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1、4.8 4.8 熱電式傳感器熱電式傳感器將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的裝置。將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的裝置。最常用的熱電式傳感器：最常用的熱電式傳感器：將溫度轉(zhuǎn)換為電勢(shì)的變化熱電偶將溫度轉(zhuǎn)換為電勢(shì)的變化熱電偶將溫度轉(zhuǎn)換為電阻的變化熱電阻將溫度轉(zhuǎn)換為電阻的變化熱電阻11.熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)TT0AB熱端（工作端）冷端（自由端）兩兩種種不不同同的的導(dǎo)導(dǎo)體體(或或半半導(dǎo)導(dǎo)體體)A A和和B B組組合合成成如如圖圖所所示示閉閉合合回回路路，若若導(dǎo)導(dǎo)體體A A和和B B的的兩兩個(gè)個(gè)連連接接點(diǎn)點(diǎn)處處溫溫度度不不同同（設(shè)設(shè)T TT T0 0），則則在在此此閉閉合合回回路路中中就就有有電

2、電流流產(chǎn)產(chǎn)生生，也也就就是是說(shuō)說(shuō)回回路路中中有有電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)存存在在，該該電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)的的方方向向和和大大小小與與導(dǎo)導(dǎo)體體的的材材料料及及兩兩接接點(diǎn)點(diǎn)的的溫溫度度有有關(guān)關(guān)。這這種種現(xiàn)現(xiàn)象象叫叫做做熱熱電電效效應(yīng)應(yīng)。兩兩種種導(dǎo)導(dǎo)體體組組成成的的回回路路稱稱為為“熱熱電電偶偶”，這兩種導(dǎo)體稱為這兩種導(dǎo)體稱為“熱電極熱電極”，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)則稱為，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)則稱為“熱電勢(shì)熱電勢(shì)”。這種現(xiàn)象早在這種現(xiàn)象早在18211821年首先由塞貝克（年首先由塞貝克（SeeSeebackback）發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn),所以又稱塞貝克效應(yīng)。所以又稱塞貝克效應(yīng)。4.8.1 4.8.1 熱電偶熱電偶2熱熱電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)由由兩兩部部分分

3、電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)組組成成，一一部部分分是是兩兩種種導(dǎo)導(dǎo)體體的的接接觸觸電電勢(shì)勢(shì)，另另一一部部分分是單一導(dǎo)體的是單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)溫差電勢(shì)。熱電偶原理圖TT0AB接觸電勢(shì)接觸電勢(shì)溫差電勢(shì)溫差電勢(shì)熱電勢(shì)熱電勢(shì) EAB(T,T0)3（1 1）接觸電勢(shì)）接觸電勢(shì)所所有有金金屬屬中中都都有有大大量量自自由由電電子子，而而不不同同的的金金屬屬材材料料其其自自由由電電子子密密度度不不同同。當(dāng)當(dāng)兩兩種種不不同同的的金金屬屬導(dǎo)導(dǎo)體體接接觸觸時(shí)時(shí)，若若金金屬屬A A的的自自由由電電子子密密度度大大于于金金屬屬B B的的 ，則則在在同同一一瞬瞬間間由由A A擴(kuò)擴(kuò)散散到到B B的的電電子子將將比比由由B B擴(kuò)擴(kuò)散散到到A

4、 A的的電電子子多多，因因而而A A對(duì)對(duì)于于B B因因失失去去電電子子而而帶帶正正電電，B B獲獲得得電電子子而而帶帶負(fù)負(fù)電電，在在接接觸觸處處便便產(chǎn)產(chǎn)生生電電場(chǎng)場(chǎng)。A A、B B之間便產(chǎn)生了一定的接觸電動(dòng)勢(shì)。之間便產(chǎn)生了一定的接觸電動(dòng)勢(shì)。接觸電勢(shì)原理圖+ABTEAB(T)-EAB(T)導(dǎo)體A、B結(jié)點(diǎn)在溫度T 時(shí)形成的接觸電動(dòng)勢(shì)；e單位電荷，e=1.610-19C；K波爾茲曼常數(shù)，K=1.3810-23 J/K；nA、nB 導(dǎo)體A、B在溫度為T 時(shí)的電子密度。上式說(shuō)明接觸電動(dòng)勢(shì)的大小與接點(diǎn)溫度的高低及導(dǎo)體中的電子密度有關(guān)。上式說(shuō)明接觸電動(dòng)勢(shì)的大小與接點(diǎn)溫度的高低及導(dǎo)體中的電子密度有關(guān)。4對(duì)對(duì)于

5、于任任何何一一種種導(dǎo)導(dǎo)體體，當(dāng)當(dāng)其其兩兩端端溫溫度度不不同同時(shí)時(shí)，兩兩端端的的自自由由電電子子濃濃度度也也不不同同，溫溫度度高高的的一一端端濃濃度度大大，具具有有較較大大的的動(dòng)動(dòng)能能；溫溫度度低低的的一一端端濃濃度度小小，動(dòng)動(dòng)能能也也小小。因因此此高高溫溫端端的的自自由由電電子子要要向向低低溫溫端端擴(kuò)擴(kuò)散散，高高溫溫端端因因失失去去電電子子而而帶帶正正電電，低低溫端得到電子而帶負(fù)電，形成溫端得到電子而帶負(fù)電，形成溫差電動(dòng)勢(shì)溫差電動(dòng)勢(shì)，又稱湯姆森電動(dòng)勢(shì)。，又稱湯姆森電動(dòng)勢(shì)。（2 2）溫差電勢(shì)）溫差電勢(shì)AEA(T,To)ToT溫差電勢(shì)原理圖T、T0高、低溫端的絕對(duì)溫度；湯姆遜系數(shù)，表示導(dǎo)體A兩端的

6、溫度差為1時(shí)所產(chǎn)生的溫差電動(dòng)勢(shì)。其大小與材料和溫度有關(guān)5由由導(dǎo)導(dǎo)體體材材料料A、B組組成成的的閉閉合合回回路路，其其接接點(diǎn)點(diǎn)溫溫度度分分別別為為T、T0,如如果果TT0，nAnB 則必存在著兩個(gè)接觸電勢(shì)和兩個(gè)溫差電勢(shì)，回路總電勢(shì)：則必存在著兩個(gè)接觸電勢(shì)和兩個(gè)溫差電勢(shì)，回路總電勢(shì)：T0TEAB(T)EAB(T0)EA(T,T0)EB(T,T0)AB（3 3）回路總電勢(shì)回路總電勢(shì)6由此可以得出以下結(jié)論：由此可以得出以下結(jié)論：如如果果熱熱電電偶偶兩兩電電極極材材料料相相同同，即即，即即使使兩兩端端溫溫度度不不同同，但但閉閉合合回回路路的的總總電電勢(shì)勢(shì)仍仍為為0，因因此此熱熱電電偶偶必必須須用用兩兩種

