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《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
学院：班级：姓名：学号：
PAGE
PAGE10
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
）
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