热电偶的工作原理
热电偶工作原理范文
热电偶工作原理范文热电偶是一种用于温度测量的传感器,其工作原理基于热电效应。
热电效应是指当两个不同材料的接触点形成温差时,在这个接触点处会产生电势差。
热电偶利用这种效应来测量温度。
热电偶一般由两根不同金属线组成,它们相互交叉或连接在一起的一端形成接点。
这两根金属线的选择主要基于其热电性能,如电动势系数、线性范围、耐高温等。
一般使用的金属有铜和常见的许多铂族金属(如铂、铑、钯、铱)。
在实际应用中,最常用的是铂铑合金制成的“K型热电偶”。
当热电偶的接点处存在温差时,两根金属线之间会产生电动势。
这个电动势的大小与温差成正比。
一般情况下,热电偶的一条线被称为“热电偶头”,另一端接上一个电流计或测温仪。
电流计根据电动势的大小来测量温度。
热电偶工作的基本原理是利用电动势的变化来推断温度的变化。
热电偶的工作原理可以通过“塔林效应”来解释。
“塔林效应”是指当一个闭合回路中存在温差时,铜电解液表面会出现磁流量的变化。
这个现象发现于1821年由塔林发现,后来经过研究发现,这个电流的产生是由于金属导体上的自由电子在受到热激励后发生了扩散。
在热电偶中,两个不同金属的接触点形成了一个闭合回路。
当接头处的温度不一致时,两个金属导体中的自由电子会受到热激励,而这会导致电荷的扩散。
由于金属中的自由电子具有负电荷,因此扩散会导致正负电荷间的电势差产生。
这个电势差就是热电偶所测得的电动势。
为了减小温度梯度对温度测量的影响,热电偶的导线通常被保护在一根外壳中。
外壳可以是金属套管或者石英管。
外壳的作用是保护导线免受外部环境的影响,并提供热平衡。
然而,热电偶的测量结果可能会受到很多因素的影响,如温度梯度、电磁干扰等。
为了提高测量的准确性,通常会使用冷端补偿来校正测量结果。
冷端补偿是指在热电偶的冷端引入一个参考温度,来抵消由于热电偶冷端的温度变化所引起的误差。
总而言之,热电偶利用热电效应来测量温度。
当两个不同金属的接触点处存在温差时,会产生电动势。
热电偶工作原理
背景资料
实验仪器
实验内容
数据处理
为了测定温差电动势,需在闭合回路中接入测量仪表,如图3所示,这相当于把第三种金属(如电位差计的电阻丝)串入回路。理论上可以证明,在A、B两种金属之间插入任何一种金属C,只要维持它和A、B的联接点在同一个温度,这个闭合电路中的温差电动势总是和由A、B两种金属组成的温差热电偶中的温差电动势一样。这一性质在实际应用中是很重要的,图3所示为常用的测温线路,即用铜丝C将温差电动势接送电位差计是常见的用法。
实验原理
背景资料
实验仪器
实验内容
数据处理
1.热电偶与温差电效应 若将A、B两根不同的金属或合金丝的端点互相连接(接点焊接或熔接)成为一闭合回路,并使两接点处于不同温度如图1所示,则由于温差电效应,回路中将产生电动势,称为温差电动势。这种闭合回路称为热电偶。
图1 接触电势差原理图
热电偶回路中产生的温差电动势是由佩尔捷电动势和汤姆逊电动势联合组成的
数据处理
因此,热电偶回路中温差电动势的大小除了和组成电偶的材料有关,还决定于两接触点的温度差,当制作电偶的材料确定后,温差电动势的大小就只决定于两个接触点的温度差,一般说,电动势和温差的关系非常复杂,若取二级近似,可表为如下形式
式中, 为热端温度; 是冷端温度;而 、 是电偶常数,它们的大小仅决定于组成电偶的材料。粗略测量时,可取一级近似
拓展计
在热电偶的分度表中或分度检定时,冷端温度都保持在0 ℃ ,在使用时,往往由于环境和现场条件等原因,冷端温度不能维持在0 ℃ ,使热电偶输出的电势值产生误差,因此需要对热电偶冷端温度进行处理。 能否提出对热电偶冷端温度进行处理的具体措施?
