單元五任務(wù)一

1、2022-6-121單元五單元五 熱電式和壓電式傳感器的應(yīng)用熱電式和壓電式傳感器的應(yīng)用 熱電式和壓電式傳感器的基本原理是把熱電式和壓電式傳感器的基本原理是把被測(cè)被測(cè)量的變化直接轉(zhuǎn)換為電壓量或電流量量的變化直接轉(zhuǎn)換為電壓量或電流量的變化，然的變化，然后通過(guò)對(duì)此信號(hào)的放大處理并把此信號(hào)檢測(cè)出來(lái)，后通過(guò)對(duì)此信號(hào)的放大處理并把此信號(hào)檢測(cè)出來(lái)，從而達(dá)到測(cè)量被測(cè)量的目的。本單元將從應(yīng)用角從而達(dá)到測(cè)量被測(cè)量的目的。本單元將從應(yīng)用角度出發(fā)，介紹熱電式和壓電式傳感器的工作原理、度出發(fā)，介紹熱電式和壓電式傳感器的工作原理、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路及一些應(yīng)用實(shí)例。（屬自發(fā)電式傳測(cè)量轉(zhuǎn)換電路及一些應(yīng)用實(shí)例。（屬自發(fā)電式傳感器）感

2、器）2022-6-122任務(wù)一任務(wù)一 熱電偶在溫度測(cè)量中的應(yīng)用熱電偶在溫度測(cè)量中的應(yīng)用一、任務(wù)描述與分析一、任務(wù)描述與分析鍋爐汽水生產(chǎn)流程及檢測(cè)系統(tǒng)鍋爐汽水生產(chǎn)流程及檢測(cè)系統(tǒng)2022-6-123二、相關(guān)知識(shí)二、相關(guān)知識(shí) 補(bǔ)充：補(bǔ)充：溫度測(cè)量的溫度測(cè)量的基本概念基本概念 溫度標(biāo)志著物溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)部大量分子無(wú)質(zhì)內(nèi)部大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫度越高，表度。溫度越高，表示物體內(nèi)部分子熱示物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。運(yùn)動(dòng)越劇烈。 模擬圖：模擬圖：在一個(gè)密閉的空間里，氣體分在一個(gè)密閉的空間里，氣體分子在高溫時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度比低溫時(shí)快！子在高溫時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度比低溫時(shí)快！低溫低溫高溫高溫20

3、22-6-1241）兩端密閉的彈簧管（又稱波登管，見(jiàn)下圖）中的氣）兩端密閉的彈簧管（又稱波登管，見(jiàn)下圖）中的氣體溫度升高后，氣體對(duì)容器內(nèi)壁的壓強(qiáng)隨之增大，彈簧管體溫度升高后，氣體對(duì)容器內(nèi)壁的壓強(qiáng)隨之增大，彈簧管的截面趨向于圓形，截面的短軸力圖伸長(zhǎng)，長(zhǎng)軸縮短。截的截面趨向于圓形，截面的短軸力圖伸長(zhǎng)，長(zhǎng)軸縮短。截面形狀的改變導(dǎo)致彈簧管趨向伸直，一直到與壓力的作用面形狀的改變導(dǎo)致彈簧管趨向伸直，一直到與壓力的作用相平衡為止使彈簧管撐直，從而可用于測(cè)量溫度。從微觀相平衡為止使彈簧管撐直，從而可用于測(cè)量溫度。從微觀上分析，彈簧管內(nèi)部壓強(qiáng)隨溫度增大的原因是上分析，彈簧管內(nèi)部壓強(qiáng)隨溫度增大的原因是_。A.

