和非接触式；按工作原理又可分为膨胀式、电阻式、热电式、辐射式等；按工作原理又可分为膨胀式、电阻式、热电式、辐射式等；按工作原理又可分为膨胀式、电阻式、热电

8、式、辐射式等；按工作原理又可分为膨胀式、电阻式、热电式、辐射式等；按输出方式按输出方式按输出方式按输出方式(fngsh)(fngsh)(fngsh)(fngsh)分，有自发电型、非电测型等。分，有自发电型、非电测型等。分，有自发电型、非电测型等。分，有自发电型、非电测型等。第6页/共52页第七页，共52页。介绍介绍介绍介绍(jisho)(jisho)(jisho)(jisho)几种温度测量方法几种温度测量方法几种温度测量方法几种温度测量方法 示温涂料示温涂料(tlio)(tlio)（变色涂料（变色涂料(tlio)(tlio)）装满热水后图案装满热水后图案(t n)变得清晰变得清晰可辨可辨第7页

9、/共52页第八页，共52页。变色涂料变色涂料变色涂料变色涂料(tlio)(tlio)(tlio)(tlio)在电脑内部温度中的示温作用在电脑内部温度中的示温作用在电脑内部温度中的示温作用在电脑内部温度中的示温作用CPU散热风散热风扇扇(fngshn)低温低温(dwn)时显时显示蓝色示蓝色温度升高后变为红色温度升高后变为红色第8页/共52页第九页，共52页。体积体积体积体积(tj)(tj)热膨胀式热膨胀式热膨胀式热膨胀式 不需要电源，耐用；但感温不需要电源，耐用；但感温不需要电源，耐用；但感温不需要电源，耐用；但感温部件部件部件部件(bjin)(bjin)(bjin)(bjin)体积较大。体积较

10、大。体积较大。体积较大。气体气体(qt)的体积的体积与热力学温度成正比与热力学温度成正比第9页/共52页第十页，共52页。红外温度计红外温度计红外温度计红外温度计第10页/共52页第十一页，共52页。热电偶测温的主要热电偶测温的主要热电偶测温的主要热电偶测温的主要(zhyo)(zhyo)优点优点优点优点 (1)(1)、它它它它属属属属于于于于自自自自发发发发电电电电型型型型传传传传感感感感器器器器：测测测测量量量量时时时时可可可可以以以以不不不不需需需需外外外外加加加加电电电电源，可直接驱动动圈式仪表；源，可直接驱动动圈式仪表；源，可直接驱动动圈式仪表；源，可直接驱动动圈式仪表；(2)(2)、

11、测测测测温温温温范范范范围围围围广广广广：下下下下限限限限(xixin)(xixin)可可可可达达达达-270-270C C，上上上上限限限限可达可达可达可达18001800C C以上；以上；以上；以上；(3)(3)、各温区中的热电势均符合国际计量委员会的标准。、各温区中的热电势均符合国际计量委员会的标准。、各温区中的热电势均符合国际计量委员会的标准。、各温区中的热电势均符合国际计量委员会的标准。第11页/共52页第十二页，共52页。先看一个先看一个先看一个先看一个(y)(y)(y)(y)实验实验实验实验热电偶工作原理演示热电偶工作原理演示热电偶工作原理演示热电偶工作原理演示 结论：当两个结点

12、温度不相同时，回路中将结论：当两个结点温度不相同时，回路中将(zhngjing)产生电动势。产生电动势。热电极热电极(dinj)A(dinj)A右端称为：右端称为：自由端（参自由端（参考端、冷端）考端、冷端）二、热电偶的工作原理二、热电偶的工作原理 左端称为：左端称为：测量端测量端（工作端、（工作端、热端）热端）热电极热电极B B热电势热电势AB第12页/共52页第十三页，共52页。通过以上演示通过以上演示通过以上演示通过以上演示(ynsh)(ynsh)(ynsh)(ynsh)得出结论得出结论得出结论得出结论有关热电偶热电势的讨论有关热电偶热电势的讨论有关热电偶热电势的讨论有关热电偶热电势的讨

