溫度傳感器的原理及應用

溫度傳感器的原理和應用一、熱電偶的應用原理熱電偶是工業上zui常用的溫度檢測元件之一。 ①具有測量精度高的優點。 由于熱電偶直接與被測對象接觸，因此不受中間介質的影響。 ②測量范圍廣。 通常的熱電偶可以從-50~+1600℃連續測量，特定的特殊熱電偶zui可以測量到-269℃(例如鐵鎳鉻合金)，zui可以測量到+2800℃(例如鎢-錸)。 ③結構簡單，使用方便。 熱電偶通常由兩種不同的電線組成，且不受大小和開頭限制，外面有保護套，使用方便。 1 .熱電偶測溫的基本原理是，如圖2-1-1所示，焊接2種不同材料的導體或半導體a和b，構成一個閉合電路。 當導體a和b的兩個執著點1和2之間存在溫度差時，在兩者之間產生電動勢，在電路中產生大電流的現象被稱為熱電效應。 熱電偶利用這個效果發揮作用。 2、熱電偶的種類和結構形成(1)熱電偶的種類常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶2種。 調用的標準熱電偶是指國家標準規定了熱電勢與溫度的關系、允許誤差、統一的標準尺度的熱電偶，有與其配套的顯示器。 未標準化的熱電偶不及使用范圍或數量級標準化的熱電偶，一般也沒有統一的標度表，主要用于特殊情況下的測量。 標準化熱電偶我國自1988年1月1日起，熱電偶和熱阻均按IEC國際標準生產，將s、b、e、k、r、j、t 7種標準化熱電偶指定為中國統一設計型熱電偶。 (2)熱電偶的結構形式為了保證熱電偶可靠且穩定地工作，在其結構中①構成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固②兩個熱電極相互絕緣，必須防止短路③補償導線與熱電偶自由端的連接必須簡單可靠 3 .熱電偶冷端的溫度補償，由于熱電偶的材料一般是貴重的(特別是采用貴金屬的情況)，因此從測溫點到計量儀表的距離較遠，為了節約熱電偶的材料，降低成本，通常采用補償導線將熱電偶的冷端(自由端)延伸到比較穩定的溫度控制室，并與計量儀表端子連接 必須指出，熱電偶補償導線的作用只是將熱電偶的冷端子移動到控制室的儀表端子，不能消除冷端子的溫度變化對測溫的影響，不能進行補償。 因此，為了補償冷卻溫度t0&ne，還需要其他修正方法，對0℃下的測溫產生影響。 使用熱電偶補償導線時，要注意形式一致，不能搞錯極性，補償導線和熱電偶連接端的溫度不得超過100℃。 二、熱阻的應用原理熱阻是中低溫區zui中常用的溫度檢測器。 其主要特點是測量精度高，性能穩定。 其中鉑熱的電阻測度zui高，不僅在工業測溫中，在標準標準儀器中也得到了廣泛應用。 1 .測溫電阻體的測溫原理和材料測溫電阻體是根據金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加的特性進行溫度測定的。 熱電阻幾乎都是純金屬材料制成的，現在大多使用zui的是鉑和銅，除此之外，現在還開始用中值、鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。 2 .熱阻的結構(1)精通型熱阻工業中常用的熱阻感溫元件(電阻體)的結構和特征如表2-1-11所示。 根據測溫電阻體的測溫原理，被測溫度的變化直接通過測溫電阻體的電阻值的變化來測量，因此測溫電阻體的引線等各種引線電阻的變化對溫度測量有影響。 (2)護套熱阻體護套熱阻體是組合了溫感元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套筒的堅固的體，如圖2-1-7所示，外徑一般為&phi； 2~&phi； 8mm，zui小可達&phi； mm。 與普通型熱阻體相比，具有體積小、內部無氣隙、熱慣性上測量滯后小的優點②機械性能好、耐振動、耐沖擊③能彎曲、安裝容易④壽命長。 (3)端面熱阻端面熱阻感溫元件用經過特殊處理的電阻線材卷繞，與溫度計端面緊密接觸，其結構如圖2-1-8所示。 這與一般的軸向熱電阻體相比，能夠更準確且迅速地反映被測量端面的實際溫度，適用于測量金屬和其他工件的端面溫度。 (4)隔爆型熱電阻隔板隔爆熱電阻體通過特殊結構的端子箱，將該殼體內部的爆炸性混合氣體因火花或電弧等的影響而產生的爆炸封閉在端子箱內，在生產現場不發生爆炸。 隔爆型熱電阻體可用于Bla~B3c級區域有爆炸危險場所的溫度測量。 3 .構成測溫電阻體系統的測溫電阻體系統一般由測溫電阻體、連接線、顯示器等構成。 ①測溫電阻體與顯示器的分度代號必須一致②為了消除連接導線電阻變化的影響，必須注意必須采用三線式連接法。 具體內容見本篇第三章。 (2)護套測溫電阻體護套測溫電阻體是組合了感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套筒的堅固的體，如圖2-1-7所示，其外徑一般為&phi； 2~&phi； 8mm，zui小可達&phi； mm。 與普通型熱電阻相比，具有體積小、內部無氣隙、熱慣性上測量滯后小的優點②機械性能好、抗振動、抗沖擊、③易彎曲、易安裝④壽命長。 (3)端面熱阻端面熱阻感溫元件用經過特殊處理的電阻線材卷繞，與溫度計端面緊密接觸，其結構如圖2-1-8所示。 這與一般的軸向熱電阻體相比，能夠更準確且迅速地反映被測量端面的實際溫度，適用于測量金屬和其他工件的端面溫度。 (4)隔爆型熱電阻抗體通過特殊構造的端子箱，為了使其殼體內部的爆炸性混合氣體接受火花或電弧等影響電阻抗體的隔斷修理，改變電阻線的長度對電阻值產生影響，因此更換新電阻抗體較好，采用焊接修理時，焊接后驗證合格后使用。

本文熱電偶高頻詞： 測溫  測量 

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