温度传感器介绍 PPT
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
热电偶的热电动势与温度之关系表，称之为分度 表。
八种国际通用热电偶： B:铂铑30—铂铑6 、R:铂铑13—铂 、 S:铂铑10—铂、 K:镍铬—镍硅 、 N:镍铬硅—镍硅、 E:镍铬—铜镍、 J:铁—铜镍、 T:铜—铜镍
用于制造铂热电偶 的各种铂热电偶丝
几种常用热电偶的测温范围及热电势
5种热电偶的测温范围与热电势各有什么特点？
1.热电效应
两种不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两 接点温度不同，则在该回路中会产生电动势。这种现 象称为热电效应，该电动势称为热电势。
看一个实验——热电偶工作原理演示
热电极A
测量端
（工作端、 热端）
A
热电势
热电极B
自由端 （参考端、 冷端）
B
结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
半导体二极管
晶体管半导体集成电路温度传感器
可控硅
辐射温度传感器 光学高温计
体积热膨胀式
不需要电源，耐用； 但感温部件体积较大。
气体的体积与 热力学温度成正比
红外温度计
2 热电偶传感器
热电偶在温度的测量中应用十分广泛。它构造简 单，使用方便，测温范围宽，并且有较高的精确度和 稳定性。
2. 1 热电偶测温原理
（2）铠装热电偶（缆式热电偶）
铠装热电偶是将热电偶丝与电熔氧化镁绝缘 物溶铸在一起，外表再套不锈钢管等构成。
这种热电偶耐高压、反应时间短、坚固耐 用。
铠装型热电偶
铠装热电偶的制造工艺：把热电极材料与高温绝缘 材料预置在金属保护管中、运用同比例压缩延伸工艺、 将这三者合为一体，制成各种直径、规格的铠装偶体， 再截取适当长度、将工作端焊接密封、配置接线盒即成 为柔软、细长的铠装热电偶。
薄膜热电偶
（4）表面热电偶
主要用于现场流动的测量，广泛用于纺织、印染、造纸、 塑料及橡胶工业；探头有各种形状(弓形、薄片形等)，以适 应于不同物体表面测温用。在其把手上装有动圈式仪表， 读数方便。测量温度范围有0~250℃和0~600℃两种。
（5）防爆热电偶
在石油、化工、制药工业中，生产现场有各种易然、易 爆等化学气体，这时需要采用防爆热电偶。它采用防爆型 接线盒，有足够的内部空间、壁厚及机械强度，其橡胶密 封圈的热稳定性符合国家的防爆标准。因此，即使接线盒 内部爆炸性混合气体发生爆炸时，其压力也不会破坏接线 盒，其产生的热能不能向外扩散传爆，可达到可靠的防爆 效果。
温度传感器介绍
1、温度测量概述
1. 温度测量
➢ 接触式温度传感器 ➢ 非接触式温度传感器
接触式温度传感器的特点：传感器直接与被测物体接触进行温度 测量，由于被测物体的热量传递给传感器，降低了被测物体温度， 特别是被测物体热容量较小时，测量精度较低。因此采用这种方 式要测得物体的真实温度的前提条件是被测物体的热容量要足够 大。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
结点产生热电势的微观解释及图形符号
两种不同的金属互相接触时，由于不同金属内自 由电子的密度不同，在两金属A和B的接触点处会发生 自由电子的扩散现象。自由电子将从密度大的金属A扩 散到密度小的金属B，使A失去电子带正电，B得到电子 带负电，从而产生热电势。
非接触式温度传感器主要是利用被测物体热辐射而发出红外线， 从而测量物体的温度，可进行遥测。其制造成本较高，测量精度 却较低。优点是：不从被测物体上吸收热量；不会干扰被测对象 的温度场；连续测量不会产生消耗；反应快等。
体积热膨胀
物
理
电阻变化
现 温差电现象 象 导磁率变化
电容变化
压电效应
超声波传播速度变化 物质 颜色
K热电偶的 分度表
比较 查出的3个 热电势， 可以看出 热电势是 否线性？
2. 2 热电偶的结构形式与热电偶材料
1．热电偶的种类
（1）普通型热电偶
普通装配型热电偶的外形
安装 螺纹
安装 法兰
接线盒
普通装配型热电 偶的 结构放大图
引出线套管
不锈钢保护管
固定螺纹
（出厂时用塑料包裹）
热电偶工作端（热端）
铠装型热电偶可 长达上百米
绝缘
薄壁金属
材料
保护套管
（铠体）
铠装型热电偶
法兰
AB
横截面