13、论 热热热热电电电电偶偶偶偶两两两两结结结结点点点点所所所所产产产产生生生生的的的的总总总总的的的的热热热热电电电电势势势势(dinsh)(dinsh)(dinsh)(dinsh)等等等等于于于于热热热热端端端端热热热热电电电电势势势势(dinsh)(dinsh)(dinsh)(dinsh)与与与与冷冷冷冷端端端端热热热热电电电电势势势势(dinsh)(dinsh)(dinsh)(dinsh)之之之之差差差差，是两个结点的温差是两个结点的温差是两个结点的温差是两个结点的温差t t t t 的函数：的函数：的函数：的函数：EABEABEABEAB（T T T T，T0T0T0T0）=eAB=eA

14、B=eAB=eAB（T T T T）-eAB eAB eAB eAB（T0 T0 T0 T0）热电势大致与两个热电势大致与两个(lin)结点的温差结点的温差t 成正比成正比第13页/共52页第十四页，共52页。从实验从实验从实验从实验(shyn)(shyn)到理论：热电效应到理论：热电效应到理论：热电效应到理论：热电效应 1821 1821年，德国物理学家赛贝克用两种不同金属组成闭合回年，德国物理学家赛贝克用两种不同金属组成闭合回年，德国物理学家赛贝克用两种不同金属组成闭合回年，德国物理学家赛贝克用两种不同金属组成闭合回路，并用酒精灯加热其中一个接触点（称为结点），发现放路，并用酒精灯加热其中

15、一个接触点（称为结点），发现放路，并用酒精灯加热其中一个接触点（称为结点），发现放路，并用酒精灯加热其中一个接触点（称为结点），发现放在回路中的指南针发生偏转（说明什么？），如果用两盏酒在回路中的指南针发生偏转（说明什么？），如果用两盏酒在回路中的指南针发生偏转（说明什么？），如果用两盏酒在回路中的指南针发生偏转（说明什么？），如果用两盏酒精灯对两个结点同时精灯对两个结点同时精灯对两个结点同时精灯对两个结点同时(tngsh)(tngsh)加热，指南针的偏转角反而加热，指南针的偏转角反而加热，指南针的偏转角反而加热，指南针的偏转角反而减小（又说明什么？）减小（又说明什么？）减小（又说明什么？）减

16、小（又说明什么？）。显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电流在显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电流在显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电流在显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电流在回路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。回路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。回路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。回路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。第14页/共52页第十五页，共52页。热电偶传感器的工作热电偶传感器的工作(gngzu)原原理理(1)、热电势、热电势(dinsh)效应效应 符号符号(fho)两种不同材料两种不同材料结点温度不同结点温度

17、不同组成闭合回路组成闭合回路热电势效应动画演示热电势效应动画演示第15页/共52页第十六页，共52页。热电偶的热电动势热电偶的热电动势EAB(t，t0)接触接触(jich)电动势电动势EAB（也称珀尔电动势）（也称珀尔电动势）温差电动势温差电动势E(t，t0)（也称汤姆逊电动势）（也称汤姆逊电动势）总热电动势为两者之代数和。总热电动势为两者之代数和。第16页/共52页第十七页，共52页。1 1）中间导体定律）中间导体定律 在热电偶回路在热电偶回路(hul)(hul)中接入第三种材料的导体，中接入第三种材料的导体，只要其两端的温度相等，该导体的接入就不会影响热只要其两端的温度相等，该导体的接入就

18、不会影响热电偶回路电偶回路(hul)(hul)的总热电动势。的总热电动势。(2)(2)、热电偶回路的主要、热电偶回路的主要(zhyo)(zhyo)性质性质 EABC（t，t0）=EAB（t，t0）（C两端接点温度(wnd)相同）CABtt0第17页/共52页第十八页，共52页。应用应用(yngyng)(yngyng)举例举例:测量测量(cling)液态金液态金属的平均温度属的平均温度金属壁面进金属壁面进行行(jnxng)温度测量温度测量第18页/共52页第十九页，共52页。2）中间温度）中间温度(wnd)定律定律 热电偶热电偶AB在接点温度为在接点温度为t1、t3时的热电动势，时的热电动势，等