4、氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇，撞擊容器內(nèi)壁的能量增氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇，撞擊容器內(nèi)壁的能量增大；大；B. 氣體分子的直徑增大；氣體分子的直徑增大； C. 氣體分子之間的排斥力增大氣體分子之間的排斥力增大練習(xí)：練習(xí)：答案：答案：A2022-6-125補(bǔ)充溫標(biāo)的知識(shí)補(bǔ)充溫標(biāo)的知識(shí) 1 1、溫度的數(shù)值表示方法稱為溫標(biāo)溫度的數(shù)值表示方法稱為溫標(biāo)。它規(guī)定了。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)的起點(diǎn)（即零點(diǎn)）以及溫度的單位。溫度的讀數(shù)的起點(diǎn)（即零點(diǎn)）以及溫度的單位。各類(lèi)溫度計(jì)的刻度均由溫標(biāo)確定。各類(lèi)溫度計(jì)的刻度均由溫標(biāo)確定。 2 2、國(guó)際上規(guī)定的溫標(biāo)有：攝氏溫標(biāo)、國(guó)際上規(guī)定的溫標(biāo)有：攝氏溫標(biāo)t t（單位（單位）、華氏溫標(biāo)

5、）、華氏溫標(biāo)（單位（單位F F）、熱力學(xué)溫標(biāo)）、熱力學(xué)溫標(biāo)T T（單（單位位K K）、）、19901990國(guó)際溫標(biāo)（國(guó)際溫標(biāo)（ITS-90ITS-90）等。）等。 = 1.8t + 32 T = t + 273.152022-6-126幾種溫標(biāo)的對(duì)比幾種溫標(biāo)的對(duì)比 正常體溫正常體溫為為37 C C ，相當(dāng)于華相當(dāng)于華氏溫度多氏溫度多少度？少度？2022-6-127熱力學(xué)溫標(biāo)（熱力學(xué)溫標(biāo)（K K） 熱力學(xué)溫標(biāo)是建熱力學(xué)溫標(biāo)是建立在熱力學(xué)第二定律立在熱力學(xué)第二定律基礎(chǔ)上的最科學(xué)的溫基礎(chǔ)上的最科學(xué)的溫標(biāo)，是由開(kāi)爾文標(biāo)，是由開(kāi)爾文（Kelvin）根據(jù)熱力）根據(jù)熱力學(xué)定律提出來(lái)的，因?qū)W定律提出來(lái)的，因此

6、又稱開(kāi)氏溫標(biāo)。它此又稱開(kāi)氏溫標(biāo)。它的符號(hào)是的符號(hào)是T，單位是，單位是開(kāi)爾文（開(kāi)爾文（K） 。威廉威廉湯姆遜湯姆遜開(kāi)爾文勛爵像開(kāi)爾文勛爵像2022-6-1281990國(guó)際溫標(biāo)國(guó)際溫標(biāo)( (ITS-90) ) 從從1990年年1月月1日開(kāi)始在全世界范圍內(nèi)日開(kāi)始在全世界范圍內(nèi)采用采用1990年國(guó)際溫標(biāo)，簡(jiǎn)稱年國(guó)際溫標(biāo)，簡(jiǎn)稱ITS-90。它定。它定義了一系列溫度的固定點(diǎn)，測(cè)量和重現(xiàn)這義了一系列溫度的固定點(diǎn)，測(cè)量和重現(xiàn)這些固定點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)儀器以及計(jì)算公式，例如些固定點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)儀器以及計(jì)算公式，例如水的三相點(diǎn)為水的三相點(diǎn)為273.16K（0.01 C）等。）等。 2022-6-129正常人的體溫為正常人的體溫為

7、3737 C C，則此時(shí)的華氏溫，則此時(shí)的華氏溫度約為度約為_(kāi)，熱力學(xué)溫度約為，熱力學(xué)溫度約為_(kāi)。A. 32FA. 32F，100K B. 99F100K B. 99F，236K 236K C .99FC .99F，310K D. 37F310K D. 37F，310K310K練習(xí)：練習(xí)：答案：答案：C2022-6-1210補(bǔ)充：溫度測(cè)量及傳感器分類(lèi)補(bǔ)充：溫度測(cè)量及傳感器分類(lèi) 溫度傳感器按照溫度傳感器按照用途用途可分為基準(zhǔn)溫度計(jì)和可分為基準(zhǔn)溫度計(jì)和工業(yè)溫度計(jì)；按照測(cè)量方法又可分為工業(yè)溫度計(jì)；按照測(cè)量方法又可分為接觸式接觸式和和非接觸式非接觸式；按工作原理又可分為；按工作原理又可分為膨脹式膨脹式

