自动检测技术及应用课件第九章热电偶
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热电偶传感器ppt课件
热电率较小，敏捷度低，高温下机械强度下降， 抗污染能力差，贵金属材料昂贵。
3. 镍铬-镍硅热电偶（K型）
使用量最大旳便宜金属热电偶，用量为其他热电 偶旳总和。 正极（KP）旳名义化学成份为：Ni:Cr=90:10， 负极（KN）旳名义化学化学成份为Ni:Si=97:3。 其使用温度为-200～1300℃。
正
较硬
B
负
稍软
0.033
600~900
0~1600
1800
Ⅲ
＞800
±4℃ ±0.5%t
正
不亲磁
Ⅱ
-40~1300
±2.5℃或±0.75%t
K
4.096
0~1200
1300
负
稍亲磁
Ⅲ
-200~40
±2.5℃或±1.5%t
N
正
不亲磁
负
稍亲磁
2.774
200~1200
1300
Ⅰ Ⅱ
-40~1100 -40~1300
T —— 接触面旳绝对温度
e —— 单位电荷量 NA——金属电极A旳自由电子密度 NB——金属电极B旳自由电子密度
2. 温差电势
温差电势（汤姆逊电势）
T
eA (T ,T0 )
dT
T0
(6.3.2)
图6.3.3 热电偶旳温差电势
δ —— 汤姆逊系数，它表达温差为1℃时所产生旳 电动势值，它与材料旳性质有关。
热电极旳温度分布无关； 假如热电偶旳热电极是非匀质导体，在不均匀温度
场中测温时将造成测量误差。所以热电极材料旳均 匀性是衡量热电偶质量旳主要技术指标之一。
2. 中间导体定律 在热电偶回路中接入与A、B电极不同旳另一种
导体称中间导体C，只要中间导体旳两端温度相同， 热电偶回路总电动势不受中间导体接入旳影响。
3. 镍铬-镍硅热电偶（K型）
使用量最大旳便宜金属热电偶，用量为其他热电 偶旳总和。 正极（KP）旳名义化学成份为：Ni:Cr=90:10， 负极（KN）旳名义化学化学成份为Ni:Si=97:3。 其使用温度为-200～1300℃。
正
较硬
B
负
稍软
0.033
600~900
0~1600
1800
Ⅲ
＞800
±4℃ ±0.5%t
正
不亲磁
Ⅱ
-40~1300
±2.5℃或±0.75%t
K
4.096
0~1200
1300
负
稍亲磁
Ⅲ
-200~40
±2.5℃或±1.5%t
N
正
不亲磁
负
稍亲磁
2.774
200~1200
1300
Ⅰ Ⅱ
-40~1100 -40~1300
T —— 接触面旳绝对温度
e —— 单位电荷量 NA——金属电极A旳自由电子密度 NB——金属电极B旳自由电子密度
2. 温差电势
温差电势（汤姆逊电势）
T
eA (T ,T0 )
dT
T0
(6.3.2)
图6.3.3 热电偶旳温差电势
δ —— 汤姆逊系数，它表达温差为1℃时所产生旳 电动势值，它与材料旳性质有关。
热电极旳温度分布无关； 假如热电偶旳热电极是非匀质导体，在不均匀温度
场中测温时将造成测量误差。所以热电极材料旳均 匀性是衡量热电偶质量旳主要技术指标之一。
2. 中间导体定律 在热电偶回路中接入与A、B电极不同旳另一种
导体称中间导体C，只要中间导体旳两端温度相同， 热电偶回路总电动势不受中间导体接入旳影响。
《温度测量热电偶》课件
使用适当的固定装置将 热电偶固定在测量点上 ，确保热电偶不会松动
或移动。
热电偶的维护与保养
01
02
03
04
检查热电偶状态
定期检查热电偶的状态，包括 是否有松动、损坏或污染等情
况。
清洁热电偶
定期使用适当的清洁剂清洁热 电偶，去除污垢和污染物。
校准热电偶
根据需要，定期对热电偶进行 校准，确保其准确性和可靠性
当两种不同金属导体A和B组成闭合回路时，如果 两接点处温度不同，则在回路中产生热电动势， 形成热电流，这就是热电效应。
当测量端与被测物体接触，并受到热量作用时， 热电偶产生的热电动势与温度呈线性关系，通过 测量参考端温度和已知的热电动势值，即可计算 出测量端的温度。
热电偶的种类和特性
热电偶有多种类型，如镍铬-镍硅、 铜-康铜、铁-康铜等，每种类型都有 其特定的测温范围和特点。。Fra bibliotek更换热电偶
如发现热电偶有损坏或性能下 降，应及时更换。
热电偶的故障排除
检查信号传输
检查热电偶的信号传输是否正 常，如发现异常应及时处理。
检查连接线路
检查热电偶的连接线路是否松 动或损坏，如有问题应及时修 复。
检查参考端温度
确保热电偶的参考端温度稳定 ，如发现异常应及时处理。
寻求专业帮助
如无法排除故障，应寻求专业 人员的帮助。
CHAPTER 03
热电偶在各领域的应用
工业领域的应用
自动化生产控制
热电偶在工业自动化生产控制中起到关键 作用，用于监测和控制各种工业设备的温 度，确保生产过程的稳定性和产品质量。
化学工业过程控制
在化学工业中，热电偶用于监测化学反应 温度，控制化学反应过程，保证产品质量
或移动。
热电偶的维护与保养
01
02
03
04
检查热电偶状态
定期检查热电偶的状态，包括 是否有松动、损坏或污染等情
况。
清洁热电偶
定期使用适当的清洁剂清洁热 电偶，去除污垢和污染物。
校准热电偶
根据需要，定期对热电偶进行 校准，确保其准确性和可靠性
当两种不同金属导体A和B组成闭合回路时，如果 两接点处温度不同，则在回路中产生热电动势， 形成热电流，这就是热电效应。
当测量端与被测物体接触，并受到热量作用时， 热电偶产生的热电动势与温度呈线性关系，通过 测量参考端温度和已知的热电动势值，即可计算 出测量端的温度。
热电偶的种类和特性
热电偶有多种类型，如镍铬-镍硅、 铜-康铜、铁-康铜等，每种类型都有 其特定的测温范围和特点。。Fra bibliotek更换热电偶
如发现热电偶有损坏或性能下 降，应及时更换。
热电偶的故障排除
检查信号传输
检查热电偶的信号传输是否正 常，如发现异常应及时处理。
检查连接线路
检查热电偶的连接线路是否松 动或损坏，如有问题应及时修 复。
检查参考端温度
确保热电偶的参考端温度稳定 ，如发现异常应及时处理。
寻求专业帮助
如无法排除故障，应寻求专业 人员的帮助。
CHAPTER 03
热电偶在各领域的应用
工业领域的应用
自动化生产控制