19、于等于(dngy)热电偶在接点温度为热电偶在接点温度为t1、t2和和t2、t3时时的热电动势总和的热电动势总和 EAB(t1,t3)=EAB(t1,t2)+EAB(t2,t3)t1t3ABt1t2ABt2t3AB=+第19页/共52页第二十页，共52页。当工作端和自由端温度为当工作端和自由端温度为t t和和t0t0时，用导体时，用导体(dot)A(dot)A、B B组成热电偶的热电动势等于组成热电偶的热电动势等于AC AC 热电偶和热电偶和CBCB热电偶的热电动热电偶的热电动势的代数和。势的代数和。或或3）标准）标准(biozhn)电极电极定律定律第20页/共52页第二十一页，共52页。【例【

20、例1】如图为铂铑】如图为铂铑10铂（铂（S）热电偶，）热电偶，A、B为补为补 偿导线，温度偿导线，温度(wnd)t1=50，t2=0，t3=30，t00。（1）当）当U0=934V时，求被测点温度时，求被测点温度(wnd)t。（2）如果）如果A、B改为铜导线，此时改为铜导线，此时U0=810V，再求，再求 温度温度(wnd)t。第21页/共52页第二十二页，共52页。【分析【分析(fnx)】（1）根据中间导体定律：）根据中间导体定律：U2U0而而A、B为补偿导线，视同热电偶为补偿导线，视同热电偶 A、B所以所以(suy)EAB(t,t2)U2U0934（V）t2=0，直接查表可得温度直接查表可

21、得温度t=138（2）根据中间导体）根据中间导体(dot)定律：定律：U1U0EAB(t,t1)U1U0，根据中间温度定律，根据中间温度定律EAB(t,0)EAB(t,t1)EAB(t1,0)U0EAB(50,0)1109V 直接查表可得温度直接查表可得温度t=160 第22页/共52页第二十三页，共52页。三、热电偶的种类三、热电偶的种类三、热电偶的种类三、热电偶的种类(zhngli)(zhngli)(zhngli)(zhngli)及结构及结构及结构及结构 八种国际八种国际八种国际八种国际(guj)(guj)(guj)(guj)通用热电偶：通用热电偶：通用热电偶：通用热电偶：B:B:B:B:

22、铂铑铂铑铂铑铂铑30303030铂铑铂铑铂铑铂铑6 6 6 6、R:R:R:R:铂铑铂铑铂铑铂铑13131313铂铂铂铂 、S:S:S:S:铂铑铂铑铂铑铂铑10101010铂铂铂铂 、K:K:K:K:镍铬镍铬镍铬镍铬镍硅、镍硅、镍硅、镍硅、N:N:N:N:镍铬硅镍铬硅镍铬硅镍铬硅镍硅镍硅镍硅镍硅 、E:E:E:E:镍铬镍铬镍铬镍铬铜镍、铜镍、铜镍、铜镍、J:J:J:J:铁铁铁铁铜镍、铜镍、铜镍、铜镍、T:T:T:T:铜铜铜铜铜镍铜镍铜镍铜镍用于制造用于制造(zhzo)铂铂热电偶的各种铂热电热电偶的各种铂热电偶丝偶丝第23页/共52页第二十四页，共52页。几种几种几种几种(j zhn)(j zh

23、n)(j zhn)(j zhn)常用热电偶的测温范围及热电势常用热电偶的测温范围及热电势常用热电偶的测温范围及热电势常用热电偶的测温范围及热电势 分度号分度号 名称名称 测量温度范围测量温度范围 1000 C热电势热电势/mVB铂铑铂铑3030铂铑铂铑6 6501820 C C4.8344.834R铂铑铂铑1313铂铂-501768 C C10.50610.506S铂铑铂铑1010铂铂-501768 C C9.5879.587K镍铬镍铬镍铬镍铬(铝铝)-2701370 C C41.27641.276E镍铬铜镍镍铬铜镍(康康 铜铜)270800 C C?5种热电偶的测温范围与热电势种热电偶的测温