7、種不不同同材材料料作熱電極作熱電極；如如果果熱熱電電偶偶兩兩電電極極材材料料不不同同，而而熱熱電電偶偶兩兩端端的的溫溫度度相相同同，即即 ，閉合回路中也不產(chǎn)生熱電勢(shì)。，閉合回路中也不產(chǎn)生熱電勢(shì)。熱熱電電偶偶回回路路的的熱熱電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)只只與與組組成成熱熱電電偶偶的的材材料料及及兩兩端端接接點(diǎn)點(diǎn)的的溫溫度度有有關(guān)；與熱電偶的長(zhǎng)度、粗細(xì)、形狀無(wú)關(guān)。關(guān)；與熱電偶的長(zhǎng)度、粗細(xì)、形狀無(wú)關(guān)。7由由于于在在金金屬屬中中自自由由電電子子數(shù)數(shù)目目很很多多，溫溫度度對(duì)對(duì)自自由由電電子子密密度度的的影影響響很很小小，故故溫溫差電動(dòng)勢(shì)可以忽略不計(jì)，差電動(dòng)勢(shì)可以忽略不計(jì)，在熱電偶回路中起主要作用的是接觸電動(dòng)勢(shì)在熱電偶回

8、路中起主要作用的是接觸電動(dòng)勢(shì)。在工程上常用上式來(lái)表征熱電偶回路的總電勢(shì)。在工程上常用上式來(lái)表征熱電偶回路的總電勢(shì)。并并通通常常使使為為常常數(shù)數(shù),這這樣樣回回路路總總熱熱電電勢(shì)勢(shì)就就是是測(cè)測(cè)量量端端溫溫度度的的單單值值函數(shù)，這給工程中熱電偶測(cè)量溫度帶來(lái)極大方便。函數(shù)，這給工程中熱電偶測(cè)量溫度帶來(lái)極大方便。在在不不同同的的測(cè)測(cè)量量端端溫溫度度下下精精確確地地測(cè)測(cè)量量出出回回路路中中的的總總熱熱電電勢(shì)勢(shì)，并并將將所所測(cè)的結(jié)果繪制成曲線或表格，以供在使用時(shí)查閱。測(cè)的結(jié)果繪制成曲線或表格，以供在使用時(shí)查閱。89為什么所有的曲線均過(guò)原點(diǎn)（零度點(diǎn)）？為什么所有的曲線均過(guò)原點(diǎn)（零度點(diǎn)）？102.熱電偶基本定理

9、熱電偶基本定理由由一一種種均均質(zhì)質(zhì)導(dǎo)導(dǎo)體體組組成成的的熱熱電電偶偶，即即使使兩兩個(gè)個(gè)接接點(diǎn)點(diǎn)的的溫溫度度不不同同，回回路路中中的的總總電電勢(shì)也等于零。勢(shì)也等于零。（1 1）均質(zhì)導(dǎo)體定律）均質(zhì)導(dǎo)體定律如如果果兩兩個(gè)個(gè)熱熱電電極極是是非非均均質(zhì)質(zhì)導(dǎo)導(dǎo)體體，在在不不均均勻勻溫溫度度場(chǎng)場(chǎng)中中測(cè)測(cè)溫溫時(shí)時(shí)將將造造成成測(cè)測(cè)量量誤誤差，所以熱電極材料的均勻性是衡量熱電偶質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。差，所以熱電極材料的均勻性是衡量熱電偶質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。因因此此在在熱熱電電偶偶的的檢檢定定實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中中要要檢檢查查兩兩種種導(dǎo)導(dǎo)體體材材料料是是否否相相同同，也也要要檢檢查查熱熱電極材料的均勻性，以便判斷熱電偶是否合格。

10、電極材料的均勻性，以便判斷熱電偶是否合格。11（2 2）中間導(dǎo)體定律）中間導(dǎo)體定律在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體C，只要第三種導(dǎo)體的兩接點(diǎn)溫度相同，只要第三種導(dǎo)體的兩接點(diǎn)溫度相同，則回路中總的熱電動(dòng)勢(shì)不變，即中間導(dǎo)體對(duì)回路總電勢(shì)沒(méi)有影響。則回路中總的熱電動(dòng)勢(shì)不變，即中間導(dǎo)體對(duì)回路總電勢(shì)沒(méi)有影響。T T0 0T T0 0B BT TA AC C右圖回路中的總電動(dòng)勢(shì)為：右圖回路中的總電動(dòng)勢(shì)為：如如果果回回路路中中三三個(gè)個(gè)接接點(diǎn)點(diǎn)的的溫溫度度都都相相同同，即即T TT T0 0，則回路總電動(dòng)勢(shì)必為零，即：則回路總電動(dòng)勢(shì)必為零，即：即即則則12如如果果按按右右圖圖接接入入第第

11、三三種種導(dǎo)導(dǎo)體體C C，則回路中的總電動(dòng)勢(shì)為：，則回路中的總電動(dòng)勢(shì)為：T T1 1C CT T0 0T T1 1T TB BA A而而所以所以由以上分析可見(jiàn)，在利用熱電偶測(cè)溫時(shí)，一定要盡量保證接入的導(dǎo)線和儀表由以上分析可見(jiàn)，在利用熱電偶測(cè)溫時(shí)，一定要盡量保證接入的導(dǎo)線和儀表在其兩接入端點(diǎn)溫度相同，否則測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。在其兩接入端點(diǎn)溫度相同，否則測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。同時(shí)利用這個(gè)定則還可以使用開(kāi)路熱電偶測(cè)量液態(tài)金屬和金屬壁面的溫度。同時(shí)利用這個(gè)定則還可以使用開(kāi)路熱電偶測(cè)量液態(tài)金屬和金屬壁面的溫度。13在煉鋼廠中有時(shí)直接將廉價(jià)熱電極在煉鋼廠中有時(shí)直接將廉價(jià)熱電極(易耗品，例如鎳鉻易耗品，例如鎳鉻-鎳硅熱