8、、電阻電阻式式、熱電式熱電式、輻射式輻射式等等；按輸出方式分，有等等；按輸出方式分，有自發(fā)電型、非電測(cè)型等。自發(fā)電型、非電測(cè)型等。 2022-6-1211介紹幾種溫度測(cè)量方法介紹幾種溫度測(cè)量方法 示溫涂料（變色涂料）示溫涂料（變色涂料）裝滿熱水后圖案裝滿熱水后圖案變得清晰可辨變得清晰可辨2022-6-1212變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用CPU散散熱風(fēng)扇熱風(fēng)扇低溫時(shí)顯示低溫時(shí)顯示藍(lán)色藍(lán)色溫度升高后變?yōu)榧t色溫度升高后變?yōu)榧t色2022-6-1213體積體積熱膨脹式熱膨脹式 不需要電源，耐用；但不需要電源，耐用；但感溫部件體積較大。感溫部件體積較大。 氣體的體積

9、與氣體的體積與熱力學(xué)溫度成正比熱力學(xué)溫度成正比2022-6-1214紅外溫度計(jì)紅外溫度計(jì)2022-6-1215熱電偶測(cè)溫的主要優(yōu)點(diǎn)熱電偶測(cè)溫的主要優(yōu)點(diǎn) 1、它屬于、它屬于自發(fā)電型自發(fā)電型傳感器：測(cè)量時(shí)可以傳感器：測(cè)量時(shí)可以不需外加電源，可直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)圈式儀表；不需外加電源，可直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)圈式儀表； 2、測(cè)溫范圍廣、測(cè)溫范圍廣：下限可達(dá)：下限可達(dá)-270 C C ，上限，上限可達(dá)可達(dá)18001800 C C以上；以上； 3 3、各溫區(qū)中的熱電勢(shì)均符合、各溫區(qū)中的熱電勢(shì)均符合國(guó)際計(jì)量委國(guó)際計(jì)量委員會(huì)員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。的標(biāo)準(zhǔn)。2022-6-1216先看一個(gè)實(shí)驗(yàn)先看一個(gè)實(shí)驗(yàn)熱電偶工作原理演示熱電偶工作原理演示

10、結(jié)論：當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不相同時(shí)，回路中將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。結(jié)論：當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不相同時(shí)，回路中將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。 熱電極熱電極A A右端稱為：右端稱為：自由端自由端（參考（參考端、端、冷冷端端） ( (一）一） 熱電偶的工作原理熱電偶的工作原理 左端稱為：左端稱為：測(cè)量端測(cè)量端（工作（工作端、端、熱熱端端） 熱電極熱電極B B熱電勢(shì)熱電勢(shì)AB2022-6-1217從實(shí)驗(yàn)到理論：從實(shí)驗(yàn)到理論：熱電效應(yīng)熱電效應(yīng) 1821年，德國(guó)物理學(xué)家年，德國(guó)物理學(xué)家賽貝克賽貝克用兩種不用兩種不同金屬組成同金屬組成閉合回路閉合回路，并用酒精燈加熱其中，并用酒精燈加熱其中一個(gè)接觸點(diǎn)（稱為結(jié)點(diǎn)），發(fā)現(xiàn)放在回路中一個(gè)接觸點(diǎn)（稱為結(jié)