数据处理
背景资料
实验原理
热电偶工作原理
热电偶工作原理
热电偶(Thermocouple)是一种由两种不同金属材料在静止状态下或受到温度变化时产生电势的电子器件,广泛应用于工业、航空、军事及日常生活中的各种热检测。
本文将阐述热电偶的原理,并对它的应用进行详细介绍。
热电偶的工作原理是,当两种不同的金属材料接触时,金属之间的电势会使其产生一定的电流。
由于这种不同的金属材料的性质不同,金属间的接触点会产生相应的温度变化,从而使用电势检测设备对热电偶内部不同金属材料之间的电势变化而得出温度大小。
因此,热电偶可以用来测量温度。
此外,由于热电偶具有精度高、价格低、可靠性高等优点,因此得到了广泛的应用。
它们可以用于检测各种工业温度,如发动机、气体、烟囱、灶具等;可用于检测环境温度,如室内温度、室外温度等;可用于测量食品、土壤、建筑物的温度;也可用于测量医学研究所需的体温。
另外,热电偶的另一个优点是它可以通过蜂窝技术进行远程测量温度。
这种技术将多个热电偶的测量数据通过蜂窝网络传输到远程的目的地,使远程的温度检测更加便捷。
因此,热电偶也广泛用于飞行器等航空仪表上,以监测机载热源或发动机系统温度。
综上所述,热电偶是一种非常有效的测量温度的器件,具有精度高、价格低、可靠性高等优点,广泛应用于工业、航空、军事及日常生活中的各种热检测,比如室内温度检测、机载热源或发动机
系统温度检测等等。
此外,它还可以利用蜂窝技术进行远程测量温度,这种技术也增强了热电偶的应用能力。
热电偶的工作原理是
热电偶的工作原理是
热电偶是一种测量温度的装置,利用的是热电效应的原理。
其工作原理可以概括为以下几点:
1. 热电效应:根据热电效应原理,当两个不同金属连接形成一个闭合回路时,并且两个连接点温度不同时,会在回路中产生一种电势差。
这种现象称为热电效应。
2. Seebeck效应:热电偶利用了Seebeck效应,即当热电偶两端的温度不一样时,会产生一个电动势。
3. 金属的选择:热电偶通常由两种不同的金属导线组成,如铜和常规使用的测温金属铁素体。
不同的金属对热电效应的响应不同,确定了热电偶的灵敏度和测量温度范围。
4. 环境温度的测量:热电偶中的两个金属导线与环境中的温度发生接触,导致两个连接点之间存在温度差。
这时,根据热电效应的原理,会在热电偶中形成一个电势差。
5. 电势差测量:测量热电偶中产生的电势差可以得到热电偶两端的温度差,由于热电偶的一端通常连接到参考温度源,因此可以通过测量电势差来计算环境的温度。
总的来说,热电偶的工作原理是基于热电效应的利用,通过测量热电偶两端产生的电势差来计算环境温度的一种测温装置。
热电偶的工作原理与接线
热电偶的工作原理与接线
热电偶的工作原理是基于热电效应。
热电效应是指当两种不同金属或合金的接触点形成一个温差时,就会在接触点处产生一个电动势。
这个电动势大小与温差有关。
热电偶利用这个原理来测量温度。
热电偶由两种不同金属或合金的导线焊接而成,这两根导线的接触点称为热电偶的热接点。
当热电偶与待测物体接触时,待测物体的温度将会影响到导线的温度,从而形成一个温差。
这个温差作用于热电偶的接触点处,导致热电偶的两端产生一个电动势,即热电势。
这个热电势可以通过两端接线至一个测量仪器,如温度计或电压计,来测量和表示温度。
热电偶的接线方式通常有两种:并联和串联。
并联接线方式是将两根热电偶导线的两端分别连接至仪器的两个测量端口。
串联接线方式是将两根热电偶导线的一端焊接在一起,然后将另一端连接至测量仪器的一个测量端口,将另一个端口接地。
需要注意的是,在接线过程中,为了保证测量的准确性,应注意减小接线电阻和避免温度梯度。
接线电阻会引入额外的电压降,影响测量结果。
温度梯度会导致接线处的温度不均匀,从而引入误差。
因此,在接线时需要选择合适的导线材料
和接线方式,并注意接线的可靠性和稳定性。
热电偶的工作原理
热电偶工作原理什么叫热电偶?这就要从热电偶测温原理说起,热电偶是一种感温元件,是一次仪表,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)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材质导体(称为热电偶丝材或热电极)组成闭合回路,当接合点两端的温度不同,存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。
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(也称为测量端),温度较低的一端为自由端(也称为补偿端),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。
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。