热电偶在工业自动化生产控制中起到关键 作用，用于监测和控制各种工业设备的温 度，确保生产过程的稳定性和产品质量。
化学工业过程控制
在化学工业中，热电偶用于监测化学反应 温度，控制化学反应过程，保证产品质量
热电偶传感器ppt课件
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3
热电偶主要用来测量中高温，它的测温范 围大，适用于炼钢炉、炼焦炉等高温地区 的温度测量。
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4
热电偶测温原理
热电效应和热电动势 热电偶是利用热电效应的原理制成的。
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5
热电效应和热电动势
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的两个交接点t和 t0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， 也称塞贝尔效应。
后两者材料组成的热电偶的热电动势较 大，易测温，但测温范围小。
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32
组成热电偶的两种材料中，写在前面的为 正极，写在后面的为负极。参考端温度为 0℃时，把热电偶的热电动势与工作端温度 之间的关系制成表格，称为热电偶的分度 表。
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33
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34
22
测量锅炉烟道中的烟气温度应选用（ A ） 型的热电偶。
A.普通
B.铠装 C.薄膜
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23
铠装热电偶
铠装型热电偶是把电极、绝缘材料熔铸在 一起，外套金属保护管经拉伸加工而成，它 可以做得很长、很细，在使用中可以随测量 需要进行弯曲。
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24
1-热电极；2-绝缘材料； 3-金属套管；4-接线盒；
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46
2、冷端温度修正法
将热电偶的冷端置于各种恒温器内，使之保 持温度恒定，避免由于环境温度的波动而引 入误差。这类恒温器的温度不为0℃，需对热 电偶进行冷端温度修正。
E A(tB ,0 ) E A(tB ,t0 ) E A(tB 0 ,0 )
自动检测技术ppt课件
检测技术：为了对被检测对象所包含的信息进行定性的了解 和定量的掌握所采取的一系列技术措施
特点： 综合性（机、光、电一体）,先进性（学科发展）, 广泛性,传成性 软硬件结合
应用： 1、产品检测和质量控制 2、安全经济运行监测 3 、自动化技术四个支柱之一 4、推动科技发展
检测技术在国民经济中的地位和作用
一目了然
数字式仪表
数字式仪表 的特点： 准确，但最 后一位经常 跳动不止。
热敏电阻
LED、LCD的特点：
LED亮度高、耐振动；LCD耗电省、集成度高， 但不利于夜间观察。
带背光板的LCD可以在夜间观看
特点——
能显示复杂的 图形和曲线，
但价格昂贵。
图像显示
图像显示（续）
带RS-232接口的万用表及图像显示
工业检测涉及的内容（续）
物体的性质和成分量： 空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、浓度、
液体的粘度、浊度、透明度、物体的颜色 状态量：
工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态 （超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）
电工量（U、I、f、R、Z、E、B ……在电工、电子等课程
一种典型的自动检测系统
（检测系统在发电厂的应用） .
传感器简介：
①传感器是测量装置，能完成检测任务；
②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、
生物量等；
V、I、F、P
③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，
可以是气、光、电物理量，主要是电物理量；
④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。
检测技术在卫星中的应用 红外扫 描区域
人造卫星
检测技术在海啸预报中的应用
特点： 综合性（机、光、电一体）,先进性（学科发展）, 广泛性,传成性 软硬件结合
应用： 1、产品检测和质量控制 2、安全经济运行监测 3 、自动化技术四个支柱之一 4、推动科技发展
检测技术在国民经济中的地位和作用
一目了然
数字式仪表
数字式仪表 的特点： 准确，但最 后一位经常 跳动不止。
热敏电阻
LED、LCD的特点：
LED亮度高、耐振动；LCD耗电省、集成度高， 但不利于夜间观察。
带背光板的LCD可以在夜间观看
特点——
能显示复杂的 图形和曲线，
但价格昂贵。
图像显示
图像显示（续）
带RS-232接口的万用表及图像显示
工业检测涉及的内容（续）
物体的性质和成分量： 空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、浓度、
液体的粘度、浊度、透明度、物体的颜色 状态量：
工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态 （超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）
电工量（U、I、f、R、Z、E、B ……在电工、电子等课程
一种典型的自动检测系统
（检测系统在发电厂的应用） .
