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- 2019-12-12
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這是熱電偶傳感器ppt,包括了熱電偶的概念及其特點(diǎn),熱電偶的基本定律,熱電偶測溫原理,熱電偶的結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)熱電偶,熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償法等內(nèi)容,歡迎點(diǎn)擊下載。
熱電偶傳感器ppt是由紅軟PPT免費(fèi)下載網(wǎng)推薦的一款課件PPT類型的PowerPoint.
任務(wù)2 熱電偶溫度傳感器 1、學(xué)習(xí)熱電偶的概念及其特點(diǎn) 2、學(xué)習(xí)熱電偶的基本定律 3、學(xué)習(xí)熱電偶測溫原理 4、學(xué)習(xí)熱電偶的結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)熱電偶 5、學(xué)習(xí)熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償法 1、熱電偶的概念及其特點(diǎn) 2、熱電偶的基本定律 3、熱電偶測溫原理 4、熱電偶的結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)熱電偶 5、熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償法 熱電偶主要用來測量中高溫,它的測溫范圍大,適用于煉鋼爐、煉焦?fàn)t等高溫地區(qū)的溫度測量。 熱電偶測溫原理 熱電效應(yīng)和熱電動勢 熱電偶是利用熱電效應(yīng)的原理制成的。 熱電效應(yīng)和熱電動勢 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來,構(gòu)成一個閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個交接點(diǎn)t和t0之間存在溫差時,兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng), 也稱塞貝爾效應(yīng)。 導(dǎo)體A、B稱熱電極;溫度t處稱為熱端、工作端或測量端;溫度t0稱為冷端、參考端或自由端。由這樣一種結(jié)構(gòu),并將溫度值轉(zhuǎn)換成熱電動勢的傳感器叫做熱電偶傳感器。 看一個實驗——熱電偶工作原理演示 空中加油 熱電偶熱的電動勢的特點(diǎn) 1、當(dāng)電極材料不同,并且熱端溫度t和冷端溫度t0不同時,熱電偶回路才會有熱電動勢;當(dāng)熱電極材料選定后,熱端溫度t和冷端溫度t0的溫差越大,熱電動勢就越大。 2、熱電動勢的產(chǎn)生是由兩種導(dǎo)體的接觸電動勢和單一導(dǎo)體的溫差電勢兩部分組成。一般情況下,熱電偶的接觸電勢遠(yuǎn)大于溫差電勢,因而回路中熱電動勢的方向取決于熱端的接觸電勢方向,電子密度大的導(dǎo)體A為正極,電子密度小的導(dǎo)體B為負(fù)極。 熱電偶的基本定律 1、中間導(dǎo)體定律 在熱電偶回路中接入第三種材料的導(dǎo)體,只要其兩端的溫度相等,該導(dǎo)體的接入就不會影響熱電偶回路的總熱電動勢。 2、中間溫度定律 在熱電偶測量電路中,熱端溫度為t,冷端溫度為t0,中間溫度為t1,則(t,t0)的熱電動勢等于(t,t1)與(t1,t0)熱電動勢的代數(shù)和。 3、標(biāo)準(zhǔn)電極定律 只要測得標(biāo)準(zhǔn)電極與各種金屬組成的熱電偶的熱電動勢,則任何兩種電極配對組合成的熱電偶的熱電動勢就可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極定律定律計算出,而不需要逐個測定。 熱電偶基本定律 (1)如果熱電偶兩種電極材質(zhì)相同,則無論兩接點(diǎn)的溫度如何,總電動勢始終為零。 (2)如果熱電偶兩接點(diǎn)溫度相同,盡管A、B材質(zhì)不同,回路中的總電動勢依然為零。 (3)熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢大小與材料和接點(diǎn)溫度有關(guān),與其尺寸、形狀無關(guān)。 熱電偶測溫原理 熱電動勢的大小與熱電極A、B的長度和直徑無關(guān),只與熱電極的材料和冷、熱兩端的溫度有關(guān)。如果熱電極的材料選定,冷端的溫度t0確定,那么熱電動勢就只與熱端溫度t有關(guān),所以可以通過測量熱電動勢的大小得到熱端的溫度值,這就是熱電偶測溫度的工作原理。 1、熱電偶傳感器是將( )變化量轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑿〉模? )變化量,經(jīng)放大后用來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的。 2、熱電偶是利用( )效應(yīng)制成的,熱電動勢由( )電勢和( )電勢組成。 3、( )的數(shù)值越大,熱電偶的輸出熱電動勢就越大。 A.熱端直徑 B.熱端和冷端的溫度 C.熱端和冷端的溫差 D.熱電極的電導(dǎo)率 簡答題 熱電偶測溫必須具備的條件是什么? 熱電偶的結(jié)構(gòu) 熱電偶通常由熱電極、絕緣管、保護(hù)套管和接線盒等幾個主要部分組成。 為滿足不同生產(chǎn)對象的測溫要求和條件,熱電偶的結(jié)構(gòu)形式有:普通型電偶、鎧裝型熱電偶、薄膜型熱電偶。 普通型熱電偶 工業(yè)測量上應(yīng)用最多的是普通型熱電偶。 普通裝配型熱電偶的外形 普通裝配型熱電偶的結(jié)構(gòu)放大圖 接線盒 測量鍋爐煙道中的煙氣溫度應(yīng)選用( )型的熱電偶。 A.普通 B.鎧裝 C.薄膜 鎧裝熱電偶 鎧裝型熱電偶是把電極、絕緣材料熔鑄在一起,外套金屬保護(hù)管經(jīng)拉伸加工而成,它可以做得很長、很細(xì),在使用中可以隨測量需要進(jìn)行彎曲。 鎧裝型熱電偶外形 法蘭 測量50m深的巖石鉆孔中的溫度應(yīng)選用( )型的熱電偶。 A.普通 B.鎧裝 C.薄膜 薄膜型熱電偶 薄膜型熱電偶采用真空鍍膜技術(shù),由兩種金屬薄膜連接而成的一種特殊結(jié)構(gòu)的熱電偶,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。適用于微小面積上的表面溫度的測量以及快速變化的表面溫度的測量。 測量CPU散熱片的溫度應(yīng)選用( )型的熱電偶 A.普通 B.鎧裝 C.薄膜 標(biāo)準(zhǔn)熱電偶 從理論上說,任何兩種不同材料的導(dǎo)體都可以組成熱電偶,但為了做到準(zhǔn)確、可靠以及穩(wěn)定的測量溫度,對熱電偶材料必須進(jìn)行一定的選擇,其原則為: (1)熱電勢變化盡量大; (2)熱電勢與溫度的關(guān)系盡量接近線性; (3)理化性能穩(wěn)定,易加工,有良好的互換性。 目前工業(yè)上常用的4種標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的組成材料為: (1)鉑銠30—鉑銠6熱電偶(WRLB)(分度號為B型), 測溫范圍0~1800℃ 這種材料組成的熱電偶的熔點(diǎn)高,可用于較高溫度的測量,誤差小,一般適用于較為精密的溫度測量。但它熱電動勢小,不能用于金屬蒸汽和還原介質(zhì)中。 (2)鉑銠10—鉑熱電偶(WRLL)(分度號為S型), 測溫范圍0~1600℃ 這種材料組成的熱電偶可長期測量高達(dá)1600℃的溫度,其性能穩(wěn)定,精度高,適宜在氧化性介質(zhì)或中性介質(zhì)中進(jìn)行測量,室溫下熱電動勢小,不需要進(jìn)行冷端補(bǔ)償和修正,可作為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。 (3)鎳鉻—鎳硅熱電偶(WREU)(分度號為K型) , 測溫范圍-200~1300℃ (4)鎳鉻—康銅(WREA)(分度號為E型), 測溫范圍-200~900℃ 后兩者材料組成的熱電偶的熱電動勢較大,易測溫,但測溫范圍小。 組成熱電偶的兩種材料中,寫在前面的為正極,寫在后面的為負(fù)極。參考端溫度為0℃時,把熱電偶的熱電動勢與工作端溫度之間的關(guān)系制成表格,稱為熱電偶的分度表。 