12、偶絲，時(shí)鎳硅熱偶絲，時(shí)間稍長(zhǎng)即熔化間稍長(zhǎng)即熔化)插入鋼水中測(cè)量鋼水插入鋼水中測(cè)量鋼水溫度，如圖所示：試說(shuō)明溫度，如圖所示：試說(shuō)明1)為什么不必將工作端焊在一起為什么不必將工作端焊在一起?2)要滿足哪些條件才不影響測(cè)量精要滿足哪些條件才不影響測(cè)量精度度?采用上述方法是利用了熱電偶什采用上述方法是利用了熱電偶什么定律？么定律？3)如果檢測(cè)物不是鋼水，而是熔化如果檢測(cè)物不是鋼水，而是熔化的塑料行嗎？為什么？的塑料行嗎？為什么？14 用熱電偶測(cè)量金屬壁面溫度有兩種方案，如下圖所示，當(dāng)熱電偶具有相同用熱電偶測(cè)量金屬壁面溫度有兩種方案，如下圖所示，當(dāng)熱電偶具有相同的參考端溫度的參考端溫度t t0 0時(shí)，問(wèn)

13、在壁溫相等的兩種情況下，儀表的示值是否一樣？時(shí)，問(wèn)在壁溫相等的兩種情況下，儀表的示值是否一樣？為什么？為什么？15（3 3）中間溫度定律）中間溫度定律如如果果不不同同的的兩兩種種導(dǎo)導(dǎo)體體材材料料組組成成熱熱電電偶偶回回路路,其其接接點(diǎn)點(diǎn)溫溫度度分分別別為為T、T0時(shí)時(shí),則則其其熱熱電電勢(shì)勢(shì)EAB(T,T0)等等于于該該熱熱電電偶偶在在接接點(diǎn)點(diǎn)溫溫度度為為(T,Tm)和和(Tm,T0)時(shí)時(shí)相相應(yīng)應(yīng)的的熱電勢(shì)的代數(shù)和。熱電勢(shì)的代數(shù)和。BATm T T0 ABTm證明：證明：即：即：即該定則為使用分度表奠定了理論基礎(chǔ)。即該定則為使用分度表奠定了理論基礎(chǔ)。該該定定律律是是參參考考端端溫溫度度計(jì)計(jì)算算修

14、修正正法法的的理理論論依依據(jù)據(jù)。實(shí)實(shí)際際中中利利用用熱熱電電偶偶測(cè)測(cè)溫溫時(shí)時(shí)，常常參考端不為常常參考端不為0 0C C，可以利用此定律進(jìn)行修正。，可以利用此定律進(jìn)行修正。1617熱熱電電偶偶分分度度表表表表達(dá)達(dá)的的是是在在參參考考端端溫溫度度為為0C時(shí)時(shí)，熱熱端端溫溫度度與與熱熱電電勢(shì)勢(shì)之之間間的的對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系，并以表格的形式加以表示。應(yīng)關(guān)系，并以表格的形式加以表示。例例題題：用用鎳鎳鉻鉻鎳鎳硅硅（K型型）熱熱電電偶偶測(cè)測(cè)量量某某一一溫溫度度時(shí)時(shí)，若若冷冷端端（參參考考端端）溫溫度度，測(cè)測(cè)得得的的熱熱電電勢(shì)勢(shì)為為，求求測(cè)測(cè)量量端端實(shí)實(shí)際際溫度溫度18（4 4）標(biāo)準(zhǔn)（參考）電極定律標(biāo)準(zhǔn)（參考）電極

15、定律如如果果兩兩種種導(dǎo)導(dǎo)體體分分別別與與第第三三種種導(dǎo)導(dǎo)體體組組成成的的熱熱電電偶偶所所產(chǎn)產(chǎn)生生的的熱熱電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)已已知知，則則由由這兩種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)也就可知。這兩種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)也就可知。T0TEAB(T,T0)ABT0TEAC(T,T0)ACT0TEBC(T,T0)BC19兩式相減得：兩式相減得：根據(jù)中間導(dǎo)體定則可知：根據(jù)中間導(dǎo)體定則可知：代入前式可得：代入前式可得：由由于于純純鉑鉑絲絲的的物物理理化化學(xué)學(xué)性性能能穩(wěn)穩(wěn)定定，溶溶點(diǎn)點(diǎn)教教高高，易易提提純純，所所以以在在工工程程上上常常用用作作標(biāo)準(zhǔn)電極。標(biāo)準(zhǔn)電極。由由此此可可見(jiàn)見(jiàn)，當(dāng)當(dāng)任任一一電電極極B

16、,C,與與一一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)電電極極A組組成成的的熱熱電電偶偶所所產(chǎn)產(chǎn)生生的的熱熱電電勢(shì)勢(shì)為為已已知知時(shí)時(shí)，就就可可以以利利用用上上述述定定律律求求出出這這些些電電極極任任意意組組合合而而成成熱熱電電偶偶時(shí)的熱電勢(shì)。時(shí)的熱電勢(shì)。20解解：由由標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)電電極極定定律律，鎳鎳鉻鉻和和考考銅銅熱熱電電偶偶的的熱熱電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)應(yīng)應(yīng)等等于于鎳鎳鉻鉻合合金金與與純鉑熱電偶與考銅與純鉑熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)的差，即純鉑熱電偶與考銅與純鉑熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)的差，即例例熱熱端端為為100、冷冷端端為為0時(shí)時(shí)，鎳鎳鉻鉻合合金金與與純純鉑鉑組組成成的的熱熱電電偶偶的的熱熱電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)為為2.95mV，而而考考銅銅與與純純鉑鉑組組

17、成成的的熱熱電電偶偶的的熱熱電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)為為-4.0mV，求求鎳鉻和考銅組合而成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)。鎳鉻和考銅組合而成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)。2.95mV-(-4.0mV)=6.95mV213.常用熱電偶及其結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)常用熱電偶及其結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)工工程程上上實(shí)實(shí)用用的的熱熱電電偶偶應(yīng)應(yīng)該該線線性性度度好好、穩(wěn)穩(wěn)定定性性好好、互互換換性性好好、響響應(yīng)應(yīng)快快，以及便于加工。以及便于加工。國(guó)國(guó)際際電電工工委委員員會(huì)會(huì)共共推推薦薦了了8種種標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化熱熱電電偶偶。所所謂謂標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化是是指指工工藝藝上上比比較較成成熟熟，能能批批量量生生產(chǎn)產(chǎn)、性性能能穩(wěn)穩(wěn)定定、應(yīng)應(yīng)用用廣廣泛泛，具具有有統(tǒng)統(tǒng)一一分