传感器简介：
①传感器是测量装置，能完成检测任务；
②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、
生物量等；
V、I、F、P
③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，
可以是气、光、电物理量，主要是电物理量；
④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。
检测技术在卫星中的应用 红外扫 描区域
人造卫星
检测技术在海啸预报中的应用
《热电偶温度测量》课件
总结词
随着环保意识的提高，热电偶温度测量技术也在不断改进以降低对环境的影响。
详细描述
传统的热电偶温度测量技术中使用的某些材料可能对环境造成一定的影响，因此需要寻找环保型的替 代材料。同时，优化制造工艺和降低能耗也是当前研究的重点，以实现绿色、可持续的发展。
THANKS 感谢观看
热电偶的测量精度高、稳定性好 、响应速度快，因此在工业生产
和科学实验中得到广泛应用。
热电偶的种类与选择
热电偶有多种类型，如K型、J型、T 型等，每种类型都有不同的特点和适 用范围。
例如，K型热电偶适合测量0~1300℃ 的温度范围，J型热电偶适合测量200~1300℃的温度范围。
选择热电偶时需要考虑测量温度范围 、精度要求、使用环境等因素。
热电偶测量技术的智能化发展
总结词
智能化技术为热电偶温度测量提供了更高效、更便捷的解决 方案，提高了测温的自动化和智能化水平。
详细描述
现代的热电偶温度测量技术结合了人工智能、物联网等技术 ，可以实现远程监控、实时数据传输、自动报警等功能，大 大提高了测温的效率和准确性。
热电偶测量技术的环保要求与改进
热电偶的应用场景
热电偶广泛应用于工业生产中 的温度测量和控制，如钢铁、 石油、化工等领域。
在科学研究领域，热电偶也被 用于高温超导材料、新能源材 料等的研究。
此外，热电偶还可以用于家用 电器、医疗器械等领域的温度 监测和控制。
02 热电偶的工作原理
塞贝克效应
塞贝克效应
01
当两种不同导体A和B组成的回路，如果两结点温度不同，则回
将计量器具与标准器直接进行比 较，以确定计量器具的误差。
传递比较法
将计量器具与标准器进行比较， 再通过一系列传递标准进行比较
随着环保意识的提高，热电偶温度测量技术也在不断改进以降低对环境的影响。
详细描述
传统的热电偶温度测量技术中使用的某些材料可能对环境造成一定的影响，因此需要寻找环保型的替 代材料。同时，优化制造工艺和降低能耗也是当前研究的重点，以实现绿色、可持续的发展。
THANKS 感谢观看
热电偶的测量精度高、稳定性好 、响应速度快，因此在工业生产
和科学实验中得到广泛应用。
热电偶的种类与选择
热电偶有多种类型，如K型、J型、T 型等，每种类型都有不同的特点和适 用范围。
例如，K型热电偶适合测量0~1300℃ 的温度范围，J型热电偶适合测量200~1300℃的温度范围。
选择热电偶时需要考虑测量温度范围 、精度要求、使用环境等因素。
热电偶测量技术的智能化发展
总结词
智能化技术为热电偶温度测量提供了更高效、更便捷的解决 方案，提高了测温的自动化和智能化水平。
详细描述
现代的热电偶温度测量技术结合了人工智能、物联网等技术 ，可以实现远程监控、实时数据传输、自动报警等功能，大 大提高了测温的效率和准确性。
热电偶测量技术的环保要求与改进
热电偶的应用场景
热电偶广泛应用于工业生产中 的温度测量和控制，如钢铁、 石油、化工等领域。
在科学研究领域，热电偶也被 用于高温超导材料、新能源材 料等的研究。
此外，热电偶还可以用于家用 电器、医疗器械等领域的温度 监测和控制。
02 热电偶的工作原理
塞贝克效应
塞贝克效应
01
当两种不同导体A和B组成的回路，如果两结点温度不同，则回
将计量器具与标准器直接进行比 较，以确定计量器具的误差。
传递比较法
将计量器具与标准器进行比较， 再通过一系列传递标准进行比较
第九章自动检测技术的综合应用概要PPT课件
（3） 数字滤波
从一系列数据中提取逼近真值数据的软件算法。
.
44
（4） 线性化处理 对传感器的非线性可以运用软件技术来实现非
线性校正。
（5） 温度的补偿
系统受温度的影响可用软件来补偿。
（6） 数据运算、比较与处理
（7）数据输出
测量数据的输出包括输出显示、打印、通讯等，
控制数据的输出包括报警、控制执行元件来调整被
（4）键盘及显示
键盘根据需要只设置七个键；显示分两部分：6 位LED显示器用于运行状态及温度、时间显示，通过 SB键进行温度、时间显示转换；6个发光二极管分别 用于升温、降温、恒温、运行、超温及故障显示。
.
50
3．系统软件部分 （1）主程序
主程序框图
.
51
（2）运行程序
运 行 程 序 框 图
.
52
（3）辐射电磁场耦合形成的干扰
辐射电磁场通常来源于大功率高频电气设备、
广播发射台、电视发射台等。如果在辐射电磁场中 放置一个导体，则在导体上产生正比于电场强度的 感应电动势。
.
15
四、抑制电磁干扰的基本措施
电磁干扰形成的三个要素为干扰源、干扰途 径以及对电磁噪声敏感性较高的接收电路。
干扰源
干扰途径
4．平衡电路
平衡电路又称对称电路。例如，电桥电路和 差分放大器等电路就属于平衡电路。采用平衡电 路可以使对称电路结构所获得噪声相等，并可以 在负载上自行抵消。
.