24、范围与热电势(dinsh)各有什么特点各有什么特点？第24页/共52页第二十五页，共52页。几种常用热电偶的热电势几种常用热电偶的热电势几种常用热电偶的热电势几种常用热电偶的热电势(dinsh)(dinsh)(dinsh)(dinsh)与温度的关系曲线分与温度的关系曲线分与温度的关系曲线分与温度的关系曲线分析析析析 哪几种热电偶的哪几种热电偶的测温上限测温上限(shngxin)(shngxin)较高？较高？结论结论(jiln)：哪几种热电偶哪几种热电偶的线性较差？的线性较差？哪一种热电偶哪一种热电偶的灵敏度较高？的灵敏度较高？哪一种热电偶的灵哪一种热电偶的灵敏度较低？敏度较低？为什么所有的曲线

25、均过原点（零度点）？为什么所有的曲线均过原点（零度点）？第25页/共52页第二十六页，共52页。热电偶的分度表热电偶的分度表热电偶的分度表热电偶的分度表 热电偶的线性较差，多数情况热电偶的线性较差，多数情况(qngkung)(qngkung)下下采用查表法采用查表法 我国从我国从19911991年开始采用国际计量委员会规定的年开始采用国际计量委员会规定的“1990“1990年国际温标年国际温标”（简称（简称ITS-90ITS-90）的新标准。按此标准，制定）的新标准。按此标准，制定了相应的分度表，并且了相应的分度表，并且(bngqi)(bngqi)有相应的线性化集成电路有相应的线性化集成电路与

26、之对应。与之对应。直接从热电偶的分度表查温度与热电势的关系直接从热电偶的分度表查温度与热电势的关系(gun(gun x)x)时的约束条件是：自由端（冷端）温度必须为时的约束条件是：自由端（冷端）温度必须为0 0C C。第26页/共52页第二十七页，共52页。如何如何如何如何(rh)(rh)(rh)(rh)利用热电偶的分度表利用热电偶的分度表利用热电偶的分度表利用热电偶的分度表 假设假设(jish)(jish)热电偶的冷端温热电偶的冷端温度为度为0 0C C，请根据工业中常用的镍，请根据工业中常用的镍铬铬-镍硅（镍硅（K K）热电偶的分度表，查）热电偶的分度表，查出出100100C C、0 0C

27、 C、100 100C C 时时的热电势。的热电势。数字式温度表数字式温度表温度温度(wnd)上限设定值上限设定值温度上限值设定键温度上限值设定键第27页/共52页第二十八页，共52页。KK热电偶的分热电偶的分热电偶的分热电偶的分度表度表度表度表 比较比较(bjio)(bjio)查查出的出的3 3个热电个热电势，可以看势，可以看出热电势是出热电势是否线性？否线性？第28页/共52页第二十九页，共52页。如何如何如何如何(rh)(rh)(rh)(rh)由热电偶的热电势查热端温度值由热电偶的热电势查热端温度值由热电偶的热电势查热端温度值由热电偶的热电势查热端温度值 设冷端为设冷端为0 0C C，根

28、据以下电路，根据以下电路(dinl)(dinl)中的毫伏表的示值及中的毫伏表的示值及K K热电偶的分度表，查出热端的温度热电偶的分度表，查出热端的温度tx tx。第29页/共52页第三十页，共52页。普通普通普通普通(ptng)(ptng)(ptng)(ptng)装配型热电偶装配型热电偶装配型热电偶装配型热电偶的外形的外形的外形的外形安装安装(nzhung)螺纹螺纹安装安装(nzhung)法兰法兰第30页/共52页第三十一页，共52页。普通普通普通普通(ptng)(ptng)(ptng)(ptng)装配装配装配装配型热电偶的结构放型热电偶的结构放型热电偶的结构放型热电偶的结构放大图大图大图大图