11、點(diǎn)），發(fā)現(xiàn)放在回路中的的指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)（說(shuō)明什么？）（說(shuō)明什么？），如果用，如果用兩盞酒精燈對(duì)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)兩盞酒精燈對(duì)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)同時(shí)加熱，指南針的同時(shí)加熱，指南針的偏轉(zhuǎn)角反而減小偏轉(zhuǎn)角反而減?。ㄓ终f(shuō)明什么？）（又說(shuō)明什么？） 。 顯然，指南針的偏轉(zhuǎn)說(shuō)明回路中有電顯然，指南針的偏轉(zhuǎn)說(shuō)明回路中有電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生并有電流在回路中流動(dòng)，電流的強(qiáng)動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生并有電流在回路中流動(dòng)，電流的強(qiáng)弱與兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫差有關(guān)。弱與兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫差有關(guān)。 2022-6-1218 把兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體兩端相接組成閉合回把兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體兩端相接組成閉合回路，當(dāng)兩接點(diǎn)分別置于路，當(dāng)兩接點(diǎn)分別置于T和和T0(設(shè)設(shè)TT0)

12、兩不同溫度時(shí)，兩不同溫度時(shí)，則在回路中就會(huì)產(chǎn)生則在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)熱電勢(shì)，形成回路電流。這種現(xiàn)，形成回路電流。這種現(xiàn)象稱象稱塞貝克效應(yīng)塞貝克效應(yīng)，即，即熱電效應(yīng)。熱電效應(yīng)。 T0TABITT02022-6-1219 熱電偶溫度傳器是熱電偶溫度傳器是利利用導(dǎo)體的用導(dǎo)體的“熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)”制作的儀器，其敏感元件是熱電偶。制作的儀器，其敏感元件是熱電偶。 熱電偶熱電偶由兩根不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體一由兩根不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體一端焊接或絞接而成。端焊接或絞接而成。熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖熱電極熱電極熱端熱端冷端冷端TABT0T02022-6-1220從微觀的角度分析熱電勢(shì)的產(chǎn)生：從微觀的角度分析熱電勢(shì)的產(chǎn)生：熱

13、電偶回路產(chǎn)生的熱電勢(shì)由熱電偶回路產(chǎn)生的熱電勢(shì)由接觸電勢(shì)接觸電勢(shì)溫差電勢(shì)溫差電勢(shì)2022-6-1221熱電勢(shì)的產(chǎn)生：熱電勢(shì)的產(chǎn)生：1、接觸電勢(shì)、接觸電勢(shì)BANBNA設(shè)NANBABESEAB（T）2、溫差電勢(shì)、溫差電勢(shì)AEAEA（T,T0）TT02022-6-1222有關(guān)熱電偶熱電勢(shì)的討論有關(guān)熱電偶熱電勢(shì)的討論 熱電偶兩結(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生的總的熱電偶兩結(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生的總的熱電勢(shì)熱電勢(shì)等于熱端熱電勢(shì)等于熱端熱電勢(shì)與冷端熱電勢(shì)與冷端熱電勢(shì)之差之差，是兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的，是兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫差溫差tt 的函數(shù)的函數(shù)： EAB（T，T0）=eAB （ T T ）- - eAB （ T T0 ）熱電勢(shì)大致與熱電勢(shì)大致與兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的兩個(gè)

14、結(jié)點(diǎn)的溫差溫差tt 成正比成正比2022-6-1223測(cè)量端、測(cè)量端、工作端、工作端、熱端熱端自由端、自由端、參考端、參考端、冷端冷端為了使用方便，標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的熱端溫度與熱電勢(shì)之為了使用方便，標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的熱端溫度與熱電勢(shì)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系都有函數(shù)表可查。這種間的對(duì)應(yīng)關(guān)系都有函數(shù)表可查。這種函數(shù)表是在冷端函數(shù)表是在冷端溫度為溫度為OO條件下，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法制定出來(lái)的，稱為條件下，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法制定出來(lái)的，稱為熱電偶分度表。熱電偶分度表。熱電偶分度表可用于表達(dá)熱電偶的熱熱電偶分度表可用于表達(dá)熱電偶的熱電特性。幾種常用熱電偶的分度表見(jiàn)附錄電特性。幾種常用熱電偶的分度表見(jiàn)附錄2-12-1、2-22-2、2