27
5．滤波技术
滤波器是抑制噪声干扰的重要手段之一。常 用的是RC型、LC型及双T 型等形成的无源滤波器 或有源滤波器。
滤波器抑制检测系统干扰的原理框图
定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的能 力。
热电偶原理及应用PPT学习教案
EAB (T ,T0 ) EAC (T ,T0 ) EBC (T ,T0 )
三种导体分别组成的热电偶
第18页/共75页
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19
例1
已知铂铑30-铂热电偶的EAC（1 084.5,0） =13.937（mV），铂铑6-铂热电偶的EBC （1 084.5,0）=8.354（mV）。求铂铑30-铂铑 6在相同温度条件下的热电动势。
（2）如果两结点处的温度相同，尽管A、B材料不同，总热电势为 0。
（3）热电偶热电势的大小，只与组成热电偶的材料和两结点的温 度有关，而与热电偶的形状尺寸无关，当热电偶两电极材料固定 后，热电势便是两结点电势差。
（4）如果使冷端温度Ｔ0保持不变，则热电动势便成为热端温度 Ｔ的单一函数。
第13页/共75页
第23页/共75页
2021/7/2
24
5.2热电偶的结构形式及材料
5.2.1热电偶的基本结构形式 5.2.2热电偶材料 5.2.3常用热电偶
第24页/共75页
2021/7/2
25
5.2.1热电偶的基本结构形式
热电偶的结构形式有普通型热电偶、铠装 型热电偶和薄膜热电偶等。
热电偶的种类虽然很多，但通常由金属热 电极、绝缘子、保护套管及接线装置等部 分组成。
（2）应有足够的强度及刚度，耐振、耐热 冲击。
（3）物理化学性能稳定，在长时间工作中 不至于介质、绝缘材料和热电极互相作用， 也不产生对热电极有害的气体。
（4）导热性能好，使结点与被测介质有良 好的热接触。
第39页/共75页
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5.2.3常用热电偶
热电偶可分为标准化热电偶和非标准化热电偶2种类型。 标准化热电偶是指国家已经定型批量生产的热电偶； 非标准化热电偶是指特殊用途试生产的热电偶，非标准型热电偶
三种导体分别组成的热电偶
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例1
已知铂铑30-铂热电偶的EAC（1 084.5,0） =13.937（mV），铂铑6-铂热电偶的EBC （1 084.5,0）=8.354（mV）。求铂铑30-铂铑 6在相同温度条件下的热电动势。
（2）如果两结点处的温度相同，尽管A、B材料不同，总热电势为 0。
（3）热电偶热电势的大小，只与组成热电偶的材料和两结点的温 度有关，而与热电偶的形状尺寸无关，当热电偶两电极材料固定 后，热电势便是两结点电势差。
（4）如果使冷端温度Ｔ0保持不变，则热电动势便成为热端温度 Ｔ的单一函数。
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5.2热电偶的结构形式及材料
5.2.1热电偶的基本结构形式 5.2.2热电偶材料 5.2.3常用热电偶
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5.2.1热电偶的基本结构形式
热电偶的结构形式有普通型热电偶、铠装 型热电偶和薄膜热电偶等。
热电偶的种类虽然很多，但通常由金属热 电极、绝缘子、保护套管及接线装置等部 分组成。
（2）应有足够的强度及刚度，耐振、耐热 冲击。
（3）物理化学性能稳定，在长时间工作中 不至于介质、绝缘材料和热电极互相作用， 也不产生对热电极有害的气体。
（4）导热性能好，使结点与被测介质有良 好的热接触。
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5.2.3常用热电偶
热电偶可分为标准化热电偶和非标准化热电偶2种类型。 标准化热电偶是指国家已经定型批量生产的热电偶； 非标准化热电偶是指特殊用途试生产的热电偶，非标准型热电偶
热电偶传感器的应用PPT课件
用8个数码管显示模式和对应的参数，左边4个 数码管显示模式值，右边4个数码管显示相应模式对 应的参数值。根据系统的功能需求，应该设计4种模 式，各模式的定义如下：
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模式0：温度设定值和温度实时值显示（前4位数码管显示温 度设定值，后4位显示实时温度值）； 模式1：设置和显示温度设定值（0～1200）； 模式2：设置和显示手动输出值（0～100） 模式3：手动/自动切换（1：手动；0：自动）
结论：
1.两电极材料相同，输出电势为0； 2.热电偶两结点温度相同，电动势为0；温 差越大，电势越大。
3.电动势大小与热电偶尺寸无关
2021/3/6
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一般是用实验方法来求取这个函数关系，通常是令 T0=0°C，然后在不同的测量端温度下精确地测出回路中
总热电势，并将所测得的结果绘成曲线，或列成表格（常 常称为热电偶分度表），以供在使用的时候查阅。
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9
热电偶名称 镍铬—铜镍
镍铬—镍硅
铂铑10—铂 铂铑30—铂铑6
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分度号 适用温度（oC）