热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对于热电偶的热电势,应注意如下几个问题:1:热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差,而不是热电偶两端温度差的函数;2:热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成份和两端的温差有关;3:当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关;若热电偶冷端的温度保持一定,这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。
常用的热电偶材料有:热电偶的故障与修理热电势比实际应有的热电势小(仪表指示值小)。
(1)热电偶内部电极漏电(短路)。
解决办法:将热电偶电极取出,检查漏电原因。
若是因潮湿引起,应将电极用火烤干;若是因瓷管绝缘不良引起,应将坏瓷管取下,换上好的瓷管。
(2)热电偶内部潮湿。
解决办法:将热电偶电极取出干燥之;并检查热电偶的保护管是否漏气、漏水等等,使管内保持干燥。
热电偶的工作原理
热电偶的工作原理
热电偶是一种常用的温度测量传感器,它利用热电效应来测量温度。
热电偶由
两种不同金属的导线组成,它们的接合处形成热电接头。
当热电接头处于不同温度时,就会产生热电动势,从而产生电压信号。
这个原理被广泛应用于工业生产、科学研究和日常生活中的温度测量。
热电偶的工作原理可以用热电效应来解释。
热电效应是指当两种不同金属的导
体形成闭合回路时,如果它们的两个接合处温度不同,就会产生电动势。
这种现象被称为塞贝克效应。
热电偶利用了这种效应来测量温度。
当热电接头处于不同温度时,就会产生热电动势,从而产生微小的电压信号。
通过测量这个电压信号的大小,就可以确定热电偶接头处的温度。
热电偶的工作原理还涉及到热电偶的热敏特性。
热电偶的热敏特性是指它的输
出电压与温度之间的关系。
不同类型的热电偶具有不同的热敏特性,这也决定了它们在不同温度范围内的应用。
一般来说,热电偶的输出电压与温度成线性关系,这使得它在温度测量中具有较高的精度和稳定性。
除了热电偶的热敏特性,还有一些影响热电偶测量精度的因素。
例如,热电偶
的导线材料、长度、直径、绝缘材料等都会对其测量精度产生影响。
因此,在实际应用中,需要根据具体的测量要求选择合适的热电偶类型和参数。
总的来说,热电偶是一种简单、实用的温度测量传感器,它利用热电效应来测
量温度。
通过测量热电偶产生的电压信号,可以准确地获取被测温度。
热电偶具有较高的测量精度和稳定性,因此被广泛应用于工业生产、科学研究和日常生活中的温度测量领域。
热电偶的工作原理是什么
热电偶的工作原理是什么热电偶是一种常用的温度测量器件,它是根据热电效应原理工作的。
热电效应是指当两个不同金属焊接在一起形成闭合回路时,在两个焊点处会形成一个电位差,这个现象被称为“热电效应”。
热电偶利用了不同金属的热电效应差异,将温度转换为电压信号,实现对温度的测量。
热电偶使用两种不同材料的金属电极焊接在一起,其中一个电极称为“热端”,另一个电极称为“冷端”。
热电偶的工作原理主要包括“塞贝克效应”和“皮尔森效应”。
首先是塞贝克效应,也称为热电效应,它是指当两个不同金属的焊点温度存在差异时,金属之间会产生电动势。
塞贝克效应的产生源于热运动引起的电子的迁移,导致电荷在电极之间累积或消失。
其次是皮尔森效应,它是指当煤气体通过热电偶时,会因为热电离而在热电偶的冷端产生一个交流电动势的相对1V的微弱信号。
热电偶的工作原理可以简单描述如下:当热电偶的热端加热时,热电偶的冷端会相应地升高,这会导致热电偶中形成一个温度梯度。
由于热电效应,热电偶中的两个金属之间会产生一个电势差。
这个电势差通过连接到电路中的电压测量设备,如示波器、电压表等,就可以转换为电压信号进行读数。
热电偶的实际测温的原理可以分为几个步骤:1.温度梯度:热电偶的热端加热时,热电偶的冷端升高,形成一个温度梯度。
2.产生电势差:由于热电效应,在温度梯度下,不同金属之间会产生一个电势差。
3.电势差传输:由于热电偶是一个闭合回路,产生的电势差可沿着电路传输到接线端,形成电压信号。
4.电压读数:通过将接线端连接到电路中的电压测量设备,如示波器、电压表等,就可以将电势差转换为电压信号进行读数。
热电偶的工作原理使其成为了一个理想的温度测量装置,具有许多优点,如广泛的温度范围、快速响应、良好的稳定性和精确度等。
在工业领域中,热电偶被广泛应用于各种温度测量的场合,如高温炉、热处理设备、航空航天、化工等领域。
热水器热电偶工作原理
热水器热电偶工作原理一、热水器热电偶简介热电偶是一种常用于测量和控制温度的设备,经常用于热水器中。
它可以将温度转换为电压信号,并用于控制热水器的加热功率。
本文将详细介绍热水器热电偶的工作原理及其在热水器中的应用。
二、热电偶的原理热电偶是由两种不同材料的金属丝焊接在一起,形成一个闭合回路。
当热电偶的一端加热时,热量将通过金属丝传导到另一端。
由于两种不同金属的热电性质不同,温度差将在金属丝之间产生电势差,从而形成热电效应。
这个电势差可以通过测量来计算原始的温度。
三、热电偶的构造热电偶由两个不同金属的线材组成,一端称为“热端”,另一端称为“冷端”。
常见的热电偶材料包括铜-常铜、铁-常铜、铁-镍等。
热电偶的线材通常被保护在一根金属外套管中,以防止损坏。