15、-32-3、2-42-4。應(yīng)注意。應(yīng)注意應(yīng)注意應(yīng)注意t0不等于不等于0時(shí)不能使用分度時(shí)不能使用分度表由表由t直接查熱電勢(shì)值直接查熱電勢(shì)值，也不能由熱電勢(shì)值直接查。，也不能由熱電勢(shì)值直接查。 2022-6-12242.熱電偶回路的主要性質(zhì)熱電偶回路的主要性質(zhì)（1）均質(zhì)導(dǎo)體定律）均質(zhì)導(dǎo)體定律 由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論其幾何尺寸由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論其幾何尺寸和溫度分布如何，都不會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。和溫度分布如何，都不會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。 這條定律說(shuō)明這條定律說(shuō)明: 1)熱電偶必須由熱電偶必須由兩種材料不同兩種材料不同的均質(zhì)熱電極組成；的均質(zhì)熱電極組成； 2)熱電勢(shì)與熱電極的幾何尺寸熱電勢(shì)

16、與熱電極的幾何尺寸(長(zhǎng)度、截面積長(zhǎng)度、截面積)無(wú)關(guān)；無(wú)關(guān)； 3)由一種導(dǎo)體組成的閉合回路中存在溫差時(shí)，如果回由一種導(dǎo)體組成的閉合回路中存在溫差時(shí)，如果回路中產(chǎn)生了熱電勢(shì)，那么該導(dǎo)體一定是不均勻的。由此路中產(chǎn)生了熱電勢(shì)，那么該導(dǎo)體一定是不均勻的。由此可檢查熱電極材料的均勻性?？蓹z查熱電極材料的均勻性。 4)兩種均質(zhì)導(dǎo)體組成的熱電偶，其熱電勢(shì)只決定于兩種均質(zhì)導(dǎo)體組成的熱電偶，其熱電勢(shì)只決定于兩個(gè)接點(diǎn)的溫度，與中間溫度的分布無(wú)關(guān)。兩個(gè)接點(diǎn)的溫度，與中間溫度的分布無(wú)關(guān)。 2022-6-1225 （2) 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律 若在熱電偶回路中插入中間導(dǎo)體，只要中間若在熱電偶回路中插入中間導(dǎo)體，只要中

17、間導(dǎo)體兩端的溫度相同，則對(duì)熱電偶回路的總熱導(dǎo)體兩端的溫度相同，則對(duì)熱電偶回路的總熱電勢(shì)沒(méi)有影響。電勢(shì)沒(méi)有影響。2022-6-1226應(yīng)用推廣：應(yīng)用推廣：2022-6-1227由此定律可以得到如下結(jié)論：由此定律可以得到如下結(jié)論：（1）已知熱電偶在某一給定冷端溫度下進(jìn)行）已知熱電偶在某一給定冷端溫度下進(jìn)行的分度，只要引入適當(dāng)?shù)男拚涂稍诹硗獾牡姆侄?，只要引入適當(dāng)?shù)男拚涂稍诹硗獾睦涠藴囟认率褂?。這就為制定和使用熱電偶冷端溫度下使用。這就為制定和使用熱電偶分分度表度表奠定了理論基礎(chǔ)。奠定了理論基礎(chǔ)。2022-6-1228根據(jù)公式根據(jù)公式),(),00ttEttEttEnABnABAB（）（)0

18、,2020,()0 ,（）（ABABABEtEtE變?yōu)椋鹤優(yōu)椋?022-6-12292022-6-12302）為使用補(bǔ)償導(dǎo)線提供了理論依據(jù)。）為使用補(bǔ)償導(dǎo)線提供了理論依據(jù)。一般把在一般把在0100的范圍內(nèi)和所配套使用的熱電偶具有的范圍內(nèi)和所配套使用的熱電偶具有同樣熱電特性的兩根廉價(jià)金屬導(dǎo)線稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。同樣熱電特性的兩根廉價(jià)金屬導(dǎo)線稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。 當(dāng)在熱電偶回路中分別引入與材料當(dāng)在熱電偶回路中分別引入與材料A、B有同有同樣熱電性質(zhì)的材料樣熱電性質(zhì)的材料2022-6-1231（3）標(biāo)準(zhǔn)電極定律 2022-6-1232_的數(shù)值越大，熱電偶的輸出熱電勢(shì)的數(shù)值越大，熱電偶的輸出熱電勢(shì)就越大。就越大。A