（3）薄膜热电偶
用真空镀膜技术或真空溅射等方法，将热电偶 材料沉积在绝缘片表面而构成的热电偶称为薄膜热 电偶。
测温范围为-200~500℃。测量端既小又薄， 热容量小，响应速度快。适用于测量微小面积上的 瞬变温度。
隔爆型热电偶外形 厚壁保护管 压铸的接线盒 电缆线
其他热电偶外形 小形K型热电偶
2.热电偶组成材料及分度表
为了准确可靠地进行温度测量，必须对热电偶组 成材料严格选择。
目前工业上常用的四种标准化热电偶材料为:
铂铑30－铂铑6、
铂铑10－铂、 镍铬－镍硅
镍铬－铜镍（我国通常称为镍铬－康铜）。
组成热电偶的两种材料写在前面的为正极，后面 的为负极。
P–N结电动势 晶体管特性变化
可控硅动作特性变化
热、光辐射
1.气体温度计
2. 玻璃制水银温度计
3.玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计
5.液体压力温度计 6. 气体压力温度计
铂测温电阻、热敏电阻
热电偶
1．热铁氧体 2．Fe-Ni-Cu合金
BaSrTiO3陶瓷
石英晶体振动器
Biblioteka Baidu
种
超声波温度计
类
示温涂料 液晶
A＋
T
自由 电子
B
eAB（ T ）
热电偶的分度表
热电偶的线性较差，多数情况下采用查表法
我国从1991年开始采用国际计量委员会规 定的“1990年国际温标”（简称ITS-90）的新 标准。按此标准，制定了相应的分度表，并且 有相应的线性化集成电路与之对应。
直接从热电偶的分度表查温度与热电 势的关系时的约束条件是：自由端（冷端） 温度必须为0C。
2. 3 热电偶测温及参考端温度补偿
（1）补偿导线
补偿导线是指在一定的温度范围内(0~150℃)，其 热电性能与相应热电偶的热电性能相同的廉价导线。 采用补偿导线，可将热电偶的自由端延伸到远离高温 区的地方，从而使自由端的温度相对稳定。
铠装热电偶特点：内部的热电偶丝与外界空气隔 绝，有着良好的抗高温氧化、抗低温水蒸气冷凝、抗机 械外力冲击的特性。铠装热电偶可以制作得很细，能解 决微小、狭窄场合的测温问题，且具有抗震、可弯曲、超长 等优点。
1-热电极；2-绝缘材料； 3-金属套管；4-接线盒；
5-固定装置
铠装型热电偶
铠装型热电偶外形
八种国际通用热电偶： B:铂铑30—铂铑6 、R:铂铑13—铂 、 S:铂铑10—铂、 K:镍铬—镍硅 、 N:镍铬硅—镍硅、 E:镍铬—铜镍、 J:铁—铜镍、 T:铜—铜镍
用于制造铂热电偶 的各种铂热电偶丝
几种常用热电偶的测温范围及热电势
5种热电偶的测温范围与热电势各有什么特点？
1.热电效应
两种不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两 接点温度不同，则在该回路中会产生电动势。这种现 象称为热电效应，该电动势称为热电势。
看一个实验——热电偶工作原理演示
热电极A
测量端
（工作端、 热端）
A
热电势
热电极B
自由端 （参考端、 冷端）
B
结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
半导体二极管
晶体管半导体集成电路温度传感器
可控硅
辐射温度传感器 光学高温计
体积热膨胀式
不需要电源，耐用； 但感温部件体积较大。
气体的体积与 热力学温度成正比
红外温度计
2 热电偶传感器
热电偶在温度的测量中应用十分广泛。它构造简 单，使用方便，测温范围宽，并且有较高的精确度和 稳定性。
2. 1 热电偶测温原理
（2）铠装热电偶（缆式热电偶）
铠装热电偶是将热电偶丝与电熔氧化镁绝缘 物溶铸在一起，外表再套不锈钢管等构成。
这种热电偶耐高压、反应时间短、坚固耐 用。
铠装型热电偶
铠装热电偶的制造工艺：把热电极材料与高温绝缘 材料预置在金属保护管中、运用同比例压缩延伸工艺、 将这三者合为一体，制成各种直径、规格的铠装偶体， 再截取适当长度、将工作端焊接密封、配置接线盒即成 为柔软、细长的铠装热电偶。
薄膜热电偶
（4）表面热电偶
主要用于现场流动的测量，广泛用于纺织、印染、造纸、 塑料及橡胶工业；探头有各种形状(弓形、薄片形等)，以适 应于不同物体表面测温用。在其把手上装有动圈式仪表， 读数方便。测量温度范围有0~250℃和0~600℃两种。
（5）防爆热电偶