特
点
优点：适用于还原气氛中，灵敏度
E
-40~800
高，价格低
缺点：使用温度区窄，易氧化，高
温具有滞后现象
优点：线性度好，适用于氧化性气
K
-40~1000
体，耐金属蒸汽，价格便宜
缺点：略有滞后现象，高温还原气
EAB (T ,T0 ) EAB (T ,Tm ) EAB (Tm ,T0 )
若T0=0 ，则有 EAB (T ,0) EAB (T ,Tm ) EAB (Tm ,0)
该定律是参考端温度计算修正法的理论依据。
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模式0：温度设定值和温度实时值显示（前4位数码管显示温 度设定值，后4位显示实时温度值）； 模式1：设置和显示温度设定值（0～1200）； 模式2：设置和显示手动输出值（0～100） 模式3：手动/自动切换（1：手动；0：自动）
结论：
1.两电极材料相同，输出电势为0； 2.热电偶两结点温度相同，电动势为0；温 差越大，电势越大。
3.电动势大小与热电偶尺寸无关
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一般是用实验方法来求取这个函数关系，通常是令 T0=0°C，然后在不同的测量端温度下精确地测出回路中
总热电势，并将所测得的结果绘成曲线，或列成表格（常 常称为热电偶分度表），以供在使用的时候查阅。
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热电偶名称 镍铬—铜镍
镍铬—镍硅
铂铑10—铂 铂铑30—铂铑6
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分度号 适用温度（oC）
特
点
优点：适用于还原气氛中，灵敏度
E
-40~800
高，价格低
缺点：使用温度区窄，易氧化，高
温具有滞后现象
优点：线性度好，适用于氧化性气
K
-40~1000
体，耐金属蒸汽，价格便宜
缺点：略有滞后现象，高温还原气
EAB (T ,T0 ) EAB (T ,Tm ) EAB (Tm ,T0 )
若T0=0 ，则有 EAB (T ,0) EAB (T ,Tm ) EAB (Tm ,0)
该定律是参考端温度计算修正法的理论依据。
（完整word版）热电偶温度计的测温原理、选型及其应用
（完整word版）热电偶温度计的测温原理、选型及其应⽤《⾃动检测技术及仪表》课程设计报告热电偶温度计的测温原理、选型及其应⽤学院：班级：姓名：学号：⽬录⼀摘要 (3)⼆热电偶温度计的测温原理 (3)2.1 热电偶的测温原理 (3)2.2 接触电势 (4)2.3 温差电势 (4)2.4 热电偶温度计闭合回路的总热电势 (4)三热电偶温度计的组成结构及其作⽤和特 (5)3.1 热电偶温度计的组成结构 (5)3.2 热电偶温度计的作⽤及特点 (6)四热电偶温度计测温技术中涉及到的定则 (7)4.1 均质导体定则 (7)4.2 中间导体定则 (7)4.3 连接导体和中间温度定则 (8)五热电偶温度计的误差分析及选型 (8)5.1 影响测量误差的主要因素 (8)5.1.1插⼊深度 (8)5.1.2响应时间 (9)5.1.3热辐射 (10)5.1.4冷端温度 (11)5.2 热电偶温度计的选型 (11)六现场安装及其注意事项 (13)七总结 (13)⼋参考⽂献 (15)⼀、摘要热电偶温度计是⼀种最简单﹑最普通，测温范围最⼴的温度传感器，是科研﹑⽣产最常⽤的温度传感器。
在使⽤时不注意，也会引起较⼤测量误差。
针对当前存在的问题，详细探讨影响测量误差的主要因素：热电偶插⼊深度﹑响应时间﹑热辐射及冷端温度等因素对测量的影响；在使⽤时应该怎样选择热电偶温度计，以及使⽤时的⼀些安装注意事项，这对提⾼测量精度，延长热电偶寿命，都有⼀定的意义。
⼆、热电偶温度计的测温原理热电偶温度计是⼀种感温元件 , 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 , 当两端温度不同时 , 回路中就会产⽣电势，这种现象称为热电效应（或者塞贝克效应）。
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°C 时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。
《热电偶传感器》课件
热电偶传感器的应用领域
工业自动化
在工业生产过程中，热电偶传感 器常用于测量各种气体和液体的 温度，控制生产过程中的温度参 数。
科学研究
在物理、化学、生物学等科学研 究中，热电偶传感器可用于测量 各种温度变化，如生物体内温度 变化、化学反应过程中的温度变 化等。
医疗领域
在医疗领域，热电偶传感器可用 于测量人体温度、血液温度等， 为医疗诊断和治疗提供重要数据 。
《热电偶传感器》PPT课件
contents
目录
• 热电偶传感器概述 • 热电偶传感器的性能参数 • 热电偶传感器的设计与优化 • 热电偶传感器的校准与标定 • 热电偶传感器的实际应用案例
01 热电偶传感器概 述
定义与工作原理
定义
热电偶传感器是一种将温度差转换为 电势差的传感器，通过测量电势差来 推算温度差。
要点二
要求
定期进行校准与标定，确保传感器性能稳定；遵循相关标 准和规范。
校准与标定的方法与步骤
方法：采用标准温度源、标准
步骤
电阻箱等设备进行校准与标定
。
01
02
1. 准备标准设备和热电偶传感 器；
03
2. 将热电偶传感器连接到标准
设备上；
04
3. 按照规定的测试条件进行测 试；
05