作業(yè) 1、請寫出熱電效應(yīng)的概念 2、 熱電偶測溫必須具備的條件是什么? 3、請寫出中間導(dǎo)體定律和中間溫度定律 4、熱電偶是由哪幾部分組成,有哪些結(jié)構(gòu)形式 為了消除溫度誤差的影響,常采用以下幾種補(bǔ)償方法 1、補(bǔ)償導(dǎo)線法 2、冷端補(bǔ)償法 冷端0℃恒溫法 冷端溫度修正法 電橋補(bǔ)償法 補(bǔ)償導(dǎo)線外形 (1)組成:補(bǔ)償導(dǎo)線由合金絲、絕緣層、護(hù)套和屏蔽層。 (2)熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線功能: 其一實現(xiàn)了冷端遷移; 其二是降低了電路成本。 使用補(bǔ)償導(dǎo)線時注意問題: 1)補(bǔ)償導(dǎo)線只能用在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)(0~100℃); 2)熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線的兩個接點(diǎn)處要保持溫度相同;不同型號的熱電偶配有不同的補(bǔ)償導(dǎo)線; 3)補(bǔ)償導(dǎo)線的正、負(fù)極需分別與熱電偶正、負(fù)極相連; 補(bǔ)償導(dǎo)線的作用是對熱電偶冷端延長。 冷端補(bǔ)償法 由于熱電偶產(chǎn)生的電勢與兩端溫度有關(guān),只有將冷端溫度保持恒定才能使熱電勢正確反映熱端的被測溫度。 由于很難保證冷端溫度在恒定0℃故常采取一些冷端補(bǔ)償措施,主要有:冷 端恒溫法 、補(bǔ)償導(dǎo)線法 、 計算修正法。 1、冷端0℃恒溫法 :使參考端(冷端)溫度處于0C (1)冰浴法 將熱電偶的冷端置于裝有冰水混合物的恒溫容器中,使冷端的溫度保持在0C不變。此法稱冰浴法,它消除了t0不等于0C而引入的誤差。 由于冰融化較快,所以一般只適用于實驗室和校驗熱電偶的裝置中。 冰浴法 冰浴法接線圖 1—被測流體管道 2—熱電偶 3—接線盒 4—補(bǔ)償導(dǎo)線 5—銅質(zhì)導(dǎo)線 6—毫伏表 7—冰瓶 8—冰水混合物 9—試管 10—新的冷端 2、冷端溫度修正法 將熱電偶的冷端置于各種恒溫器內(nèi),使之保持溫度恒定,避免由于環(huán)境溫度的波動而引入誤差。這類恒溫器的溫度不為0℃,需對熱電偶進(jìn)行冷端溫度修正。 用分度號為S的鉑銠10—鉑熱電偶測爐溫,其冷端溫度為30℃,而直流電位差計測得的熱電動勢為9.527mV,試求被測溫度。 用分度號為S的鉑銠10—鉑熱電偶測爐溫,其冷端溫度為40℃,而直流電位差計測得的熱電動勢為5.413mV,試求被測溫度。 3、電橋補(bǔ)償法 利用直流不平衡電橋產(chǎn)生的電勢來補(bǔ)償熱電偶冷端溫度變化而引起的熱電勢的變化值。 利用不平衡電橋產(chǎn)生熱電勢補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢的變化值。不平衡電橋由R1、R2、R3(錳銅絲繞制)、RCu(銅絲繞制)四個橋臂和橋路電源組成。 在某一溫度時電橋平衡(R1 = R2 = R3 = RCu),此時Uab=0 ,電橋?qū)x表讀數(shù)無影響。當(dāng)環(huán)境溫度改變使冷端溫度變化時,熱電偶的熱電動勢變化 ;與此同時,RCu的阻值也隨之改變,因而使電橋失去平衡,a、b間有輸出電壓 。如果使 與 數(shù)值相等,符號相反,相加后為零,儀表讀出的熱電動勢便不受冷端溫度的影響,就可起到自動補(bǔ)償?shù)淖饔谩? 課堂小結(jié): 1、 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來,構(gòu)成一個閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時,兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng), 也稱塞貝爾效應(yīng)。 2、回路中所產(chǎn)生的電動勢,叫熱電勢。 3、熱電偶的基本定律:中間導(dǎo)體定律、中間溫度定律、標(biāo)準(zhǔn)電極定律。 4、熱電動勢的大小只與熱電極的材料和冷、熱兩端的溫度有關(guān)。