19、.熱端直徑熱端直徑 B. 熱端和冷端的溫度熱端和冷端的溫度 C. 熱端和冷端的溫差熱端和冷端的溫差 D. 熱電極的電導(dǎo)率熱電極的電導(dǎo)率練練 習(xí)：習(xí)：答案：答案：C2022-6-1233請(qǐng)你做一做請(qǐng)你做一做 在煉鋼廠中，有時(shí)直接將廉價(jià)熱電極（易耗品，例如在煉鋼廠中，有時(shí)直接將廉價(jià)熱電極（易耗品，例如鎳鉻、鎳硅熱偶絲，時(shí)間稍長(zhǎng)即熔化）插入鋼水中測(cè)量鎳鉻、鎳硅熱偶絲，時(shí)間稍長(zhǎng)即熔化）插入鋼水中測(cè)量鋼水溫度，如圖所示。試說(shuō)明：鋼水溫度，如圖所示。試說(shuō)明： 1鋼水包鋼水包 2鋼熔融體鋼熔融體 3熱電極熱電極A、B 4、7補(bǔ)償導(dǎo)線接線柱補(bǔ)償導(dǎo)線接線柱 5補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償導(dǎo)線 6保護(hù)管保護(hù)管 8毫伏表毫伏表 9

20、、10毫伏表接線柱毫伏表接線柱 2022-6-12341）為什么不必將工作端焊在一起？）為什么不必將工作端焊在一起？2）要滿足哪些條件才不影響測(cè)量精度？采用上）要滿足哪些條件才不影響測(cè)量精度？采用上述方法是利用了熱電偶的什么定律？述方法是利用了熱電偶的什么定律？3）如果被測(cè)物不是鋼水，而是熔化的塑料行嗎？）如果被測(cè)物不是鋼水，而是熔化的塑料行嗎？為什么？為什么？2022-6-1235（二）熱電偶的種類(lèi)及結(jié)構(gòu)形式（二）熱電偶的種類(lèi)及結(jié)構(gòu)形式 八種八種國(guó)際通用熱電偶：國(guó)際通用熱電偶： B:B:鉑銠鉑銠3030鉑銠鉑銠6 6 、S:S:鉑銠鉑銠1010鉑鉑 、 K:K:鎳鉻鎳鉻鎳硅鎳硅 、 E:E:

21、鎳鉻鎳鉻銅鎳（考銅鎳（考銅）銅）、 R:R:鉑銠鉑銠1313鉑鉑 、N:N:鎳鉻硅鎳鉻硅鎳硅鎳硅 、J:J:鐵鐵銅鎳銅鎳 、 T:T:銅銅銅鎳銅鎳 用于制造用于制造鉑鉑熱電偶熱電偶的各種的各種鉑鉑熱電偶絲熱電偶絲幾種常用熱電偶的測(cè)溫范圍及熱電勢(shì)幾種常用熱電偶的測(cè)溫范圍及熱電勢(shì) 分度號(hào)分度號(hào) 名稱名稱 測(cè)量溫度范圍測(cè)量溫度范圍 1000 C熱電勢(shì)熱電勢(shì)/ mVB鉑銠鉑銠3030鉑銠鉑銠6 6501820 C C4.8344.834R鉑銠鉑銠1313鉑鉑-501768 C C10.50610.506S鉑銠鉑銠1010鉑鉑-501768 C C9.5879.587K鎳鉻鎳硅鎳鉻鎳硅 (鋁鋁) -27