4. 记录测试数据并进行分析。
详细描述
在汽车发动机排放系统中，尾气温度是衡量发动机工作 状态的重要参数。热电偶传感器安装在排气管中，可以 实时监测尾气的温度变化。当尾气温度异常升高时，可 能表明发动机存在故障或燃烧不充分，需要采取相应措 施进行维修或调整。通过监测尾气温度，可以确保发动 机正常运转和排放达标，提高汽车的安全性能和环保性 能。
自动检测技术书-热电偶测温系统
课题：自动化检测技术项目：热电偶测温系统班级：指导老师：小组成员：完成日期：20 年月号目录第一章热电偶传感器1.1 热电偶测温原理1.2 热电偶的种类及结构形成1.3 热电偶的正确使用第二章系统元件的介绍2.1 LED介绍2.2 LM324介绍2.3 ICL7107介绍2.4 电位器介绍第三章实验过程及数据3.1 调试前期工作及注意事项3.2 调试步骤附录4.1 实验数据表4.2 元器清单表4.3 热电偶测温系统原理图4.4 热电偶测温系统设计图4.5 实训心得4篇第一章热电偶传感器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(Seebeck effect)。
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。
1.1 热电偶测温原理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。
自动检测技术及应用ppt课件第九章 热电偶
工程测试与信息处理
两点结论： l）将第三种材料C接入由A、B组成的热电偶回路，如 图，则图a中的A、C接点2与C、A的接点3，均处于相 同温度T0之中，此回路的总电势不变，即 EAB(T1,T2)=EAB(T1)-EAB（T2） 同理，图b中C、A接点2与C、B的接点3，同处于温度T0 之中，此回路的电势也为：
工程测试与信息处理
例：
• 热端为100℃，冷端为0℃时，镍铬合金与纯铂组 成的热电偶的热电动势为2.95mV，而考铜与纯 铂组成的热电偶的热电动势为－4.0mV，则镍铬 和考铜组成的热电偶所产生的热电动势应为： 2.95－(－4.0)=6.95(mV)
工程测试与信息处理
三、热电偶的常用材料与结构
根据电磁场理论得
k T NA E AB (T , T0 ) ln dT e T0 N B
或近似地：
KT N A KT0 N A E AB (T , T0 ) ln ln e NB e NB K NA ln (T T0 ) e NB
工程测试与信息处理
1）热电偶回路热电势只与组成热电偶的材料及 两端温度有关；与热电偶的长度、粗细无关。 2）只有用不同性质的导体(或半导体)才能组合成 热电偶；相同材料不会产生热电势，因为当A、 B两种导体是同一种材料时，ln(NA/NB)=0，也即 EAA(T，T0)=0。 3）只有当热电偶两端温度不同,热电偶的两导体 材料不同时才能有热电势产生,EAB(T0，T0)=0 。
接触电势的大小与温度高低及导体中的电子密度有关。
工程测试与信息处理
2. 温差电动势
To A eA(T,To)
eA (T , T0 ) AdT
T0
T
T
温差电势原理图
热电偶基础知识介绍 ppt课件
三、热电偶冷端温度补偿
热电效应的原理可知，热电偶产生的热电动势与 两端温度有关。只有将冷端的温度恒定，热电动 势才是热端温度的单值函数。
必要性： 1、用热电偶的分度表查毫伏数-温度时，必须满足
t0=0C的条件。在实际测温中，冷端温度常随环境温 度而变化，这样t0不但不是0C，而且也不恒定， 因 此将产生误差。 2、 一般情况下，冷端温度均高于0C，热电势总是偏 小。应想办法消除或补偿热电偶的冷端损失 。
与结点温度有关。
5）中间导体定律
➢ 利用热电偶进行测温, 必须在回路中引入连接导线和 仪表, 接入导线和仪表后会不会影响回路中的热电势 呢？
+A
t
B
2021/6/25
t0 ➢中间导体定律：在热电偶测 C 温回路内, 接入第三种导体C,
只要其两端温度相同, 则对回 t0 路的总热电势没有影响。
15 第四章 非电量的电测技术
和。
EA(, t,t0)
A(+)
t
t0
EAB(t)
EAB(t0)
B(-)
EB(t,t0)
t>t0,NA>NB
EAB（t，t0）=EAB（t） +EB（t，t0） -EAB（t0）-EA（t，t0）
经实践证明，在热电偶中起主要作用的是接触电动势，温差
电动势只占极小部分。可以忽略不计：
EAB（t，t0）= EAB（t）-EAB（t0）
2021/6/25
k e
t
t0
ln
NAt NBt
dT
10
第四章 非电量的电测技术
EAB（t，t0）= EAB（t）-EAB（t0） 综上所述，如下结论：
1. 热电偶回路中热电动势的大小，与组成热电偶的导 体材料和两接点的温度有关，而与热电偶的形状尺 寸无关。当热电偶两电极材料固定后，热电动势便 是两接点温度为t和t0时的函数差：
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第九章 温度测试技术
工程测试与信息处理
➢热电偶温度传感器
温差热电偶（简称热电偶）是目前温度测量中使用最 普遍的传感元件之一。它除具有结构简单，测量范围 宽、准确度高、热惯性小，输出信号为电信号便于远 传或信号转换等优点外，还能用来测量流体的温度、 测量固体以及固体壁面的温度。微型热电偶还可用于 快速及动态温度的测量。
KT ln N A KT 0 ln N A e NB e NB
K e
ln
NA NB
(T
T0 )
自动检测技术及应用课件第九章热
电偶
两点结论：
工程测试与信息处理