29、 接线盒接线盒接线盒接线盒引出引出(yn ch)(yn ch)线套管线套管 固定螺纹固定螺纹(luwn)(luwn)（出厂时用塑料包裹）（出厂时用塑料包裹）热电偶工作端（热端）热电偶工作端（热端）不锈钢不锈钢保护管保护管 第31页/共52页第三十二页，共52页。铠装铠装铠装铠装(ki zhun)(ki zhun)(ki zhun)(ki zhun)型热电偶外形型热电偶外形型热电偶外形型热电偶外形法法兰兰铠装型热电偶可铠装型热电偶可 长达上百米长达上百米薄壁金属薄壁金属 保护保护(boh)(boh)套套管（铠体）管（铠体）BA绝缘绝缘 材料材料铠装铠装(ki(ki zhun)zhun)型热电偶型

30、热电偶横截面横截面第32页/共52页第三十三页，共52页。铠装铠装铠装铠装(ki zhun)(ki zhun)(ki zhun)(ki zhun)型热电偶型热电偶型热电偶型热电偶 铠装热电偶的制造工艺：把热电极材料与高温绝缘铠装热电偶的制造工艺：把热电极材料与高温绝缘铠装热电偶的制造工艺：把热电极材料与高温绝缘铠装热电偶的制造工艺：把热电极材料与高温绝缘材料预置在金属保护管中、运用材料预置在金属保护管中、运用材料预置在金属保护管中、运用材料预置在金属保护管中、运用(ynyng)(ynyng)(ynyng)(ynyng)同比例压缩同比例压缩同比例压缩同比例压缩延伸工艺、将这三者合为一体，制成各种

31、直径、规格延伸工艺、将这三者合为一体，制成各种直径、规格延伸工艺、将这三者合为一体，制成各种直径、规格延伸工艺、将这三者合为一体，制成各种直径、规格的铠装偶体，再截取适当长度、将工作端焊接密封、的铠装偶体，再截取适当长度、将工作端焊接密封、的铠装偶体，再截取适当长度、将工作端焊接密封、的铠装偶体，再截取适当长度、将工作端焊接密封、配置接线盒即成为柔软、细长的铠装热电偶。配置接线盒即成为柔软、细长的铠装热电偶。配置接线盒即成为柔软、细长的铠装热电偶。配置接线盒即成为柔软、细长的铠装热电偶。铠装热电偶特点：内部的热电偶丝与外界空气隔绝，铠装热电偶特点：内部的热电偶丝与外界空气隔绝，铠装热电偶特点：

32、内部的热电偶丝与外界空气隔绝，铠装热电偶特点：内部的热电偶丝与外界空气隔绝，有着良好的抗高温氧化、抗低温水蒸气冷凝、抗机械有着良好的抗高温氧化、抗低温水蒸气冷凝、抗机械有着良好的抗高温氧化、抗低温水蒸气冷凝、抗机械有着良好的抗高温氧化、抗低温水蒸气冷凝、抗机械外力冲击的特性。铠装热电偶可以制作得很细，能解外力冲击的特性。铠装热电偶可以制作得很细，能解外力冲击的特性。铠装热电偶可以制作得很细，能解外力冲击的特性。铠装热电偶可以制作得很细，能解决微小、狭窄场合的测温问题，且具有抗震、可弯曲、决微小、狭窄场合的测温问题，且具有抗震、可弯曲、决微小、狭窄场合的测温问题，且具有抗震、可弯曲、决微小、狭窄

33、场合的测温问题，且具有抗震、可弯曲、超长等优点。超长等优点。超长等优点。超长等优点。第33页/共52页第三十四页，共52页。隔爆型热电偶外形隔爆型热电偶外形隔爆型热电偶外形隔爆型热电偶外形(wi xn)(wi xn)(wi xn)(wi xn)厚壁保护厚壁保护(boh)管管压铸的接线盒压铸的接线盒电缆线电缆线第34页/共52页第三十五页，共52页。隔爆隔爆隔爆隔爆型热电偶型热电偶型热电偶型热电偶 结构特点：隔爆热电偶的接线盒在设计时采用防结构特点：隔爆热电偶的接线盒在设计时采用防结构特点：隔爆热电偶的接线盒在设计时采用防结构特点：隔爆热电偶的接线盒在设计时采用防爆的特殊结构，它的接线盒是经过压