22、01370 C C41.27641.276E鎳鉻銅鎳鎳鉻銅鎳 (康康 銅銅)270800 C C?5種熱電偶的測(cè)溫范圍與熱電勢(shì)各有什么特點(diǎn)？種熱電偶的測(cè)溫范圍與熱電勢(shì)各有什么特點(diǎn)？2022-6-1237測(cè)量鋼水的溫度（測(cè)量鋼水的溫度（1400 1400 C C ），最好選擇），最好選擇_熱電偶；測(cè)量鋼退火爐的溫度熱電偶；測(cè)量鋼退火爐的溫度（5005001000 1000 C C ），最好選擇），最好選擇_熱熱電偶；測(cè)量汽輪機(jī)高壓蒸氣（電偶；測(cè)量汽輪機(jī)高壓蒸氣（200200 C C左右）左右）的溫度，且希望靈敏度高一些，選擇的溫度，且希望靈敏度高一些，選擇_熱電偶為宜。熱電偶為宜。A. R B.

23、 B A. R B. B C. S D. K C. S D. K E .E E .E 練練 習(xí)：習(xí)：答案：答案：A、D、E2022-6-1238 鎳鉻鎳鉻-鎳硅熱電偶的分度號(hào)為鎳硅熱電偶的分度號(hào)為_(kāi)，鉑銠，鉑銠13 -鉑熱電偶的分度號(hào)是鉑熱電偶的分度號(hào)是_， 鉑銠鉑銠30 - 鉑銠鉑銠6熱電偶的分度號(hào)是熱電偶的分度號(hào)是_。A.R B. B C. S D. K E. E請(qǐng)你做一做請(qǐng)你做一做答案：答案：D、A、B熱電偶的分度表熱電偶的分度表 熱電偶的線性較差，多數(shù)情況下采用查表法熱電偶的線性較差，多數(shù)情況下采用查表法 我國(guó)從我國(guó)從1991年開(kāi)始采用國(guó)際計(jì)量委員會(huì)規(guī)年開(kāi)始采用國(guó)際計(jì)量委員會(huì)規(guī)定的定的

24、“1990年國(guó)際溫標(biāo)年國(guó)際溫標(biāo)”（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱ITS-90）的新）的新標(biāo)準(zhǔn)。按此標(biāo)準(zhǔn)，制定了相應(yīng)的分度表，并且標(biāo)準(zhǔn)。按此標(biāo)準(zhǔn)，制定了相應(yīng)的分度表，并且有相應(yīng)的線性化集成電路與之對(duì)應(yīng)。有相應(yīng)的線性化集成電路與之對(duì)應(yīng)。 直接從熱電偶的分度表查溫度與熱電直接從熱電偶的分度表查溫度與熱電勢(shì)的關(guān)系時(shí)的約束條件是：勢(shì)的關(guān)系時(shí)的約束條件是：自由端（冷端）自由端（冷端）溫度必須為溫度必須為0 0 C C。 本教材的本教材的附錄附錄E列出了列出了工業(yè)中常用的工業(yè)中常用的鎳鉻鎳鉻-鎳硅（鎳硅（K）熱電偶）熱電偶的分度表。的分度表。如何利用熱電偶的分度表如何利用熱電偶的分度表 假設(shè)熱電偶的冷端溫度假設(shè)熱電偶的冷端溫度

25、為為0 0 C C，請(qǐng)根據(jù)本教材請(qǐng)根據(jù)本教材的附錄的附錄工業(yè)中常用的工業(yè)中常用的鎳鉻鎳鉻-鎳硅（鎳硅（K）熱電偶的熱電偶的分度表分度表，查出，查出100100 C 、0 0 C、 100100 C 時(shí)的時(shí)的熱電勢(shì)。熱電勢(shì)。數(shù)字式溫度表數(shù)字式溫度表溫度上限溫度上限設(shè)定值設(shè)定值溫度上限值溫度上限值設(shè)定鍵設(shè)定鍵K熱電偶熱電偶的分度表的分度表 比較比較查出的查出的3 3個(gè)個(gè)熱電勢(shì)，熱電勢(shì)，可以看出可以看出熱電勢(shì)是熱電勢(shì)是否否線性？線性？2022-6-1242如何由熱電偶的熱電勢(shì)查熱端溫度值如何由熱電偶的熱電勢(shì)查熱端溫度值 設(shè)設(shè)冷端為冷端為0 0 C C，根據(jù)以下電路中的毫伏表的根據(jù)以下電路中的毫伏表的