l）将第三种材料C接入由A、B组成的热电偶回路，如
图，则图a中的A、C接点2与C、A的接点3，均处于相
同温度T0之中，此回路的总电势不变，即
电偶
1. 接触电动势
A
+
-B
T eAB(T)
工程测试与信息处理
eAB(T)keTlnN NB A((TT))
eAB(T)——导体A、B结点在温度T 时形成的接触电动势； e——单位电荷， e =1.6×10-19C； k——波尔兹曼常数， k =1.38×10-23 J/K ；
NA、NB ——导体A、B在温度为T 时的电子密度。
接触电势的大小与自温动检度测技高术及低电应偶用及课件导第九体章热中的电子密度有关。
2. 温差电动势
工程测试与信息处理
To
A
eA(T,To)
T
T
eA(T,T0) d T0 A T
温差电势原理图
eA(T，T0)——导体A两端温度为T、T0时形成的温差电动势； T，T0——高低端的绝对温度；
σA——汤姆逊系数，表示导体A两端的温度差为1℃时所产生的温 差电动势，例如在0℃自时动检，测铜技术的及应σ用=课2件μ第V九/章℃热。
kTln NAT kT0 ln N AT0
e NBT e
N BT0
T
(
T0
A
B)dT
NAT、NAT0——导体A在结点温度为T和T0时的电子密度； NBT、NBT0——导体B在结点温度为T和T0时的电子密度；
σA 、 σB——导体A和B的汤姆逊系数。
eAB(T) T
A eA(T,T0)
自动检B测技e术B(及T电应,T偶用0)课件第九章热
电偶
3. 回路总电势
工程测试与信息处理
由导体材料A、B组成的闭合回路，其接点温度分别为T、 T0,如果T＞T0，则必存在着两个接触电势和两个温差电 势，回路总电势：
E A ( T , T B 0 ) e A ( T ) B e A ( T 0 ) B e A ( T , T 0 ) e B ( T , T 0 )
eAB(T0) T0
根据电磁场理论得
工程测试与信息处理
EAB(T,T0)ke
TlnNAdT
N T0
B
或近似地：
EAB(T,T0)
KTlnNA e NB
KT0 e
lnNA NB
KlnNA e NB
(T
T0)
自动检测技术及应用课件第九章热
电偶
工程测试与信息处理
1）热电偶回路热电势只与组成热电偶的材料及 两端温度有关；与热电偶的长度、粗细无关。
自动检测技术及应用课件第九章热 电偶
2. 中间导体定律
工程测试与信息处理
一个热电偶闭合回路接入第三种导体材料，只要 第三材料连接的接点温度相同，则此回路热电动 势数值不因第三材料的接入而改变。
如图，由A、B、C三种材料组成的闭合回路，则
E总=EAB（T）+EBC（T0）+ECA（T0）= ?
T0
A
2）只有用不同性质的导体(或半导体)才能组合成 热电偶；相同材料不会产生热电势，因为当A、 B两种导体是同一种材料时，ln(NA/NB)=0，也即 EAA(T，T0)=0。
3）只有当热电偶两端温度不同,热电偶的两导体 材料不同时才能有热电势产生,EAB(T0，T0)=0 。
4）导体材料确定后，热电势的大小只与热电偶
两端的温度有关。如果使EAB(T0)=常数，则回路 热电势EAB(T，T0)就只与温度T有关，而且是T的
单值函数，这就是自动利检测用技术及热电应偶用电课件偶第九章测热 温的原理。
二、热电偶回路的性质
工程测试与信息处理
1. 均质导体定律
由一种均质导体组成的闭合回路，不论其导体是 否存在温度梯度，回路中没有电流(即不产生电 动势)；反之，如果有电流流动，此材料则一定 是非均质的，即热电偶必须采用两种不同材料作 为电极。
T
C
B
T0
三种不同自动导检测体技组术及成应用的课热件第电九章偶热 回路 电偶
工程测试与信息处理
E总=EAB（T）+EBC（T0）+ECA（T0）
KT ln N A KT 0 ln N B KT 0 ln N C e NB e NC e NA
KT ln N A KT 0 ( N B N C ) e NB e NC NA
一．热电偶的工作原理 二．热电偶回路的性质 三．热电偶的常用材料与结构 四．冷端处理及补偿 五．热电偶的自动选检测择技术、及应用安课件装第九使章热用和校验
电偶
一、热电偶的工作原理
工程测试与信息处理
两种不同的导体或半导体A和B组合成如图所示
闭合回路，若导体A和B的连接处温度不同（设
T＞T0），则在此闭合回路中就有电流产生，也
就是说回路中有电动势存在，这种现象叫做热 电 效 应 。 这 种 现 象 早 在 1821 年 首 先 由 西 拜 克
（See－back）发现,所以又称西拜克效应。
回路中所产生的电
A
动势，叫热电势。
T
B
T0 热电势由两部分组
热端
冷端 成，即温差电势和
热电偶原理图
接触电势。
自动检测技术及应用课件第九章热
EAB(T1,T2)=EAB(T1)-EAB（T2） 同理，图b中C、A接点2与C、B的接点3，同处于温度T0
之中，此回路的电势也为：
EAB（T1, T2）=EAB（T1）-EAB（T2）
第三种材料 接入热电偶 回路图
A2
C3
(a) T2 a
T0 EAB a
T0 B
T0
(b) T2
自C动检23测技术E及AB应用课A件第九章热
T0
电偶 B
A T1
T1
工程测试与信息处理
根据上述原理，可以在热电偶回路中接入电位 计E，只要保证电位计与连接热电偶处的接点温 度相等，就不会影响回路中原来的热电势，接 入的方式见下图所示。
E
T0
T0
T
T0
E
T1
T1 T
电位自计动检接测技入术及热应用电课件偶第九回章热路
电偶
工程测试与信息处理
工程测试与信息处理
➢热电偶温度传感器
