new第章热电偶温度计-公开课件.ppt

§2-3 热电偶温度计 Thermocouple Thermometer 热电偶测温原理 概述 1）热电偶是应用最普遍、最广泛的温度测量元件。 2）既可用于流体温度测量也可用于固体温度测量，既可以检测静态温度也能测量动态温度。 3）在火电厂中，主蒸汽、过热器管壁与高温烟气等的温度都是采用热电偶测量的。 4）热电偶一般用于测量100～1600℃范围内温度，用特殊材料制成的热电偶还可测更高或更低的温度； 5）热电偶将感受到的温度信号直接转换成电势信号输出，便于测量、信号传输、自动记录和控制等。 一、热电偶测温原理 将两种不同材料的导体组成一个闭合回路，如果两端接点的温度不同，回路中将产生电势，称为热电势。这个物理现象称为热电效应 或塞贝克效应。 热电势 接触电势 + 温差电势 当热电偶材料确定后，总热电势与温度t和t0有关 几点说明： 热电偶热电势量EAB(t，t0)是温度函数之差，不是温度差（t－t0）的函数。 二、热电偶基本定律 中间导体定律 均质导体定律 中间温度定律 1、中间导体定律 由不同材料组成的闭合回路中，若各种材料接触点的温度都相同，则回路中热电势的总和等于零。 推论一： 在热电偶回路中接入第三种(或更多种) 导体材料，只要接入的导体材料两端的温度相同，则对热电偶回路的热电势不产生影响。 为测量仪表接入热电偶A、B回路，组成热电偶测温系统来测量热电势提供了理论基础。 开路热电偶的使用（金属壁面、液态金属） 推论二： 如果两种导体A、B对另一种参考导体C的热电势为已知，则这两种导体组成热电偶的热电势是它们对参考导体热电势的代数和。即 EAB(t , t0)= EAC(t , t0)+ ECB (t , t0) 2、均质导体定律 由一种均质导体(或半导体)组成的闭合回路，不论导体(或半导体)的截面和长度如何，各处的温度分布如何，都不能产生热电势。 推论： 3、中间温度定律 接点温度为t1和t2的热电偶，它的热电势 等于接点温度分别为t1，t3和t3，t2的两支同性质热电偶的热电势的代数和。即 EAB(t1, t2)= EAB(t1, t3)+ EAB (t3, t2) 已知热电偶在某一给定冷端温度（t0）下进行的分度，只要进行一些简单的计算，就可以在另外的冷端温度（t1）下使用。 实际测量时，冷端t0往往为环境温度。 如t0＝20℃时，测得 EAB(t，20)，要求 t＝？ 解：查表得EK(20，0)＝0.798 mV, 则 EK (t，0) ＝ EK (t，20)＋ EK (20，0) ＝30.799 mV 查分度表求得 t =740 ℃ 。 如果用EK(t，20)＝30.001 mV直接查表，则得t’=720.9 ℃ ，显然误差是很大的。 和热电偶具有相同热电性质的补偿导线可引入热电偶的回路中，相当于把热电偶延长而不影响热电偶应有的热电势。 注意： 补偿导线应该与热电偶配套使用； 连接时极性不可接错: 正极-红色（P）,负极-其它色（N） 补偿型补偿导线，必须保证它与热电偶连接的两个接点温度一致。 热电偶的补偿导线： 延伸型、补偿型两种 结构与电缆一样。 延伸型补偿导线的材料与相应的热电偶相同，准确度略低。 补偿型补偿导线材料与对应的热电偶不同，用贱金属制成，低温下它们的热电性质相同。 课堂练习 1、已知K分度号（镍铬－镍硅）热电偶的热电势EK(100，0)＝4.095mV， EK(20，0)＝0.798mV，EK(30，20)＝0.405mV。 试求 EK(30，0)、 EK(100，20)、 EK(100，30)。 1.203mV, 3.297mV, 2.892mV 解：查表得EK(20，0)＝0.798 mV, 则 EK (t，0) ＝ EK (t，20)＋ EK (20，0) ＝30.799 mV 查分度表求得 t =740 ℃ 。 如果用EK(t，20)＝30.001 mV直接查表，则得t’=720.9 ℃ ，显然误差是很大的。 注意： 补偿导线应该与热电偶配套使用； 连接时极性不可接错: 正极-红色（P）,负极-其它色（N） 补偿型补偿导线，必须保证它与热电偶连接的两个接点温度一致。 三、常用热电