34、铸而成的，有一爆的特殊结构，它的接线盒是经过压铸而成的，有一爆的特殊结构，它的接线盒是经过压铸而成的，有一爆的特殊结构，它的接线盒是经过压铸而成的，有一定的厚度、隔爆空间，机构强度较高；采用螺纹隔爆定的厚度、隔爆空间，机构强度较高；采用螺纹隔爆定的厚度、隔爆空间，机构强度较高；采用螺纹隔爆定的厚度、隔爆空间，机构强度较高；采用螺纹隔爆接合面，并采用密封圈进行密封，因此，当接线盒内接合面，并采用密封圈进行密封，因此，当接线盒内接合面，并采用密封圈进行密封，因此，当接线盒内接合面，并采用密封圈进行密封，因此，当接线盒内一旦放弧时，不会与外界环境的危险气体传爆，能达一旦放弧时，不会与外界环境的危险气

35、体传爆，能达一旦放弧时，不会与外界环境的危险气体传爆，能达一旦放弧时，不会与外界环境的危险气体传爆，能达到预期到预期到预期到预期(yq)(yq)(yq)(yq)的防爆、隔爆效果。的防爆、隔爆效果。的防爆、隔爆效果。的防爆、隔爆效果。使用场合：工业用的隔爆型热电偶多用于化学工使用场合：工业用的隔爆型热电偶多用于化学工使用场合：工业用的隔爆型热电偶多用于化学工使用场合：工业用的隔爆型热电偶多用于化学工业自控系统中（由于在化工生产厂、生产现场常伴有业自控系统中（由于在化工生产厂、生产现场常伴有业自控系统中（由于在化工生产厂、生产现场常伴有业自控系统中（由于在化工生产厂、生产现场常伴有各种易燃、易爆等

36、化学气体或蒸汽，如果用普通热电各种易燃、易爆等化学气体或蒸汽，如果用普通热电各种易燃、易爆等化学气体或蒸汽，如果用普通热电各种易燃、易爆等化学气体或蒸汽，如果用普通热电偶则非常不安全、很容易引起环境气体爆炸）。偶则非常不安全、很容易引起环境气体爆炸）。偶则非常不安全、很容易引起环境气体爆炸）。偶则非常不安全、很容易引起环境气体爆炸）。第35页/共52页第三十六页，共52页。其他其他其他其他(qt)(qt)(qt)(qt)热电偶外形热电偶外形热电偶外形热电偶外形小形小形K K型热电偶型热电偶第36页/共52页第三十七页，共52页。四、热电偶自由端温度四、热电偶自由端温度(wnd)(wnd)的补的

37、补偿偿热电偶在测温过程中，为了保证输出热电动势是热电偶在测温过程中，为了保证输出热电动势是 被测温度的单一函数，必须保持被测温度的单一函数，必须保持(boch)自由自由端（冷端）端（冷端）的温度恒定。的温度恒定。热电偶的分度表热电偶的分度表 由图表可知由图表可知(k zh)：根显示仪表都是以热电偶的自：根显示仪表都是以热电偶的自由端由端 温度等于温度等于0 为条件的。为条件的。如果自由端温度不是如果自由端温度不是0，尽管被测温度不变，尽管被测温度不变，热电动势也将随自由端温度而变化热电动势也将随自由端温度而变化，必须消除或，必须消除或 补偿这一测量误差补偿这一测量误差。第37页/共52页第三十