外套管的一端暴露在被测物体的温度环境中,而另一端连接到测温设备。
四、热电偶的工作原理详解1.热电效应原理热电效应是指当两个不同金属的接触点处于温度差时,两个接触点之间将产生一个电压差。
这种现象被称为“塞贝克效应”或“塞贝克电势”。
2.温度-电势关系热电偶的温度-电势关系遵循塞贝克效应。
为了测量温度,我们需要比较热电偶的电势差与已知温度之间的关系。
这需要校准热电偶并建立温度-电势表。
3.热电偶电阻除了产生电势差,热电偶还具有一定的电阻。
电阻的变化可以影响热电偶的温度测量精度。
为了减小电阻变化对测量的影响,通常会采用纯金属或纯铂引线。
4.补偿导线由于热电偶的冷端通常连接到测温设备,而设备本身可能会有一定的温度差异,为了减小这种温度差异对测量的影响,常常使用补偿导线来调节冷端的温度,以提高测量精度。
五、热水器中的应用热水器中的热电偶常用于测量热水器中的水温,并根据测量结果控制加热功率。
以下是热水器热电偶在工作中的一般步骤:1.确定热电偶位置:将热电偶置于热水器中合适的位置,以确保能够准确测量热水的温度。
2.连接热水器控制系统:将热电偶的冷端连接到热水器的控制系统,确保测量结果可以及时传输给控制系统。
热电偶工作原理
K型热电偶也即镍铬-镍硅热电偶,常用热电偶分度号有S、B、K、E、T、J等,这些都是标准化热电偶。
热电偶的原理:它是将两种不同材料的金属导体组成闭合回路,一端放在被测介质中感受温度变化,称为热端,另一端为冷端。
当冷端和热端温度不同时,在回路中就会产生一定方向和大小的电势,如此使冷端温度不变,则热电势只与另一端温度相关,这样,只要测得热电势的大小即可知道温度的大小。
所以热电偶的电流可以不考虑,测量它的毫伏电势就行啦。
K型热电偶,它是一种能测量较高温度的廉价热偶。
由于这种合金具有较好的高温抗氧化性,可适用于氧化性或中性介质中。
它可长期测量1000度的高温,短期可测到1200度。
它不能用于还原性介质中,否则,很快腐蚀,在此情况下只能用于500度以下的测量。
它比S型热偶要便宜很多,它的重复性很好,产生的热电势大,约为0.041mV/度,因而灵敏度很高,而且它的线性很好。
虽然其测量精度略低,但完全能满足工业测温要求,所以它是工业上最常用的热电偶。
热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,是由两种不同成分的导体两端接合成回路时,当两接合点热电偶温度不同时,就会在回路内产生热电流。
如果热电偶的工作端与参比端存有温差时,显示仪表将会指示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。
热电偶的热电动热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,与热电极的长度、直径无关。
各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。
非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
热电偶工作原理及简图
热电偶工作原理及简图
热电偶工作原理及简图是:热电偶是一种感温元件,它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,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在Seebeck电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。
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℃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。
简图如下:。
热电偶工作原理
热电偶工作原理热电偶是一种常见的温度传感器,通过测量电压来确定物体的温度。
它通过基于一个基本的物理现象,即热电效应,来实现温度测量的功能。
本文将介绍热电偶的工作原理和一些应用领域。
1. 基本原理热电偶的工作原理基于热电效应,即当两种不同金属或合金的接触处存在温度差时,会产生电动势。
这种电动势被称为热电势(或称塔莫电势)。
2. 热电效应类型热电效应可以分为两种类型:塔莫效应和赫查效应。
塔莫效应是当两种不同金属或合金的接触处存在温度差时,会在两个接触点之间产生一个电势差。
赫查效应则是当完整的热电偶发生温度差异时,整个回路会形成一个闭合回路,产生电势差。
3. 热电势测量为了测量热电势,需要将热电偶的两个端口连接到一个电子设备(如电压计或数据采集器)上。
当热电偶的两个端口的温度存在差异时,会在电子设备中产生一个电压信号。
通过测量这个电压信号,可以得到热电偶的温度差异。
4. 热电偶类型常见的热电偶类型包括K型,T型,J型,E型等。
不同的热电偶类型适用于不同的温度范围和环境条件。
选择合适的热电偶类型可以确保测量结果的准确性和可靠性。
5. 热电偶的优点与应用热电偶有许多优点,例如其价格相对较低,测量范围广泛(从-200摄氏度到+1,800摄氏度),响应速度快等。