18、分度度表表并并已已列列入入國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件中的熱電偶。國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件中的熱電偶。從從1988年年1月月1日日起起，我我國(guó)國(guó)熱熱電電偶偶和和熱熱電電阻阻的的生生產(chǎn)產(chǎn)全全部部按按國(guó)國(guó)際際電電工工委委員員會(huì)會(huì)（IEC）的的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，并并指指定定S、B、E、K、R、J、T（分分度度號(hào)號(hào)）七七種種標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化熱熱電電偶偶為為我我國(guó)國(guó)統(tǒng)統(tǒng)一一設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)型型熱熱電電偶偶。但但其其中中的的R型型（鉑鉑銠銠13-鉑鉑）熱熱電電偶，因其溫度范圍與偶，因其溫度范圍與S型（鉑銠型（鉑銠10-鉑）重合鉑）重合,我國(guó)沒(méi)有生產(chǎn)和使用。我國(guó)沒(méi)有生產(chǎn)和使用。22幾種常用熱電偶的測(cè)溫范圍及特點(diǎn)幾種常用熱電偶的測(cè)溫范圍及特點(diǎn)分

19、度號(hào) 名稱 測(cè)量溫度范圍 特點(diǎn)E鎳鉻銅鎳40800 C優(yōu)點(diǎn)：適用于還原氣氛中，靈敏度高，價(jià)格低缺點(diǎn)：使用溫度區(qū)窄，易氧化，高溫有滯后現(xiàn)象K鎳鉻鎳硅-401000 C優(yōu)點(diǎn)：線性度好，適于氧化性氣體，耐金屬蒸汽，價(jià)格低缺點(diǎn)：略有滯后現(xiàn)象，高溫還原氣氛中易腐蝕S鉑銠10鉑01400 C優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好，可做標(biāo)準(zhǔn)電極，可在氧化性和中性介質(zhì)中使用缺點(diǎn)：鉑分子易揮發(fā)而變質(zhì)，熱電勢(shì)小，成本高B鉑銠30鉑銠63001700 C優(yōu)點(diǎn)：可長(zhǎng)期應(yīng)用于1600C以上高溫，適合于氧化及中性介質(zhì)中使用缺點(diǎn)：常溫時(shí)熱電勢(shì)小，價(jià)格高2324普通裝配型普通裝配型熱電偶的外形熱電偶的外形安裝安裝螺紋螺紋安裝安裝法蘭法蘭25接線盒接

20、線盒引出線套管引出線套管熱電偶工作端（熱端）熱電偶工作端（熱端）不銹鋼不銹鋼保護(hù)管保護(hù)管 普通裝配型熱電普通裝配型熱電偶的結(jié)構(gòu)放大圖偶的結(jié)構(gòu)放大圖固定螺紋（出廠時(shí)用固定螺紋（出廠時(shí)用塑料包裹）塑料包裹）26鎧裝型熱電偶外形鎧裝型熱電偶外形法蘭法蘭鎧裝型熱電偶可鎧裝型熱電偶可 長(zhǎng)達(dá)上百米長(zhǎng)達(dá)上百米薄壁金屬薄壁金屬 保護(hù)保護(hù)套管（鎧體）套管（鎧體）BA絕緣絕緣 材料材料鎧裝型熱電偶橫截面鎧裝型熱電偶橫截面27鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電偶 鎧裝熱電偶特點(diǎn)：鎧裝熱電偶特點(diǎn)：內(nèi)部的熱電偶絲與外界空氣隔絕，有內(nèi)部的熱電偶絲與外界空氣隔絕，有著良好的抗高溫氧化、抗低溫水蒸氣冷凝、抗機(jī)械外力著良好的抗高溫氧化、抗

21、低溫水蒸氣冷凝、抗機(jī)械外力沖擊的特性。沖擊的特性。鎧裝熱電偶可以制作得很細(xì)，能解決鎧裝熱電偶可以制作得很細(xì)，能解決微小、狹窄場(chǎng)合微小、狹窄場(chǎng)合的的測(cè)溫問(wèn)題，且具有抗震、可彎曲、超長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。測(cè)溫問(wèn)題，且具有抗震、可彎曲、超長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。28薄膜型熱電偶薄膜型熱電偶用用真真空空蒸蒸鍍鍍、化化學(xué)學(xué)涂涂層層等等方方法法將將熱熱電電偶偶材材料料蒸蒸鍍鍍到到絕絕緣緣基基板板上上面面制制成成。其其本本身身熱熱容容量量小小，動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)響響應(yīng)應(yīng)快快，故故適適合合于于測(cè)測(cè)量微小面積和瞬時(shí)變化的溫度。量微小面積和瞬時(shí)變化的溫度。29 熱電偶的特點(diǎn)熱電偶的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，使用方便。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，使

22、用方便。輸出信號(hào)為電動(dòng)勢(shì)，因此測(cè)量時(shí)，可不要外加電源。輸出信號(hào)為電動(dòng)勢(shì)，因此測(cè)量時(shí)，可不要外加電源。測(cè)量范圍廣，可從測(cè)量范圍廣，可從26926918001800。測(cè)量精度高，與被測(cè)對(duì)象直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響。測(cè)量精度高，與被測(cè)對(duì)象直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響。便于遠(yuǎn)距離測(cè)量、自動(dòng)記錄及多點(diǎn)測(cè)量。便于遠(yuǎn)距離測(cè)量、自動(dòng)記錄及多點(diǎn)測(cè)量。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：體積大、靈敏度低：體積大、靈敏度低.輸出靈敏度一般為輸出靈敏度一般為VV。304.熱電偶參考端（冷端）的補(bǔ)償熱電偶參考端（冷端）的補(bǔ)償原因：原因：l為保證輸出熱電勢(shì)是被測(cè)溫度的單值函數(shù)，必須使冷端溫度保持恒定；為保證輸出熱電勢(shì)是被測(cè)溫度的單值函數(shù)，必須

23、使冷端溫度保持恒定；l熱電偶分度表給出的熱電勢(shì)是以冷端溫度熱電偶分度表給出的熱電勢(shì)是以冷端溫度0為依據(jù)。為依據(jù)。方法方法u冷端恒溫法冷端恒溫法u熱電偶導(dǎo)線補(bǔ)償法熱電偶導(dǎo)線補(bǔ)償法u參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償法參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償法31（1 1）冷端恒溫法冷端恒溫法把把熱熱電電偶偶的的兩兩個(gè)個(gè)冷冷端端分分別別插插入入盛盛有有絕絕緣緣油油的的試試管管中中，然然后后放放入入裝裝有有冰冰水水混混合合物物的的容容器器中中，使使T0=0。也也稱稱為為冰冰點(diǎn)點(diǎn)槽槽法法。這這是是一一種種精精度度很很高高的的冷端溫度處理方法，適合于實(shí)驗(yàn)室中的精密測(cè)量和檢定熱電偶時(shí)使用。冷端溫度處理方法，適合于實(shí)驗(yàn)室中的精密測(cè)量和檢定熱電偶

