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      温度测控技术基础——温度传感器

      文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2012-12-31 09:50:00
        概念:一切随温度变化而物体性质亦发生变化的物质均可作为温度传感器,例如,平时使用的各种材料、元件,其性质或多或少的都会随其所处的环境温度变化而变化,因而它们几乎都能作为温度传感器使用。但是,一般真正能作为实际中可使用的温度传感器的物体一般需要具备下述条件:
        (1)物体的特性随温度的变化有较大的变化,且改变化量易于测量;
        (2)对温度的变化有较好的一一对应关系,即对除温度外其他物理量的变化不敏感;
        (3)性能比较稳定、重复性好,尺寸??;
        (4)有较强的乃机械、化学及热作用等特点。
        1.热电偶
        热电偶是温度测量中常用的测温元件,热电偶测温的基本原理是两种不同成分的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就回有电流通过,此时两端之间就存在电动势—热电动势,这就是塞贝克效应。两种不同成分的均质导体为热点极,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℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。热电偶的热电势将随着测量端温度升高而增长,它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关,与热点极的长度、直径无关。
        1.1热电偶的基本定律
        均质导体定律
        由同一种均质材料(半导体或导体)两端焊接组成闭合回路,无论导体截面如何以温度如何分布,将不产生接触电势,温差电势相抵消,回路中总电势为零。
        热电偶必须由两种不同的均质导体或半导体构成。若热点极材料不均匀,由于温度梯度存在,将会产生附加热电势。
        中间导体定律
        在热电偶回路中接入中间导体(第三导体),只要导体两端温度相同,中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响,这就是中间导体定律。
        根据中间导体定律,在热电偶实际测温应用中,常采用热端焊接、冷端开路的形式,冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。
        1.2热电偶性能特点
        测量范围广(-200℃~1300℃,特殊情况下:-270℃~2800℃),装配简单,更换方便,抗震性能好,机械强度高,耐压性能好。
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        热电偶:S、R、B、K、E、J、N、T
        热电阻:pt10、pt100、Cu50、Cu100
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