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1、4.4 热电偶式温度传感器,4.4.1 基本原理 1.热电效应,图4.16 热电偶回路,4.4 热电偶式温度传感器,热电效应现象动态演示,4.4 热电偶式温度传感器,2.热电偶热电动势 热电动势由接触电动势和温差电动势两部分组成。,EAB（T，T0）=eAB（T）-eAB（T0）,4.4 热电偶式温度传感器,3.第三导体定律,图4.18 第三导体热电回路,4.4 热电偶式温度传感器,结论：(1)热电偶回路热电势的大小只与组成热电偶的材料及两端温度有关，与热电偶的长度、粗细无关。(2)只有用不同性质的导体(或半导体)才能组合成热电偶，相同材料不会产生热电势，因为当A、B两种导体材料是同一种材料时
2、，EAB(T，T0)0。(3)只有当热电偶两端温度不同、热电偶的两导体材料不同时才能有热电势产生。(4)导体材料确定后，热电势的大小只与热电偶两端的温度有关。如果使EAB(T0)=常数，则回路热电势EAB(T，T0)就只与温度T有关，而且是T的单值函数，这就是利用热电偶测温的原理。,4.4 热电偶式温度传感器,4.4.2 热电偶组成、分类及其特点,表 41 常用热电偶,4.4 热电偶式温度传感器,1.按结构分类（1）普通热电偶,图4.19 普通热电偶1热电极 2绝缘套管 3保护套管 4接线盒 5接线盒盖,4.4 热电偶式温度传感器,（2）铠装热电偶（又称套式热电偶）,图4.20 铠装式热电偶断
3、面结构示意图1金属套管 2绝缘材料 3热电极（a）碰底型(b)不碰底型(c)露头型(d)帽型,4.4 热电偶式温度传感器,（3）快速反应薄膜热电偶,图4.21 快速反应薄膜热电偶1热电极 2电接点 3绝缘基板 4引出线,4.4 热电偶式温度传感器,（4）快速消耗微型热电偶,图4.22 快速消耗微型热电偶1钢帽 2石英 3纸环 4绝热泥 5冷端 6棉花 7绝缘纸管 8补偿导线 9套管 10塑料插座 11簧管与引线,4.4 热电偶式温度传感器,2.按连接方式分类（1）并联热电偶,图4.23 并联热电偶,4.4 热电偶式温度传感器,（2）串联热电偶,图4.24 串联热电偶,4.4 热电偶式温度传感器
4、,4.4.3 热电偶冷端的延长,图4.25 利用补偿导线延长热电偶的冷端接线图 1测量端 2热电极 3接线盒1(中间温度）4补偿导线 5接线盒2(新的冷端）6铜引线(中间导线)7毫伏表,4.4 热电偶式温度传感器,4.4.4 热电偶的冷端补偿法1.冷端恒温法（1）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0不变。,4.4 热电偶式温度传感器,图4.26 冰浴法接线图1被测液体管道 2热电偶 3接线盒 4补偿导线 5铜制质导线 6毫伏表 7冰瓶 8冰水混合物 9试管 10一新的冷端,4.4 热电偶式温度传感器,（2）将热电偶的冷端置于电热恒温器中，恒温器的温度略高于环境温度
5、的上限（例如40）。（3）将热电偶的冷端置于恒温空调房间中，使冷端温度恒定。,4.4 热电偶式温度传感器,2.仪表调零修正法 当热电偶与动圈式仪表配套使用时，若热电偶的自由端温度T0基本恒定，对测量精度要求又不高时，可将仪表的机械零点调至热电偶自由端温度T0。的位置上，这相当于在输入热电偶的热电动势EAB（T，T0）前先给仪表输入一个热电动势EAB（T0，0）。这样，仪表在使用时所指示的值即为EAB（T，T0）+EAB（T0，0）。进行仪表机械零点调整时，首先应将仪表的电源和输人信号切断，然后用螺丝刀调节仪表面板上的螺丝使指针指向T0的刻度上。,4.4 热电偶式温度传感器,3.电桥补偿法,图4
6、.27 热电偶冷端电桥补偿法,4.4 热电偶式温度传感器,4.电位补偿法,图4.28 热电偶的电位补偿法,4.4 热电偶式温度传感器,5.计算修正法,EAB(T，T0)是用毫伏表直接测得的热电动势毫伏数。,EAB(T，0)是从该热电偶分度表中查出来的。,4.4 热电偶式温度传感器,4.4.5 热电偶的选择、安装使用和校验1热电偶的使用,图4.29 热电偶安装简图,4.4 热电偶式温度传感器,2热电偶的定期校验,图4.30 热电偶的校验1调压变压器 2管式电炉 3标准热电偶 4被校热电偶 5冰瓶 6切换开关 7测试仪表 8试管,4.4 热电偶式温度传感器,4.4.6 热电偶的应用1金属表面温度的测量,(a)将热电偶粘贴在被测元件表面（b）测量端从斜孔内插入（c）测量端从原有的孔内插入 图4.31 适合不同壁面的热电偶使用方式 1功率元件 2散热片 3薄膜热电偶 4绝热保温层 5车刀 6激光加工的斜孔 7露头式铠装热电偶测量端 8薄膜金属保护套管 9冷端 10工件,4.4 热电偶式温度传感器,2燃气热水器防熄火、防缺氧装置,图4.32 燃气热水器防熄火、防缺氧示意图1燃气进气管 2引火管 3高压放电针 4主燃烧器 5电磁阀线圈 A1、B1热电偶1 A2、B2一热电偶2,
