第5章 热电式传感器习题

第5章 热电式传感器习题

1、 热电偶结构由哪几部分组成？

2、 用热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温度补偿的方法有哪几种？

3、热电阻温度计有哪些主要优点？

4、 已知铜热电阻—Cul00的百度电阻比W(100)=1.42，当用此热电阻测量50℃温 度时，其电阻值为多少?若测温时的电阻值为92Ω，则被测温度是多少?

解：由 W （100）=R 100 /R 0 =1.42，则其灵敏度为

()

C 42010042010010042010042101000000100o /..R .R R .R R K Ω=⨯==-=--= 则温度为50℃时，其电阻值为

R 50 = R 0 +K×50=100+0.42×50=121()

当R t =92时，由R t = R 0 +Kt ，得

t=( R t ﹣R 0)/K=(92﹣100)/0.42=﹣19(℃)

5、 将一灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电位计相连接测量其热电势，电位计接线端是30℃，若电位计上读数是60mV ，热电偶的热端温度是多少?

解： C C C mV mV t ︒=︒+︒=78030/08.060

6、参考电极定律有何实际意义?已知在某特定条件下材料A 与铂配对的热电势为13.967mV ，材料B 与铂配对的热电势是8.345mV ，求出在此特定条件下，材料A 与材料B 配对后的热电势。

解：由标准电极定律

E (T,T 0 )=E A 铂(T,T 0 )﹣E B 铂 (T,T 0 )

=13.967﹣8.345=5.622(mV)

7、 镍铬—镍硅热电偶灵敏度为0.04mV/℃，把它放在温度为1200℃处，若以指示仪表作为冷端，此处温度为50℃，试求热电势大小。

解： E(1200,50)= (120050)×0.04=46(mV)

8、 热电偶温度传感器的输入电路如习题图7-20所示，已知铂铑—铂热电偶在温度0~100℃之间变化时，其平均热电势波动为6µV/℃，桥路中供桥电压为4V ，三个锰铜电阻(R l 、R 2、R 3)的阻值均为1Ω，铜电阻的电阻温度系数为α=0.004/℃，已知当温度为0℃时电桥平衡，为了使热电偶的冷端温度在0~50℃范围其热电势得到完

全补偿，试求可调电阻的阻值只R 5。

解：热电偶冷端补偿电势

E(t,0)=kt ，

式中，k 为热电偶灵敏度(k=6V/℃)，

而补偿电桥输出电压（见习题图7-20） t U R t R U R R U U i i αα4440==∆⋅=

冷端补偿时有 V k U t U kt i i μαα6000004.06444=⨯==⇒==6mV

根据电桥电路，其等效电路为R 1、R cu 和R 2、R 3分别串联后再并联，然后与电源、R 串联，桥臂电阻串并联后为1Ω，由此可得

1×U i =1E/(R+1)

所以 R=E/ U i ﹣1=4000/6﹣1=665.7(Ω)

9、在某一瞬间，电阻温度计上指示温度θ2=50℃，而实际温度θ1=100℃，设电阻温度计的动态关系为

)(212θθθ-=k dt d 其中，k=0.2/s 。试确定温度计达到稳定读数(0.995θ1)所需时间。

解：θ2 从50℃上升到0.995θ1 =0.995×100=99.5℃

()kdt d k dt d =θ-θθ⇒θ-θ=θ2

12212

()()⎰⎰⎰⎰=---=-t t dt k d kdt d 05.050212105

.9950212θθθθθθθ ()()s t kt 232.05.050ln ln 5.05021==⇒=--θθ 10、 某热敏电阻，其B 值为2900K ，若冰点电阻为500KΩ，求热敏电阻在100℃时的

阻值。

解：T 0 =0℃=273K ，R 0 =500k ；T=100℃=373K

则

R 373 =R 273 e 2900(1/3731/273) =28.98(k )