如果熱電極的材料選定,冷端的溫度t0確定,那么熱電動勢就只與熱端溫度t有關(guān),所以可以通過測量熱電動勢的大小得到熱端的溫度值,這就是熱電偶測溫度的工作原理。 5、熱電偶通常由熱電極、絕緣管、保護(hù)套管和接線盒等幾個主要部分組成。 6、熱電偶的結(jié)構(gòu)形式有:普通型電偶、鎧裝型熱電偶、薄膜型熱電偶。 7、參考端溫度為0℃時,把熱電偶的熱電動勢與工作端溫度之間的關(guān)系制成表格,稱為熱電偶的分度表。 8、補(bǔ)償方法 (1)、補(bǔ)償導(dǎo)線法 (2)、冷端補(bǔ)償法 冷端0℃恒溫法 冷端溫度修正法 電橋補(bǔ)償法 1、簡述熱電偶與熱電阻的測量原理的異同。 2、設(shè)一熱電偶工作時產(chǎn)生的熱電動勢可表示為EAB(t , t0),其中A、B、t、t0各代表什么意義? t0在實際應(yīng)用時常應(yīng)為多少? 3、什么是熱電偶? 4、用分度號為S的鉑銠10—鉑熱電偶測爐溫,其冷端溫度為20℃,而直流電位差計測得的熱電動勢為5.413mV,試求被測溫度。 5、用熱電偶測溫時,為什么要進(jìn)行冷端補(bǔ)償?冷端補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N? 6、熱電偶在使用時為什么要連接補(bǔ)償導(dǎo)線? 1、簡述熱電偶與熱電阻的測量原理的異同。 2、設(shè)一熱電偶工作時產(chǎn)生的熱電動勢可表示為EAB(t , t0),其中A、B、t、t0各代表什么意義? t0在實際應(yīng)用時常應(yīng)為多少? 3、什么是熱電偶? 4、用分度號為S的鉑銠10—鉑熱電偶測爐溫,其冷端溫度為20℃,而直流電位差計測得的熱電動勢為5.413mV,試求被測溫度。 5、用熱電偶測溫時,為什么要進(jìn)行冷端補(bǔ)償?冷端補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N? 6、熱電偶在使用時為什么要連接補(bǔ)償導(dǎo)線? 作業(yè): 1、設(shè)一熱電偶工作時產(chǎn)生的熱電動勢可表示為EAB(t , t0),其中A、B、t、t0各代表什么意義? t0在實際應(yīng)用時常應(yīng)為多少? 2、用分度號為S的鉑銠10—鉑熱電偶測爐溫,其冷端溫度為20℃,而直流電位差計測得的熱電動勢為5.413mV,試求被測溫度。 3、用熱電偶測溫時,為什么要進(jìn)行冷端補(bǔ)償?冷端補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N?
熱電偶類型PPT課件:這是一個關(guān)于熱電偶類型PPT課件,包括了熱電偶的工作原理,熱電偶材料,熱電偶的種類,幾種常用熱電偶的測溫范圍及精確度,熱電偶的冷端補(bǔ)償方法,熱電偶測溫線路等內(nèi)容,常見熱電偶 2.熱電動勢的產(chǎn)生 介紹一個典型的單片機(jī)控制的測溫系統(tǒng),它由三大部分組成:(1)測量放大電路;(2)A/D轉(zhuǎn)換電路;(3)顯示電路。它廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠、化工廠的測溫及溫度控制系統(tǒng)中。1.1 硬件設(shè)計 (1)熱電偶溫度傳感器 本系統(tǒng)使用鎳鉻—鎳硅熱電偶,被測溫度范圍為0~655℃,冷端補(bǔ)償采用補(bǔ)償電橋法,采用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢來補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。不平衡電橋由電阻R1、R2、R3(錳銅絲繞制)、Rcu(銅絲繞制)四橋臂和橋路穩(wěn)壓源組成,串聯(lián)在熱電偶回路中。Rcu與熱電偶冷端同處于±0℃,而R1=R2=R3=1Ω,橋路電源電壓為4V,由穩(wěn)壓電源供電,Rs為限流電阻,其阻值因熱電偶不同而不同,電橋通常取在20℃時平衡,這時電橋的四個橋臂電阻R1=R2=R3=Rcu,a、b端無輸出,歡迎點(diǎn)擊下載熱電偶類型PPT課件哦。
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