这些特点使得热电偶在许多工业领域中得到广泛应用,如钢铁冶炼、化工过程控制、食品加工等。
6. 热电偶的注意事项在使用热电偶时,需要注意一些事项以确保测量结果的准确性。
首先,热电偶的接触点必须良好地接触物体表面,以充分传递热能。
其次,热电偶的电线不能受到过高的机械或热应力,以免导致测量错误。
此外,应注意热电偶的防护措施,以防止损坏或污染。
总结:热电偶是一种基于热电效应的温度传感器,通过测量热电势来确定物体的温度。
它具有简单、经济、广泛应用的优点,在许多行业中得到了广泛的应用。
在使用时,应注意选择适当的热电偶类型,并注意保护和维护的要求,以确保测量结果的准确性和可靠性。
【图解】热电偶工作原理
【图解】热电偶工作原理
热电偶是一种感温元件,是一种仪表。
它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表(二次仪表)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材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。
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℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。
热电偶测温基本原理:将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路。
当导体A和B 的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。
热电偶就是利用这一效应来工作的。
热电偶工作原理(基本定律)
热电偶工作原理(基本定律)(一)均质导体定律如果热电偶囚路小的两个热电极材料相同、无论两接点的温度如何.热电动势均为零。
根据这个定律.可以检验帅个热电极材料成分是否相同(称为问名极检验法),也可以检杏热电极材料的均匀性。
(二)中间导体定律识:导体八与B接点处的温度为f,导体A、B与(’两接点处的温度为4n.则凹路巾的总电动势为:热电偶的这种性质在工业生产巾是很实用的。
例如.可以将显尔仪表或调节器作为第二种导体育接接人回路中进行测量,也呵以将热电偶的两端不焊接r6直接插入液态金属中或直接焊在金局友而进行温度测量。
如果接人的第二种导体两端温度个相等,热电偶问路的热电动势将要发生变化,变化的大小取决于导体的性质和接点的温度。
因此,在测量过湿中必须接入的第二种导体不宜采用与热屯俏热屯性质相差很大的材ATMEL代理商料;否61lJ,一巴该材料两端温度有所变化,热电动势的变动将会很大。
E)标准电极定律如果两种导体分别勺第二种导体组成的热屯偶所产牛的热电动势已加,则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。
如图11—4所示.导体A、S分别与标难电极C组成热电偶,苦它们所产小的热电动势为已知、即:标淮电极定律是一个极为亿宾微电子实用的定律。
由于纯金属和各种合同合余种类很多.因此,要确定这些金属之间组合W成的热电侣的热电动势*其工作且是极大的。
但是可以利用铂的物邵、化学性质稳定,熔点高,易提纯的特性.选用高纯铂丝作为标准屯极、只要测得各种金届与纯铂组成的热电偶的热电动势.则各种金属之间相万,组合而成的热电偶的热电动势可根据。
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热电阻热电偶工作原理
热电阻热电偶工作原理热电阻热电偶是一种用来检测温度的测量装置,根据变温把热能转变成电能,从而实现对温度的测量。
它具有测量范围宽、精度高等特点,主要有热电偶、固定电阻器和变送器三部分组成。
一、热电阻热电偶的工作原理1、热电偶工作原理:热电偶是一种把温度变化转换为相应的电特性变化的变温元件,包括两种不同类型的金属或其他材料搭接成的结构,将热能变为电能的原理是热电效应。
其中一个材料的电阻率随温度的变化比另一种材料的电阻率变化更快,即有一个更快的温度系数,当温度发生变化时,电阻比关系也随之改变,测量这一变化,从而推算出原例温度值。
2、固定电阻器工作原理:固定电阻器是通过不断变换两端电源给定电压和当前环境温度,来测量环境温度变化的。
电压在测量过程中是固定的,热电阻的零点变换率ΔR/R也是固定的,而固定电阻器电阻值(R)就随着温度的变化而发生变化。
所以根据固定电阻器的变化情况,就可以推算出温度的变化状况。
3、变送器工作原理:变送器是以电压、电流或其它有意义的量表达测量参数的装置,它主要功能是把热电阻的输出的电流或电压信号转变为标准的测量信号,可以用来调节热电偶的温度测量精度和范围,并分解温度变化的细微信息。
二、热电偶的优点1、热电偶的测量范围宽,可以测量-200℃到3000℃之间的温度,比普通计温器大得多。
2、测量精度高,热电偶可以实现非常精确的测量,其高分辨率可以达到0.1℃。
3、热电偶的信号换算、处理都非常容易,具有较强的可靠性和适用性。
4、单件成本低,热电偶的单件价格比一般的温度计低很多。