24、時(shí)使用。由由于于半半導(dǎo)導(dǎo)體體制制冷冷技技術(shù)術(shù)和和精精密密控控溫溫技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展，目目前前我我國(guó)國(guó)已已研研制制出出電電子子式式冰冰點(diǎn)點(diǎn)恒恒溫溫裝裝置置，它它使使參參考考端端保保持持在在0，穩(wěn)穩(wěn)定定性性在在正正負(fù)負(fù)0.05以以內(nèi)內(nèi)，體體積小，操作簡(jiǎn)單，使用方便。積小，操作簡(jiǎn)單，使用方便。32（2 2）熱電偶導(dǎo)線補(bǔ)償熱電偶導(dǎo)線補(bǔ)償利用補(bǔ)償導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延伸到溫度恒定的場(chǎng)所。利用補(bǔ)償導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延伸到溫度恒定的場(chǎng)所。根根據(jù)據(jù)中中間間溫溫度度定定律律，只只要要熱熱電電偶偶的的兩兩個(gè)個(gè)熱熱電電極極分分別別與與兩兩補(bǔ)補(bǔ)償償導(dǎo)導(dǎo)線線的的接接點(diǎn)點(diǎn)溫溫度度一致，就不會(huì)影響熱電動(dòng)勢(shì)的輸出。一致，

25、就不會(huì)影響熱電動(dòng)勢(shì)的輸出。熱熱電電偶偶補(bǔ)補(bǔ)償償導(dǎo)導(dǎo)線線是是在在一一定定溫溫度度范范圍圍內(nèi)內(nèi)（0 0100100或或0 0200200），與與配配用用熱熱電電偶的熱電特性相同的一對(duì)帶有絕緣層的廉金屬導(dǎo)線。偶的熱電特性相同的一對(duì)帶有絕緣層的廉金屬導(dǎo)線。33（3 3）參考端參考端(冷端冷端)溫度自動(dòng)補(bǔ)償法（電橋補(bǔ)償法）溫度自動(dòng)補(bǔ)償法（電橋補(bǔ)償法）工工業(yè)業(yè)中中，常常采采用用參參考考端端溫溫度度自自動(dòng)動(dòng)補(bǔ)補(bǔ)償償法法，這這種種方方法法就就是是在在熱熱電電偶偶和和測(cè)測(cè)量量?jī)x儀表表之間增加一個(gè)不平衡直流電橋（也稱為溫度補(bǔ)償器）。之間增加一個(gè)不平衡直流電橋（也稱為溫度補(bǔ)償器）。冷端補(bǔ)償器的作用冷端補(bǔ)償器的作用注

26、注意意：橋橋臂臂RCu必必須須和和熱熱電電偶偶的的冷冷端端靠靠近近，使使處處于于同同一一溫溫度度之之下。下。mVEAB(T,T0)T0T0TAB+-abUUabRCuR1R2R3R利用不平衡電橋產(chǎn)生熱電勢(shì)補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢(shì)的變化值利用不平衡電橋產(chǎn)生熱電勢(shì)補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢(shì)的變化值34T0EAB(T,T0)Rcu Uba為正，補(bǔ)償冷端溫度變化引起的回路電動(dòng)勢(shì)變化；為正，補(bǔ)償冷端溫度變化引起的回路電動(dòng)勢(shì)變化；反之亦然反之亦然供電供電4V直流，在直流，在040或或-2020的范圍起補(bǔ)償作用。的范圍起補(bǔ)償作用。注注意意，不不同同材材質(zhì)質(zhì)的的熱熱電電偶偶所所配配的的冷

27、冷端端補(bǔ)補(bǔ)償償器器，其其中中的的限限流流電電阻阻R不不一一樣樣，互互換換時(shí)時(shí)必須重新調(diào)整。必須重新調(diào)整。不平衡電橋由不平衡電橋由R1、R2、R3(錳銅絲繞制錳銅絲繞制)、RCu(銅絲繞制銅絲繞制)四橋臂和電源組成。四橋臂和電源組成。設(shè)計(jì)時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)，在20下使電橋平衡下使電橋平衡(R1=R2=R3=RCu)，此時(shí)此時(shí)Uab=0，電橋?qū)x表讀數(shù)無(wú)影響。電橋?qū)x表讀數(shù)無(wú)影響。冷端補(bǔ)償器的作用冷端補(bǔ)償器的作用注注意意：橋橋臂臂RCu必必須須和和熱熱電電偶偶的的冷冷端端靠靠近近，使使處處于于同同一一溫溫度度之之下。下。mVEAB(T,T0)T0T0TAB+-abUUabRCuR1R2R3R352.用用

28、鎳鎳鉻鉻-鎳鎳硅硅熱熱電電偶偶測(cè)測(cè)某某一一水水池池內(nèi)內(nèi)水水的的溫溫度度，測(cè)測(cè)出出的的熱熱電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)為為2.436mV。再再用用溫溫度度計(jì)計(jì)測(cè)測(cè)出出環(huán)環(huán)境境溫溫度度為為30(且且恒定恒定)，求池水的真實(shí)溫度。，求池水的真實(shí)溫度。1.利用熱電偶測(cè)溫必須具備哪兩個(gè)條件利用熱電偶測(cè)溫必須具備哪兩個(gè)條件?作 業(yè)364.8.2 4.8.2 熱電阻熱電阻熱熱電電阻阻傳傳感感器器是是利利用用導(dǎo)導(dǎo)體體或或半半導(dǎo)導(dǎo)體體的的電電阻阻值值隨隨溫溫度度變變化化而而變變化化的的原原理理進(jìn)進(jìn)行行測(cè)測(cè)溫的。這種現(xiàn)象稱為溫的。這種現(xiàn)象稱為熱阻效應(yīng)熱阻效應(yīng)。根據(jù)熱電阻材料的不同分為：根據(jù)熱電阻材料的不同分為：金屬熱電阻金屬熱電

