传感器原理及检测技术PPT电子课件教案-第7章 热电式传感器参考.ppt

典型应用电路 电路图中的12位ADC带有温度检测二极管，温度检测二极管将环境温度转换成电压量，IC通过处理热电偶电压和二极管的检测电压，计算出补偿后的热结点温度。数字输出是对K型热电偶测试温度进行补偿后的。 结果，在0℃至+700℃温度范围内，器件温度误差保持在±9LSB以内。虽然该器件的测温范围较宽，它不能测量0℃以下的温度。 如果热电偶与仪表之间直接用铜导线连接，根据中间导体定律，输入仪表的热电动势为 ： E(50，0)＝2.022mV； E(20，0)=0.798mV。 E(800，50)=E(800，0)-E(50，0) 　　　　　=(33.277-2.022)mV 　　　　　=31.255mV 查分度表知，对应31.255mV的温度是751℃。与炉内真实温度相差49℃。 如果在热电偶与仪表之间用补偿导线连接，相当于将热电极延伸到仪表室，输入仪表的热电动势为 E(800，20)=E(800，0)-E(20，0) 　　　　　=(33.277-0.798)mV 　　　　　=32.479mV 查分度表知，对应32.479mV的温度是781℃，与炉内真实温度相差19℃。 若冷端温度恒定，但并非0℃，要使测出的热电动势只反映热端的实际温度，则必须对温度进行修正。修正公式如下： 3. 计算修正法 例7-3 用镍铬-镍硅热电偶测某一水池内水的温度，测出的热电动势为2.436mV。再用温度计测出环境温度为30℃(且恒定)，求池水的真实温度。 解：由镍铬-镍硅热电偶分度表查出 E(30，0)= 1.203mV E(T，0)= E(T，30)+E(30，0) =2.436mV+1.203mV=3.639mV 所以： 查分度表知其对应的实际温度为T=88℃。即池水的真实温度是88℃。 4. 电桥补偿（又称冷端补偿器）法 图6-14 补偿电桥 T I2 I1 - E RS RT R3 R1 R2 + A T T0 B U 回路输出电压为: U= E（T，T0）+(UT－U3) 只要能满足下式即可达到自动补偿的目的 如果热电偶的冷端温度变化范围为0~+50℃，热电偶选用铂铑10-铂。查分度表得出△E为0.299mV，因此补偿电阻Rt的阻值可以根据上式求出。 ±(0.065 ?0.0065t) 镍铬-考铜 WBC-57-EA ±(0.04 ?0.004t) 镍铬-镍硅 WBC-57-EU ±(0.015 ?0.0015t) 150?115? 50 ? 0.25 1 4 0~40 20 铂铑-铂 WBC-57-LB ±0.18 镍铑-考铜 WBC-3 ±0.16 镍铬-镍铝 镍铬-镍硅 WBC-2 ±0.045 220?113?72 ?8 1 AC 220 0~50 20 铂铑-铂 WBC-1 补偿误差(mV) 外形尺寸(mm) 消耗 (vA) 内阻 (Ω) 电源 (v) 补偿范围 (°C) 电桥平衡时温度(°C) 配用 热电偶 型号 几种常用的冷端温度补偿器 5. 补正系数法 把参比端实际温度TH乘上系数k，加到由EAB(T，TH)查分度表所得的温度上，成为被测温度T。用公式表达即 式中：T——为未知的被测温度； T′——为参比端在室温下热电偶电势与分度表上对应的某个温度； TH——室温； k——为补正系数，其它参数见下表。 例 用铂铑10－铂热电偶测温，已知冷端温度TH=35℃，这时热电动势为11.348mV．查S型热电偶的分度表，得出与此相应的温度T′=1150℃。再从下表中查出，对应于1150℃的补正系数k=0.53。于是，被测温度 T=1150+0.53×35=1168.3（℃） 用这种办法稍稍简单一些，比计算修正法误差可能大一点，但误差不大于0.14％。 T＝ T′＋ k T H 温度T′/℃ 补正系数k 铂铑10-铂(S) 镍铬-镍硅（K） 100 0.82 1.00 200 0.72 1.00 300 0.69 0.98 400 0.66 0.98 500 0.63 1.00 600 0.62 0.96 700 0.60 1.00 800 0.59 1.00 900 0.56 1.00 1000 0.55 1.07 1100 0.53 1.11 1200 0.53 — 1300 0.52 — 1400 0.52 — 1500 0.53 — 16