38、八页，共52页。冷端温度补偿冷端温度补偿冷端温度补偿冷端温度补偿(bchng)(bchng)(bchng)(bchng)的方法的方法的方法的方法 将热电偶的冷端置于装有冰水混合物的恒温容器中，使将热电偶的冷端置于装有冰水混合物的恒温容器中，使将热电偶的冷端置于装有冰水混合物的恒温容器中，使将热电偶的冷端置于装有冰水混合物的恒温容器中，使冷端的温度保持在冷端的温度保持在冷端的温度保持在冷端的温度保持在0 0 0 0C C C C不变。此法也称冰浴法，它消除了不变。此法也称冰浴法，它消除了不变。此法也称冰浴法，它消除了不变。此法也称冰浴法，它消除了t0t0t0t0不等于不等于不等于不等于0 0 0

39、 0C C C C而引入的误差，由于冰融化较快，所以而引入的误差，由于冰融化较快，所以而引入的误差，由于冰融化较快，所以而引入的误差，由于冰融化较快，所以(suy)(suy)(suy)(suy)一般只适用于实验室中。一般只适用于实验室中。一般只适用于实验室中。一般只适用于实验室中。(1)冷端恒温冷端恒温(hngwn)法法在冰瓶中，冰水混合物的温在冰瓶中，冰水混合物的温度能较长时间地保持在度能较长时间地保持在0 C不变。不变。第38页/共52页第三十九页，共52页。(2)(2)计算计算计算计算(j sun)(j sun)修修修修正法正法正法正法 当当当当热热热热电电电电偶偶偶偶的的的的冷冷冷冷端

40、端端端温温温温度度度度t0 t0 t0 t0 0 0 0 0C C C C时时时时，由由由由于于于于热热热热端端端端与与与与冷冷冷冷端端端端的的的的温温温温差差差差随随随随冷冷冷冷端端端端的的的的变变变变化化化化而而而而变变变变化化化化，所所所所以以以以测测测测得得得得的的的的热热热热电电电电势势势势EABEABEABEAB（t t t t，t0t0t0t0）与与与与冷冷冷冷端端端端为为为为0 0 0 0C C C C时时时时所所所所测测测测得得得得的的的的热热热热电电电电势势势势EABEABEABEAB（t t t t，0 0 0 0C C C C）不不不不等等等等。若若若若冷冷冷冷端端端端

41、温温温温度度度度高高高高于于于于0 0 0 0C C C C，则则则则EABEABEABEAB（t t t t，t0t0t0t0）EABEABEABEAB（t t t t，0 0 0 0C C C C）。可以利用）。可以利用）。可以利用）。可以利用(lyng)(lyng)(lyng)(lyng)下式计算并修正测量误差：下式计算并修正测量误差：下式计算并修正测量误差：下式计算并修正测量误差：EAB EAB EAB EAB（t t t t，0 0 0 0C C C C）=EAB=EAB=EAB=EAB（t t t t，t0t0t0t0）+EAB+EAB+EAB+EAB（t0t0t0t0，0 0 0

42、 0C C C C）第39页/共52页第四十页，共52页。(3)仪表仪表(ybio)调零修正调零修正法法 在在t0基本不变的情况基本不变的情况(qngkung)下，仪表预先机械调下，仪表预先机械调零到零到t0处，即仪表预先输入处，即仪表预先输入E（t0，0）则指针指向）则指针指向t0。指针被预指针被预调到室温调到室温（40 C）可补偿可补偿(bchng)冷端损失冷端损失第40页/共52页第四十一页，共52页。(4)冷端温度自动冷端温度自动(zdng)补补偿偿 一般采用电桥补偿法：在热电偶回路中串入一个一般采用电桥补偿法：在热电偶回路中串入一个自动自动(zdng)补偿的电位差信号来补偿热电势的变

43、化补偿的电位差信号来补偿热电势的变化值。值。E（t，0）=E（t，t0）+Uab XTWBC热电偶冷端补偿器热电偶冷端补偿器第41页/共52页第四十二页，共52页。常用的国产常用的国产(guchn)冷端补偿器性能比冷端补偿器性能比较表较表型型 号号配用热电偶配用热电偶补偿补偿范围范围()()电桥电桥平衡平衡时温时温度度()()电源电源(V)(V)内阻内阻()()功耗功耗(VA)(VA)补偿误差（补偿误差（mVmV）WBCWBC0101铂铑铂铑1010铂铂0 0505020202202201 18 80.0450.045WBCWBC0202镍铬镍硅镍铬镍硅(铝铝)0.160.16WBCWBC03