5、低功耗,热电偶功率低,只需要很小的电源,可以节省能源。
6、抗磁性能强,热电偶呈抗磁性,可以抵御外界磁场的干扰,可以很好的保证温度测量精度。
总之,热电阻热电偶对温度测量是一个比较理想的选择,其具有测量范围宽、精度高,单件成本低、功耗低、抗磁性能强等特点,得到了广泛的应用,是现代温度测量中的重要计算仪器。
热电偶、热电阻原理简介
热电阻、热电偶原理简介
一、测量原理:
热电偶的工作原理是:两种不同成分的导体两端经过焊接、形成回路,直接测温端叫测量端,接线端子端叫参比端。
当测量端和参比端存在温差时,就会在回路时产生热电流,接上显示仪表,仪表上就显示出热电偶所产生的热电动势的对应温度值。
热电偶的热电动势将随着测量端温度升高而增长,热电动势的大小只和热电偶导体材质以及两端温度有关,和热电极的长度、直径无关。
热电阻是利用物质在温度变化时自身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。
热电阻的受热部分(感温元件)是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料制成的骨架上。
当被测介质中有温度梯度存在时,所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。
二、热电偶优点:
①测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
②测量范围广。
常用的热电偶从-50〜+1600C均可边续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269C(如金铁银格),最高可达+2800°C(如鸨-铢)。
③构造简单,使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
三、电气连接方法:
二线制;三或四线制。
简述热电偶的工作原理
简述热电偶的工作原理热电偶是一种常用的温度测量仪器,它利用热电效应来实现温度的测量。
热电偶由两种不同金属导线组成,当两种不同金属导线的接触处形成温差时,就会产生热电动势,从而产生电流。
这种电流与温差之间的关系可以用来测量温度。
热电偶的工作原理可以用热电效应和电热转换原理来解释。
首先,我们来看热电效应。
热电效应是指当两种不同金属导线的接触处形成温差时,就会产生热电动势。
这是因为不同金属导线的电子云结构不同,当温度发生变化时,导致电子云的运动状态发生改变,从而产生了电动势。
这种现象被称为塞贝克效应和泊松效应,它们是热电效应的基础。
其次,我们来看电热转换原理。
当热电偶的两端分别连接到测量仪器时,由于两种金属导线的接触处存在温差,就会产生热电动势,从而产生电流。
这个电流与温差之间存在一定的函数关系,可以通过测量电流的大小来确定温度的大小。
这就是热电偶实现温度测量的基本原理。
总的来说,热电偶的工作原理可以简单概括为利用热电效应和电热转换原理来实现温度的测量。
当热电偶的两端分别连接到测量仪器时,由于温差的存在,就会产生热电动势,从而产生电流。
测量仪器可以通过测量电流的大小来确定温度的大小。
这种原理简单而有效,因此热电偶在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
总的来说,热电偶的工作原理可以简单概括为利用热电效应和电热转换原理来实现温度的测量。
当热电偶的两端分别连接到测量仪器时,由于温差的存在,就会产生热电动势,从而产生电流。
测量仪器可以通过测量电流的大小来确定温度的大小。
这种原理简单而有效,因此热电偶在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
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热电偶的工作原理热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。
各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。
在工业生产过程中,温度是需要测量和控制的重要参数之一。
在温度测量中,热电偶的应用极为广泛,它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点。
另外,由于热电偶是一种有源传感器,测量时不需外加电源,使用十分方便,所以常被用作测量炉子、管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。
热电偶工作原理:热电偶是一种感温元件,热电偶由两种不同成份的均质金属导体组成,形成两个热电极端。
温度较高的一端为工作端或热端,温度较低的一端为自由端或冷端,自由端通常处于某个恒定的温度下。
当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在塞贝克电动势—热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。