在石油、化工、制药工业中，生产现场有各种易然、易 爆等化学气体，这时需要采用防爆热电偶。它采用防爆型 接线盒，有足够的内部空间、壁厚及机械强度，其橡胶密 封圈的热稳定性符合国家的防爆标准。因此，即使接线盒 内部爆炸性混合气体发生爆炸时，其压力也不会破坏接线 盒，其产生的热能不能向外扩散传爆，可达到可靠的防爆 效果。
温度传感器介绍
1、温度测量概述
1. 温度测量
➢ 接触式温度传感器 ➢ 非接触式温度传感器
接触式温度传感器的特点：传感器直接与被测物体接触进行温度 测量，由于被测物体的热量传递给传感器，降低了被测物体温度， 特别是被测物体热容量较小时，测量精度较低。因此采用这种方 式要测得物体的真实温度的前提条件是被测物体的热容量要足够 大。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
结点产生热电势的微观解释及图形符号
两种不同的金属互相接触时，由于不同金属内自 由电子的密度不同，在两金属A和B的接触点处会发生 自由电子的扩散现象。自由电子将从密度大的金属A扩 散到密度小的金属B，使A失去电子带正电，B得到电子 带负电，从而产生热电势。
非接触式温度传感器主要是利用被测物体热辐射而发出红外线， 从而测量物体的温度，可进行遥测。其制造成本较高，测量精度 却较低。优点是：不从被测物体上吸收热量；不会干扰被测对象 的温度场；连续测量不会产生消耗；反应快等。
体积热膨胀
物
理
电阻变化
现 温差电现象 象 导磁率变化
电容变化
压电效应
超声波传播速度变化 物质 颜色
K热电偶的 分度表
比较 查出的3个 热电势， 可以看出 热电势是 否线性？
2. 2 热电偶的结构形式与热电偶材料
1．热电偶的种类
（1）普通型热电偶
普通装配型热电偶的外形
安装 螺纹
安装 法兰
接线盒
普通装配型热电 偶的 结构放大图
引出线套管
不锈钢保护管
固定螺纹
（出厂时用塑料包裹）
热电偶工作端（热端）
铠装型热电偶可 长达上百米
绝缘
薄壁金属
材料
保护套管
（铠体）
铠装型热电偶
法兰
AB
横截面
（3）薄膜热电偶
用真空镀膜技术或真空溅射等方法，将热电偶 材料沉积在绝缘片表面而构成的热电偶称为薄膜热 电偶。
测温范围为-200~500℃。测量端既小又薄， 热容量小，响应速度快。适用于测量微小面积上的 瞬变温度。
隔爆型热电偶外形 厚壁保护管 压铸的接线盒 电缆线
其他热电偶外形 小形K型热电偶
2.热电偶组成材料及分度表
为了准确可靠地进行温度测量，必须对热电偶组 成材料严格选择。
目前工业上常用的四种标准化热电偶材料为:
铂铑30－铂铑6、
铂铑10－铂、 镍铬－镍硅
镍铬－铜镍（我国通常称为镍铬－康铜）。
组成热电偶的两种材料写在前面的为正极，后面 的为负极。
P–N结电动势 晶体管特性变化
可控硅动作特性变化
热、光辐射
1.气体温度计
2. 玻璃制水银温度计
3.玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计
5.液体压力温度计 6. 气体压力温度计
铂测温电阻、热敏电阻
热电偶
1．热铁氧体 2．Fe-Ni-Cu合金
BaSrTiO3陶瓷
石英晶体振动器
Biblioteka Baidu
种
超声波温度计
类
示温涂料 液晶
A＋
T
自由 电子
B
eAB（ T ）
热电偶的分度表
热电偶的线性较差，多数情况下采用查表法
我国从1991年开始采用国际计量委员会规 定的“1990年国际温标”（简称ITS-90）的新 标准。按此标准，制定了相应的分度表，并且 有相应的线性化集成电路与之对应。
直接从热电偶的分度表查温度与热电 势的关系时的约束条件是：自由端（冷端） 温度必须为0C。
2. 3 热电偶测温及参考端温度补偿
（1）补偿导线
补偿导线是指在一定的温度范围内(0~150℃)，其 热电性能与相应热电偶的热电性能相同的廉价导线。 采用补偿导线，可将热电偶的自由端延伸到远离高温 区的地方，从而使自由端的温度相对稳定。
铠装热电偶特点：内部的热电偶丝与外界空气隔 绝，有着良好的抗高温氧化、抗低温水蒸气冷凝、抗机 械外力冲击的特性。铠装热电偶可以制作得很细，能解 决微小、狭窄场合的测温问题，且具有抗震、可弯曲、超长 等优点。
1-热电极；2-绝缘材料； 3-金属套管；4-接线盒；
5-固定装置
铠装型热电偶
铠装型热电偶外形