44、03镍铬考铜镍铬考铜0.180.18WBC-57-WBC-57-LBLB铂铑铂铑1010铂铂0 0404020204 41 10.250.25(0.015+0.0015t)(0.015+0.0015t)WBC-57-WBC-57-EUEU镍铬镍硅镍铬镍硅(铝铝)(0.04+0.004t)(0.04+0.004t)WBC-57-WBC-57-EAEA镍铬考铜镍铬考铜(0.065+0.0065t)(0.065+0.0065t)t为与为与20之差的温度之差的温度(wnd)数值。数值。第42页/共52页第四十三页，共52页。(5)补偿导线补偿导线(doxin)延延引电极引电极u自由端高温热源的影响自由

45、端高温热源的影响u自由端温度要求基本自由端温度要求基本(jbn)保持恒定保持恒定u热电偶做得长，贵重金属的耗费加大。热电偶做得长，贵重金属的耗费加大。1）问题）问题(wnt)的提出的提出2）解决办法）解决办法u温度范围温度范围（0100）u热电特性相近的材料热电特性相近的材料u自由端延长，用补偿导线相连自由端延长，用补偿导线相连 第43页/共52页第四十四页，共52页。AB屏蔽屏蔽(pngb)层层保护层保护层补偿导线补偿导线(doxin)外形图外形图第44页/共52页第四十五页，共52页。常用常用(chn yn)热电偶补偿导热电偶补偿导线的特性线的特性配用热电配用热电偶正偶正-负负补偿导线补偿

46、导线正正-负负导线外导线外皮颜色皮颜色100100热电热电势势（mVmV）150150热电势热电势（mVmV）2020时的电时的电阻率阻率(m m)正正负负铂铑10铂铜铜镍红绿0.6450.0231.029+0.024-0.0550.048410-6镍铬镍硅铜康铜红蓝4.0950.156.1370.200.63410-6镍铬考铜镍铬考铜红黄6.950.3010.690.381.2510-6钨铼5钨铼20铜铜镍红蓝1.3370.045第45页/共52页第四十六页，共52页。采用镍铬采用镍铬-镍硅热电偶测炉温，热端为镍硅热电偶测炉温，热端为800，冷端为，冷端为50 ，仪表室，仪表室为为20 ，先

47、分别，先分别(fnbi)查表得：查表得：E（800,0）=33.277mV、E(50,0)=2.022mV和和(20,0)=0.798mV。不补偿时输入仪表的热电势为：不补偿时输入仪表的热电势为：E(800,50)=33.2772.022=31.255mV（相当于（相当于751 ）.采用补偿导线后则为：采用补偿导线后则为：E(800,20)=33.2770.798=32.479mV（相当于（相当于781 ），效果显著。），效果显著。补偿补偿(bchng)导线实例导线实例:第46页/共52页第四十七页，共52页。五、热电偶的应用五、热电偶的应用(yngyng)(yngyng)1.热电偶的测温线路

48、热电偶的测温线路(xinl)u冷端温度冷端温度(wnd)相同相同u热电动势与温度热电动势与温度(wnd)呈呈线性关系线性关系注意：注意：第47页/共52页第四十八页，共52页。XMZ系列智能系列智能(zh nn)数字显示仪表外形图数字显示仪表外形图第48页/共52页第四十九页，共52页。六、热电偶实例六、热电偶实例(shl)-(shl)-查表法测查表法测水温水温热电偶测量放大热电偶测量放大(fngd)电路电路第49页/共52页第五十页，共52页。AD转换转换(zhunhun)电路电路第50页/共52页第五十一页，共52页。单片机显示单片机显示(xinsh)电路电路第51页/共52页第五十二页，共52页。