热电偶温度计的测温原理、选型及其应用.docx

《自动检测技术及仪表》

课程设计报告

热电偶温度计的测温原理、选型及其应用

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目 录

一

摘要……………………

3

二

热电偶温度计的测温原理……………

3

2.1 热电偶的测温原理 ……………

3

2.2 接触电势…………

4

2.3 温差电势…………

4

2.4 热电偶温度计闭合回路的总热电势……………

4

三

热电偶温度计的组成结构及其作用和特……………

5

3.1 热电偶温度计的组成结构……………………

5

3.2 热电偶温度计的作用及特点…………………

6

四

热电偶温度计测温技术中涉及到的定则……………

7

4.1 均质导体定则…………………

7

4.2 中间导体定则…………………

7

4.3 连接导体和中间温度定则……………………

8

五

热电偶温度计的误差分析及选型……………………

8

5.1 影响测量误差的主要因素……………………

8

5.1.1插入深度…………………

8

5.1.2响应时间…………………

9

5.1.3热辐射………………

10

5.1.4冷端温度………………

11

5.2

热电偶温度计的选型………

11

六

现场安装及其注意事项………………

13

七

总结……………………

13

八

参考文献………………

15

一、摘要

热电偶温度计是一种最简单﹑最普通，测温范围最广的温度传感器，是科研﹑生产最常用的温度传感器。在使用时不注意，也会引起较大测量误差。针对当前存在的问题，详细探讨影响测量误差的主要因素：热电偶插入深度﹑响应时间﹑热辐射及冷端温度等因素对测量的影响；在使用时应该怎样选择热电偶温度计，以及使用时的一些安装注意事项，这对提高测量精度，延长热电偶寿命，都有一定的意义。二、热电偶温度计的测温原理

热电偶温度计是一种感温元件,把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表转换成被测介质的温度。

热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体组成闭合回路,当两端温度不同时,回路中就会产生电势，这种现象称为热电效应（或者塞贝克效应）。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表；分度表是自由端温度在0°C时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。热电偶温度计测温原理图如图所示：

其中，T是热端、工作端或者测量端，T0

称为冷端、自由端或者参比端。A和B称为热电极，热电势E

AB

大小由接触电势和温差电势决定。

接触电势：也叫珀尔电势，其大小表示为：

KT N

(T,T)的

0

lne (T)?

ln

AB

AT

e N

BT

其中：e

(T)——导体A和B在温度为T时的接触电势，A和B的顺

AB

AT BT序代表电动势的方向；k——玻尔兹曼常数；T——接触处的绝对温度；e——单位电荷量；N 、N ——分别为金属A和B的自由电子密度。由接触电势的公式可知：

AT BT

温差电势：是基于汤姆逊效应产生的，即同一导体的两端因其

温度不同而产生的电动势。

K

其大小表示为： e

(T,T

)? ?T? dT

A 0

e(T,T)?

e T A

0K

0

?T? dT

B 0 e T B

0

其中：Δa、δB——分别为导体A和B的汤姆逊系数；

eA（T，T

0

）、eB（T，T

0

）