测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。
热电偶温度测量由如图所示三部分组成:⑴热电偶⑵毫伏测量电路或毫伏测量仪表⑶连接热电偶和毫伏测量电路的补偿导线与铜线图1-1热电偶温度测量电路:图1-2原理如图1-2所示,热电偶产生的毫伏信号经放大电路后由VT 端输出。
它可作为A/D 转换接口芯片的模拟量输入。
第1级反相放大电路,根据运算放大器增益公式:1111012L L O U R U R U ⨯-=⨯-= 增益为10。
第2级反相放大电路,根据运算放大器增益公式:11101200561O O O VT U RW R U R RW U V ⨯+-=⨯+-===)( 增益为20。
总增益为200,由于选用的热电偶测温范围为0~200℃变化,热电动势0~10mV 对应放大电路的输出电压为0~2V 。
A/D 转换接口芯片最好用5G14433,它是三位半双积分A/D ,其最大输入电压为1999mV 和1999V 两档(由输入的基准电压VR 决定)。
我们应选择1999V 档,这样5G14433转换结果(BCD 码)和温度值成一一对应关系。
如读到的BCD 码为01、00、01、05,则温度值为101℃。
因此,用5G14433 A/D 芯片的话,你可以将转换好的A/D 结果(BCD 码)右移一位(除以10)后直接作为温度值显示在显示器上。
如果A/D 转换芯片用ADC0809,则在实验前期,应先做两张表格:一、放大电路的输出电压和温度的对应关系,一一测量并记录下来制成表格;二、ADC0809的转换结果(数字量)和输入的模拟电压一一对应关系记录下来并制成表格,然后将这两张表格综合成温度值和数字值的一一对应关系表存入系统内存中,最后,编制并调试实验程序,程序中将读到的A/D转换结果(数字量)通过查表转换成温度值在显示器上显示。
热电偶温度测量电路调试热电偶温度测量电路板上VT插孔可以与万用表直接相连,结果为模拟量调试。
也可和5G14433的模拟量输入端VX相连。
用ADC0809做A/D转换时,ADC0809的IN0连到温度测量电路的VT插孔,结果为数字量调试。
将热电偶置于沸水中,调整温度测量电路板的电位器RW1,使输入到A/D 转换芯片的电压为,再在沸水中逐渐加入冷水,输入电压随水温变化而变化,用万用表或示波器测试放大器的工作状态,使放大器输出电压随水温在0~1V变化。
如果将热电偶端靠近电铬铁,由于电铬铁的温度较高,达到热电偶的最高温度值。
因此,输入到A/D芯片的电压范围可以达到为0~2V。
5. 压力传感器常用的压力传感器有:电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。
压阻式压力传感器:一种将被测件上的应变力变化转换成为一种电信号的敏感器件。
它是压阻式应变压力传感器的主要组成部分之一。
电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。
金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种,如图1-43所示金属电阻应变片的结构示意图,它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。
通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使金属电阻应变片的阻值发生改变,从而使加在应变金属电阻上的电压发生变化,即可获得应变金属丝的应变情况。
金属电阻应变丝的结构示意图金属导体的电阻值可用下式表示:Rp=ρ*L/S式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω·cm2/m )S——导体的截面积(cm2)L——导体的长度(m)这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪用放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。
如图1-44所示2.电阻应变片用于压力测量电路2.1 电阻应变片的工作原理⑴电阻应变片特性电阻应变片是一种电阻式传感元件,金属电阻应变片的工作原理是附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。
金属导体的电阻值可用下式表示:R=ρ×L/S式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω·cm2/m)S——导体的截面积(cm2)L——导体的长度(m)以金属丝应变电阻为例,当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,其电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加,而截面积减少,电阻值便会增大。
当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电阻值则会减小。