29、阻通常簡(jiǎn)稱為通常簡(jiǎn)稱為熱電阻熱電阻；半導(dǎo)體熱電阻半導(dǎo)體熱電阻通常簡(jiǎn)稱為通常簡(jiǎn)稱為熱敏電阻熱敏電阻。熱電阻測(cè)溫的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)可以遠(yuǎn)傳、靈敏度高、無(wú)需參比溫度；熱電阻測(cè)溫的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)可以遠(yuǎn)傳、靈敏度高、無(wú)需參比溫度；缺點(diǎn)是需要電源激勵(lì)、有自熱現(xiàn)象會(huì)影響測(cè)量精度。缺點(diǎn)是需要電源激勵(lì)、有自熱現(xiàn)象會(huì)影響測(cè)量精度。37金屬熱電阻金屬熱電阻材料的選擇：材料的選擇：n選擇電阻隨溫度變化成單值連續(xù)關(guān)系的材料，最好是呈線性或平滑選擇電阻隨溫度變化成單值連續(xù)關(guān)系的材料，最好是呈線性或平滑特性，這一特性可以用分度公式和分度表描述。特性，這一特性可以用分度公式和分度表描述。n有盡可能大的電阻溫度系數(shù)。電阻溫度系數(shù)一般表示

30、為有盡可能大的電阻溫度系數(shù)。電阻溫度系數(shù)一般表示為在某一溫度在某一溫度間隔內(nèi)，溫度變化間隔內(nèi)，溫度變化1 1 時(shí)的電阻相對(duì)變化量，單位為時(shí)的電阻相對(duì)變化量，單位為1/1/。n有較大的電阻率，以便制成小尺寸元件，較小測(cè)溫?zé)釕T性。有較大的電阻率，以便制成小尺寸元件，較小測(cè)溫?zé)釕T性。n測(cè)溫范圍內(nèi)物理化學(xué)性能穩(wěn)定。測(cè)溫范圍內(nèi)物理化學(xué)性能穩(wěn)定。n復(fù)現(xiàn)性好、易于得到高純物質(zhì)，價(jià)格便宜等。復(fù)現(xiàn)性好、易于得到高純物質(zhì)，價(jià)格便宜等。工業(yè)熱電阻：工業(yè)熱電阻：熱電阻材料主要是鉑、銅、鎳、銦、錳等。用的熱電阻材料主要是鉑、銅、鎳、銦、錳等。用的最多的是鉑和銅。最多的是鉑和銅。n鉑熱電阻鉑熱電阻 Pt10、Pt100n

31、銅熱電阻銅熱電阻 G（R53歐）、歐）、Cu50、Cu100應(yīng)用于應(yīng)用于-200800-200800范圍內(nèi)的溫度測(cè)量范圍內(nèi)的溫度測(cè)量 38 1）鉑電阻）鉑電阻 鉑電阻的電阻體是用直徑為鉑電阻的電阻體是用直徑為0.02mm0.07mm的鉑絲，按一定規(guī)律繞在云母、的鉑絲，按一定規(guī)律繞在云母、石英或陶瓷支架上而制成的。鉑絲繞阻的端頭與銀線相焊，并套以瓷管加以石英或陶瓷支架上而制成的。鉑絲繞阻的端頭與銀線相焊，并套以瓷管加以絕緣保護(hù)。絕緣保護(hù)。鉑電阻主要用于制成標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)鉑電阻主要用于制成標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì),其測(cè)量范圍一般為其測(cè)量范圍一般為-200650。當(dāng)溫度當(dāng)溫度t為為0650時(shí)，時(shí)，當(dāng)溫度當(dāng)溫度

32、t為為-2000范圍內(nèi)范圍內(nèi) 式中：式中：A、B、C常數(shù)常數(shù)；鉑鉑容容易易提提純純，其其物物理理、化化學(xué)學(xué)性性能能在在高高溫溫和和氧氧化化性性介介質(zhì)質(zhì)中中很很穩(wěn)穩(wěn)定定,且且測(cè)測(cè)量量精精度度高高，所所以以它它能能用用作作工工業(yè)業(yè)測(cè)測(cè)溫溫元元件件和和作作為為溫溫度度標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。按按國(guó)國(guó)際際溫溫標(biāo)標(biāo)IPTS-68IPTS-68規(guī)定，在規(guī)定，在-259.34630.73-259.34630.73溫域內(nèi)，以鉑電阻溫度計(jì)作基準(zhǔn)器。溫域內(nèi)，以鉑電阻溫度計(jì)作基準(zhǔn)器。查分度表得相應(yīng)溫度值。一般采用小電流工作方式。查分度表得相應(yīng)溫度值。一般采用小電流工作方式。39 2）銅電阻）銅電阻 銅電阻是由銅電阻是由0.1mm

33、直徑的漆包絕緣銅絲分層雙向繞在圓形骨架上。為了防止直徑的漆包絕緣銅絲分層雙向繞在圓形骨架上。為了防止松散，整個(gè)元件要經(jīng)過(guò)酚醛樹(shù)脂浸漬后，在溫度為松散，整個(gè)元件要經(jīng)過(guò)酚醛樹(shù)脂浸漬后，在溫度為120的烘箱內(nèi)保持的烘箱內(nèi)保持24小時(shí)，小時(shí)，然后自然冷卻至常溫才能使用。在然后自然冷卻至常溫才能使用。在-50150的溫度范圍內(nèi)，銅電阻阻值與的溫度范圍內(nèi)，銅電阻阻值與溫度關(guān)系幾乎是線性的溫度關(guān)系幾乎是線性的，可用下式近似表示，可用下式近似表示 式中式中 溫度為溫度為 時(shí)的電阻值；時(shí)的電阻值；溫度為溫度為 時(shí)的電阻值；時(shí)的電阻值；銅電阻溫度系數(shù)，銅電阻溫度系數(shù)，。銅熱電阻國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的銅熱電阻國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的R0有有

34、100、50、53等幾種。等幾種。在在-50-50150150范范圍圍內(nèi)內(nèi)，銅銅電電阻阻化化學(xué)學(xué)、物物理理性性能能穩(wěn)穩(wěn)定定，輸輸出出 輸輸入入特特性性接近線性，價(jià)格低廉。接近線性，價(jià)格低廉。銅銅電電阻阻的的缺缺點(diǎn)點(diǎn)是是電電阻阻率率低低，體體積積大大，熱熱慣慣性性大大，易易氧氧化化，不不適適合合在在腐腐蝕蝕性性介介質(zhì)或高溫下工作。質(zhì)或高溫下工作。40溫度（0C）0102030405060708090電阻（）-5041.74-053.0050.7548.5046.2443.99053.0055.2557.5059.7562.0164.2666.5268.7771.0273.2710075.5277