26、示示值值及及K熱電偶的熱電偶的分度表，分度表，查出查出熱端的溫度熱端的溫度tx 。2022-6-1243用鎳鉻用鎳鉻 鎳硅（鎳硅（K）熱電偶測(cè)溫度，已知冷端）熱電偶測(cè)溫度，已知冷端溫度溫度t0為為40 C ，用高精度毫伏表測(cè)得這時(shí)的熱，用高精度毫伏表測(cè)得這時(shí)的熱電勢(shì)為電勢(shì)為29.186mV，求被測(cè)點(diǎn)溫度。，求被測(cè)點(diǎn)溫度。 請(qǐng)你做一做請(qǐng)你做一做答案：答案： 740 C2022-6-12441.1.普通裝配型普通裝配型熱電熱電偶的外形偶的外形安裝安裝螺紋螺紋安裝安裝法蘭法蘭2022-6-1245普通普通裝配型裝配型熱電偶的熱電偶的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)放大圖放大圖 接線盒接線盒引出線套管引出線套管 固定螺紋固定

27、螺紋 （出廠時(shí)用塑料包裹）（出廠時(shí)用塑料包裹）熱電偶工作端（熱端）熱電偶工作端（熱端） 不銹鋼不銹鋼保護(hù)管保護(hù)管 2022-6-12462022-6-12472.2.鎧裝型熱電偶外形鎧裝型熱電偶外形法蘭法蘭鎧裝型熱電偶可鎧裝型熱電偶可 長(zhǎng)達(dá)上百米長(zhǎng)達(dá)上百米薄壁金屬薄壁金屬 保護(hù)套管保護(hù)套管（鎧體）（鎧體） BA絕緣絕緣 材料材料鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電偶橫截面橫截面2022-6-1248鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電偶 鎧裝熱電偶的制造工藝：鎧裝熱電偶的制造工藝：把熱電極材料與高溫絕把熱電極材料與高溫絕緣材料預(yù)置在金屬保護(hù)管中、運(yùn)用同比例壓縮延伸工緣材料預(yù)置在金屬保護(hù)管中、運(yùn)用同比例壓縮延伸工藝、將這三

28、者合為一體，制成各種直徑、規(guī)格的鎧裝藝、將這三者合為一體，制成各種直徑、規(guī)格的鎧裝偶體，再截取適當(dāng)長(zhǎng)度、將工作端焊接密封、配置接偶體，再截取適當(dāng)長(zhǎng)度、將工作端焊接密封、配置接線盒即成為柔軟、細(xì)長(zhǎng)的鎧裝熱電偶。線盒即成為柔軟、細(xì)長(zhǎng)的鎧裝熱電偶。 鎧裝熱電偶特點(diǎn)：鎧裝熱電偶特點(diǎn)：內(nèi)部的熱電偶絲與外界空氣隔內(nèi)部的熱電偶絲與外界空氣隔絕，有著良好的抗高溫氧化、抗低溫水蒸氣冷凝、抗絕，有著良好的抗高溫氧化、抗低溫水蒸氣冷凝、抗機(jī)械外力沖擊的特性。鎧裝熱電偶可以制作得很細(xì)，機(jī)械外力沖擊的特性。鎧裝熱電偶可以制作得很細(xì)，能解決能解決微小、狹窄場(chǎng)合微小、狹窄場(chǎng)合的測(cè)溫問(wèn)題，且具有抗震、的測(cè)溫問(wèn)題，且具有抗震、可彎曲、超長(zhǎng)