只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压),即可获得应变金属丝的应变情况。
应变片电阻值的相对变化量ΔR/R近似地正比于所受力F,实验表明在弹性形变范围内,在一定的非线性度允许的情况下可以认为:ΔR/R≈K0ε⑵ 压力测量原理压阻式应变压力传感器的主要由电阻应变片按照惠斯通电桥原理组成。
应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种电阻应变片都组成应变电桥,并通过后续的测量放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D 转换和CPU )显示或执行机构。
图3-4 测量放大器惠斯通电桥是采用比较法的思想对未知电阻进行测量的。
测量时选择一定的比例臂数值(R1/R2)并将电桥调整平衡,就可以将待测电阻(Rx )与标准电阻(R0)进行比较,从而确定待测电阻的阻值原理如图2-2所示,电桥平衡(即电阻应变片未受力F 作用)时,R24=R25=R26=RT=R,此时电桥输出为0,当电阻应变片受力后,RT 发生变化,电桥输出不为0。
CC CC CC CC AB U K U R R U R R R U R R R R U 44222120ε=∆≈∆+∆=-∆+∆+=)()( 测量放大器① 当Ui+=0时, A1同相输入,A2反相输入)1(3029'1R R U U i +=- )(3031'2R R U U i --= (3-1) ② 当Ui-=0时, A2同相输入,A1反相输入)(3029"1R R U U i +-= )1(3031"2R R U U i +=+ (3-2) ③ 总的输出:)()1(30293029"1'11R R U R R U U U U i i +--+=+=)()1(30313031"2'22R R U R R U U U U i i -+-+=+= )1)(()(21191820182211910R R R R R U R R U U +++-= 由于K R 1030=、K R R 13129==、K R R R 10212018===、K R 10019=;则: ))((35120R R U U U -=; 代入U1、U2,化简得:))(21)((3510R R R R U U U g i i +-=-+ ))(21()(3510R R R R U U U A g i i V +=-=-+ (3-3) 选153=R R ,则:)21()(10g i i V R R U U U A +=-=-+ )21()(30290R R U U U A i i V +=-=-+ 总增益为120,2.2 电阻应变片压力电桥测量电路图2-2 电阻应变片压力电桥测量电路电阻应变片压力电桥测量电路调试压力电桥测量电路板上VP 插孔可以与万用表直接相连,结果为模拟量调试。
也可和5G14433的模拟量输入端VX 相连。
用ADC0809做A/D 转换时,ADC0809的IN0连到温度测量电路的VT 插孔,结果为数字量调试。
以克为单位砝码加在应变基体上(弹簧片上),万用表测量VP 插孔的电压,将得到与砝码重量的对应的电压。
图2-2中VP输出接ADC0809转换电路的通道0(IN0)插孔,即压力测量电路的输出接ADC0809模拟量输入端通道0。
编写并调试一个程序,使得ADC0809通道0输入的模拟电压经ADC0809转换再通过数字滤波和量纲转换后,将实时地测量到加在应变基体上(弹簧片上)的砝码重量显示在实验系统的显示器上。
3.光敏电阻声光测量与与控制开关电路1.元器件⑴4011:CD4011四重与非门⑵可控硅T。
可控硅可选用1A、3A、6A、10A、12A单向可控硅。
检测:用R×1档,将红表笔接可控硅的负极,黑表笔接可控硅的正极,这时表针无读数;然后用黑表笔触一下可控硅的栅极,这时表针有读数。
黑表笔马上离开,这时表针仍有读数。
⑶驻极体BM。
收录机用的小话筒。
检测:用R×100档,将红表笔接驻极体外壳S极、黑表笔接驻极体的S极,这时表针读数540Ω;然后用口对着驻极体吹气,若表针有摆动说明该驻极体是好的,表针摆动越大灵敏度越高。
⑷光敏电阻RG。
检测:无光照射时RG阻值大于100MΩ,有光照射时光敏电阻RG阻值为20K 以下。
2.电路原理桥式整流负载为可控硅及可控硅控制电路,可控硅导通则灯亮。
可控硅控制电路须满足声、光、延时控制。
R1与C2平滑滤波,提供12V 直流电压给CD4011和三极管VT 。
⑴ 三极管VT 组成声控电路声控信号由VT 集电极输入与非门U1A ,三极管VT 工作于截止和饱和二种状态,① A V I CC B μ49.33.119.37.0==-= V I R U U B CC C 8.28.1816004.010047125-=-=⨯⨯-=⨯-=β三极管VT 工作于饱和状态,集电极输出低电平。
② 静态是BM 阻值550Ω,分压B D U V U ==⨯+=7.01210000550550 C1⑵ 光敏电阻RG 和电阻R4组成分压式光控电路白天光照射RG ,光敏电阻RG 阻值为20K 以下,RG 的分压为七十分之一的电源电压,即RG 的分压为低电平。