35、.7880.0382.2884.5486.79WZBWZB型銅熱電阻型銅熱電阻G G分度表分度表41 銦電阻銦電阻銦銦電電阻阻用用99.999%99.999%高高純純度度的的銦銦絲絲繞繞成成電電阻阻，適適宜宜在在-269-269-258-258溫溫度度范范圍圍內(nèi)使用。實(shí)驗(yàn)證明，在內(nèi)使用。實(shí)驗(yàn)證明，在4.2K15K4.2K15K范圍內(nèi)，銦電阻靈敏度比鉑電阻高范圍內(nèi)，銦電阻靈敏度比鉑電阻高1010倍。倍。銦電阻的缺點(diǎn)是材料軟，復(fù)制性差。銦電阻的缺點(diǎn)是材料軟，復(fù)制性差。3）其他熱電阻）其他熱電阻 錳電阻錳電阻錳錳電電阻阻適適宜宜在在-271-271-210-210溫溫度度范范圍圍內(nèi)內(nèi)使使用用。其其優(yōu)

36、優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是是在在2K 2K 63K63K溫溫度度范范圍圍內(nèi)內(nèi)電電阻阻隨隨溫溫度度變變化化大大，靈靈敏敏度度高高。錳錳電電阻阻的的缺缺點(diǎn)點(diǎn)是是材材料料脆脆，難難拉拉成成絲。絲。碳電阻碳電阻碳碳電電阻阻適適宜宜在在-273-273-268.5-268.5溫溫度度范范圍圍內(nèi)內(nèi)使使用用。其其優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是是熱熱容容量量小小，靈靈敏度高，價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)便。但是碳電阻的熱穩(wěn)定性較差。敏度高，價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)便。但是碳電阻的熱穩(wěn)定性較差。42熱電阻結(jié)構(gòu)與熱電偶類似 WZP2-240/A級(jí)級(jí)3線線300/150mmE(0-300)隔爆熱電阻隔爆熱電阻WZC-111/12*1000mmCu50銅熱電阻銅熱電阻WZP

37、K2-103/B級(jí)級(jí)6*515mm(0-300)鉑熱電阻鉑熱電阻4）熱電阻結(jié)構(gòu)）熱電阻結(jié)構(gòu)435)熱電阻測(cè)量線路熱電阻測(cè)量線路熱電阻測(cè)量電路一般采用電橋電路熱電阻測(cè)量電路一般采用電橋電路.若若熱熱電電阻阻安安裝裝的的地地方方與與指指示示儀儀表表相相距距甚甚遠(yuǎn)遠(yuǎn)時(shí)時(shí)，則則其其連連線線的的導(dǎo)導(dǎo)線線電電阻阻r r也也要要受受到到溫溫度度的的影影響響而而發(fā)發(fā)生生改改變變，這這樣樣測(cè)測(cè)得得的的溫溫度度就就存存在在誤誤差差。為為了了減減小小這這個(gè)個(gè)誤誤差差，可可采采用用三線三線或四線連接法?；蛩木€連接法。44當(dāng)熱電阻的三根連接導(dǎo)線直徑和長(zhǎng)度相同，即當(dāng)熱電阻的三根連接導(dǎo)線直徑和長(zhǎng)度相同，即r1=r2=r3r

38、1=r2=r3r r時(shí)時(shí),電橋平衡，則有電橋平衡，則有可見(jiàn)：可見(jiàn)：且電橋平衡狀態(tài)下，即可消除連線電阻對(duì)橋路平衡的影響。且電橋平衡狀態(tài)下，即可消除連線電阻對(duì)橋路平衡的影響。當(dāng)當(dāng)溫溫度度變變化化時(shí)時(shí)，只只要要r1r1、r2r2、r3r3的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度和和電電阻阻溫溫度度系系數(shù)數(shù)相相同同，就就可可以以減減小小或或消消除除導(dǎo)導(dǎo)線電阻隨溫度變化帶來(lái)的溫度測(cè)量誤差線電阻隨溫度變化帶來(lái)的溫度測(cè)量誤差。45熱敏電阻熱敏電阻熱敏電阻是用金屬氧化物或半導(dǎo)體材料作為電阻體的新型測(cè)溫元件。熱敏電阻是用金屬氧化物或半導(dǎo)體材料作為電阻體的新型測(cè)溫元件。n有三種基本類型：有三種基本類型：正溫度系數(shù)（正溫度系數(shù)（PTC）：以）

39、：以MZ為其型號(hào)為其型號(hào)負(fù)溫度系數(shù)（負(fù)溫度系數(shù)（NTC）：）：以以MF為其型號(hào)為其型號(hào)臨界溫度系數(shù)（臨界溫度系數(shù)（CTR）：可作開(kāi)關(guān)器件）：可作開(kāi)關(guān)器件n熱敏電阻的特點(diǎn)熱敏電阻的特點(diǎn) 1）電阻溫度系數(shù)絕對(duì)值大，靈敏度高，測(cè)試線路）電阻溫度系數(shù)絕對(duì)值大，靈敏度高，測(cè)試線路簡(jiǎn)單，甚至不用放大器也可以輸出幾伏電壓。簡(jiǎn)單，甚至不用放大器也可以輸出幾伏電壓。2）體積小，重量輕，熱慣性小。）體積小，重量輕，熱慣性小。3）本身電阻值大，適用于遠(yuǎn)距離測(cè)量。）本身電阻值大，適用于遠(yuǎn)距離測(cè)量。4）制作簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)。制作簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)。5）熱敏電阻是非線性電阻，但用微機(jī)進(jìn)行非線性）熱敏電阻是非線性電阻，但用微機(jī)進(jìn)行非

40、線性補(bǔ)償，可得到滿意效果。補(bǔ)償，可得到滿意效果。46n熱敏電阻外形熱敏電阻外形聚脂塑料封裝熱敏電阻MF58 型熱敏電阻 玻璃封裝 NTC熱敏電阻47其他形式的熱敏電阻其他形式的熱敏電阻 帶安裝孔的熱敏電阻帶安裝孔的熱敏電阻大功率大功率PTC熱敏電阻熱敏電阻48其他形式的熱敏電阻其他形式的熱敏電阻貼片貼片式式NTC熱敏熱敏電阻電阻49熱敏電阻用于熱敏電阻用于CPU的溫度測(cè)量的溫度測(cè)量 50n熱敏電阻測(cè)量線路熱敏電阻測(cè)量線路熱熱敏敏電電阻阻測(cè)測(cè)量量電電路路一一般般采采用用電電橋橋電電路路，主主要要考考慮慮非非線線性性的的線線性性化化處處理。理。對(duì)對(duì)熱熱敏敏電電阻阻進(jìn)進(jìn)行行線線性性化化處處理理的的最

41、最簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單方方法法是是用用溫溫度度系系數(shù)數(shù)很很小小的的精精密密電電阻阻與與熱熱敏敏電電阻阻串串或或并并聯(lián)聯(lián)構(gòu)構(gòu)成成電電阻阻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)(常常稱稱為為線線性性化化網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò))代代替替單單個(gè)個(gè)熱熱敏電阻，其等效電阻與溫度呈一定的線性關(guān)系。敏電阻，其等效電阻與溫度呈一定的線性關(guān)系。51E Er rc cR RT T串聯(lián)補(bǔ)償電路串聯(lián)補(bǔ)償電路r rc cR RT T+r rc cR RT T溫度溫度溫度溫度電阻電阻電阻電阻圖圖中中熱熱敏敏電電阻阻RT與與補(bǔ)補(bǔ)償償電電阻阻rc串串聯(lián)聯(lián),串串聯(lián)聯(lián)后后的的等等效效電電阻阻R=RT+rc，只只要要rc的阻值選擇適當(dāng)，可使溫度在的阻值選擇適當(dāng)，可使溫度在某一范圍內(nèi)與電阻

42、成線性關(guān)系某一范圍內(nèi)與電阻成線性關(guān)系。52R RT T/r rc cr rc cR RT T電阻電阻電阻電阻溫度溫度溫度溫度并聯(lián)補(bǔ)償電路r rc cR RT T圖中熱敏電阻圖中熱敏電阻RT與補(bǔ)償電阻與補(bǔ)償電阻rc并聯(lián)，其等效電阻并聯(lián)，其等效電阻R=RT/rc。由圖可知，。由圖可知，R與溫度的關(guān)系曲線便顯得比較平坦。因此可以在與溫度的關(guān)系曲線便顯得比較平坦。因此可以在某一溫度范圍內(nèi)得到線性某一溫度范圍內(nèi)得到線性的輸出特性的輸出特性。53熱電阻式溫度傳感器的熱電阻式溫度傳感器的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):電電阻阻溫溫度度系系數(shù)數(shù)大大，靈靈敏敏度度高高；電電阻阻率率高高，熱熱慣慣性性小??；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。熱電阻式

43、溫度傳感器的熱電阻式溫度傳感器的缺點(diǎn)缺點(diǎn):阻值與溫度變化呈非線性；穩(wěn)定性和互換性差。阻值與溫度變化呈非線性；穩(wěn)定性和互換性差。541.1.掌握熱電偶、熱電阻、熱敏電阻測(cè)溫的工作原理和應(yīng)掌握熱電偶、熱電阻、熱敏電阻測(cè)溫的工作原理和應(yīng)用方法；用方法；2.2.熟悉熱電偶溫度測(cè)量中冷端溫度不為熟悉熱電偶溫度測(cè)量中冷端溫度不為0 0時(shí)，如何應(yīng)用時(shí)，如何應(yīng)用分度表判斷熱端溫度；分度表判斷熱端溫度；3.3.熟悉熱電阻溫度計(jì)測(cè)量電橋的接橋方式；熟悉熱電阻溫度計(jì)測(cè)量電橋的接橋方式；4.4.了解熱敏電阻分類、特點(diǎn)及其應(yīng)用。了解熱敏電阻分類、特點(diǎn)及其應(yīng)用。小結(jié)小結(jié)55測(cè)測(cè)量量精精度度高高,傳傳感感驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)電電路路、

44、信信號(hào)號(hào)處處理理電電路路等等都都與與溫溫度度傳傳感感部部分分集集成成在在一一起起,因因而而封封裝裝后后的的組組件件體體積積非非常常小小,使使用用方方便便,價(jià)價(jià)格格便便宜宜,故在測(cè)溫技術(shù)中越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用。故在測(cè)溫技術(shù)中越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用。集成溫度傳感器測(cè)溫（溫敏晶體管測(cè)溫）集成溫度傳感器測(cè)溫（溫敏晶體管測(cè)溫）IC溫溫度度傳傳感感器器就就是是依依據(jù)據(jù)半半導(dǎo)導(dǎo)體體的的溫溫漂漂特特性性，經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)精精心心設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)而而制制造造出來(lái)的集成化線性較好的溫度傳感器件。出來(lái)的集成化線性較好的溫度傳感器件。電壓型電壓型IC溫度傳感器溫度傳感器（特別適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量）；（特別適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量）；電流型電流型I

45、C溫度傳感器溫度傳感器（遠(yuǎn)距離測(cè)溫，（遠(yuǎn)距離測(cè)溫，AD590）;數(shù)字輸出型數(shù)字輸出型IC溫度傳感器溫度傳感器（DS18B20）。）。56電流電流-電壓轉(zhuǎn)換電路電壓轉(zhuǎn)換電路（10mV/K）增加負(fù)載電阻的阻值增加負(fù)載電阻的阻值可提高輸出電壓?？商岣咻敵鲭妷骸D590AD590基本測(cè)溫電路基本測(cè)溫電路 廣泛應(yīng)用于高精度溫廣泛應(yīng)用于高精度溫度計(jì)和溫度計(jì)量方面。度計(jì)和溫度計(jì)量方面。57DS1820DS1820的特性的特性u(píng)單線接口：僅需一根口線與單線接口：僅需一根口線與MCU連接；連接；u無(wú)需外圍元件；無(wú)需外圍元件；u由總線提供電源；由總線提供電源；u測(cè)溫范圍為測(cè)溫范圍為-55125，精度為，精度為0.5；u九位溫度讀數(shù)；九位溫度讀數(shù)；uA/D變換時(shí)間為變換時(shí)間為200ms；u用戶可以任意設(shè)置溫度上、下限報(bào)警值，且能夠識(shí)別具體報(bào)警傳感用戶可以任意設(shè)置溫度上、下限報(bào)警值，且能夠識(shí)別具體報(bào)警傳感器。器。581 1）輻射式溫度傳感器）輻射式溫度傳感器2 2）光學(xué)高溫傳感器）光學(xué)高溫傳感器3 3）比色溫度傳感器）比色溫度傳感器非接觸式溫度測(cè)量非接觸式溫度測(cè)量59