温差热电偶（简称热电偶）是目前温度测量中使用最 普遍的传感元件之一。它除具有结构简单，测量范围 宽、准确度高、热惯性小，输出信号为电信号便于远 传或信号转换等优点外，还能用来测量流体的温度、 测量固体以及固体壁面的温度。微型热电偶还可用于 快速及动态温度的测量。
KT ln N A KT 0 ln N A e NB e NB
K e
ln
NA NB
(T
T0 )
自动检测技术及应用课件第九章热
电偶
两点结论：
工程测试与信息处理
l）将第三种材料C接入由A、B组成的热电偶回路，如
图，则图a中的A、C接点2与C、A的接点3，均处于相
同温度T0之中，此回路的总电势不变，即
电偶
1. 接触电动势
A
+
-B
T eAB(T)
工程测试与信息处理
eAB(T)keTlnN NB A((TT))
eAB(T)——导体A、B结点在温度T 时形成的接触电动势； e——单位电荷， e =1.6×10-19C； k——波尔兹曼常数， k =1.38×10-23 J/K ；
NA、NB ——导体A、B在温度为T 时的电子密度。
接触电势的大小与自温动检度测技高术及低电应偶用及课件导第九体章热中的电子密度有关。
2. 温差电动势
工程测试与信息处理
To
A
eA(T,To)
T
T
eA(T,T0) d T0 A T
温差电势原理图
eA(T，T0)——导体A两端温度为T、T0时形成的温差电动势； T，T0——高低端的绝对温度；
σA——汤姆逊系数，表示导体A两端的温度差为1℃时所产生的温 差电动势，例如在0℃自时动检，测铜技术的及应σ用=课2件μ第V九/章℃热。
kTln NAT kT0 ln N AT0
e NBT e
N BT0
T
(
T0
A
B)dT
NAT、NAT0——导体A在结点温度为T和T0时的电子密度； NBT、NBT0——导体B在结点温度为T和T0时的电子密度；
σA 、 σB——导体A和B的汤姆逊系数。
eAB(T) T
A eA(T,T0)
自动检B测技e术B(及T电应,T偶用0)课件第九章热
电偶
3. 回路总电势
工程测试与信息处理
由导体材料A、B组成的闭合回路，其接点温度分别为T、 T0,如果T＞T0，则必存在着两个接触电势和两个温差电 势，回路总电势：
E A ( T , T B 0 ) e A ( T ) B e A ( T 0 ) B e A ( T , T 0 ) e B ( T , T 0 )
eAB(T0) T0
根据电磁场理论得
工程测试与信息处理
EAB(T,T0)ke
TlnNAdT
N T0
B
或近似地：
EAB(T,T0)
KTlnNA e NB
KT0 e
lnNA NB
KlnNA e NB
(T
T0)
自动检测技术及应用课件第九章热
电偶
工程测试与信息处理
1）热电偶回路热电势只与组成热电偶的材料及 两端温度有关；与热电偶的长度、粗细无关。
自动检测技术及应用课件第九章热 电偶
2. 中间导体定律
工程测试与信息处理
一个热电偶闭合回路接入第三种导体材料，只要 第三材料连接的接点温度相同，则此回路热电动 势数值不因第三材料的接入而改变。
如图，由A、B、C三种材料组成的闭合回路，则
E总=EAB（T）+EBC（T0）+ECA（T0）= ?
T0
A
2）只有用不同性质的导体(或半导体)才能组合成 热电偶；相同材料不会产生热电势，因为当A、 B两种导体是同一种材料时，ln(NA/NB)=0，也即 EAA(T，T0)=0。
3）只有当热电偶两端温度不同,热电偶的两导体 材料不同时才能有热电势产生,EAB(T0，T0)=0 。
4）导体材料确定后，热电势的大小只与热电偶
两端的温度有关。如果使EAB(T0)=常数，则回路 热电势EAB(T，T0)就只与温度T有关，而且是T的
单值函数，这就是自动利检测用技术及热电应偶用电课件偶第九章测热 温的原理。
二、热电偶回路的性质
工程测试与信息处理
1. 均质导体定律
由一种均质导体组成的闭合回路，不论其导体是 否存在温度梯度，回路中没有电流(即不产生电 动势)；反之，如果有电流流动，此材料则一定 是非均质的，即热电偶必须采用两种不同材料作 为电极。
T
C
B
T0
三种不同自动导检测体技组术及成应用的课热件第电九章偶热 回路 电偶
工程测试与信息处理
E总=EAB（T）+EBC（T0）+ECA（T0）
KT ln N A KT 0 ln N B KT 0 ln N C e NB e NC e NA
KT ln N A KT 0 ( N B N C ) e NB e NC NA
一．热电偶的工作原理 二．热电偶回路的性质 三．热电偶的常用材料与结构 四．冷端处理及补偿 五．热电偶的自动选检测择技术、及应用安课件装第九使章热用和校验
电偶
一、热电偶的工作原理
工程测试与信息处理
两种不同的导体或半导体A和B组合成如图所示
闭合回路，若导体A和B的连接处温度不同（设
T＞T0），则在此闭合回路中就有电流产生，也
就是说回路中有电动势存在，这种现象叫做热 电 效 应 。 这 种 现 象 早 在 1821 年 首 先 由 西 拜 克
（See－back）发现,所以又称西拜克效应。
回路中所产生的电
A
动势，叫热电势。
T
B
T0 热电势由两部分组
热端
冷端 成，即温差电势和
热电偶原理图
接触电势。
自动检测技术及应用课件第九章热
EAB(T1,T2)=EAB(T1)-EAB（T2） 同理，图b中C、A接点2与C、B的接点3，同处于温度T0
之中，此回路的电势也为：
EAB（T1, T2）=EAB（T1）-EAB（T2）
第三种材料 接入热电偶 回路图
A2
C3
(a) T2 a
T0 EAB a
T0 B
T0
(b) T2
自C动检23测技术E及AB应用课A件第九章热
T0
电偶 B
A T1
T1
工程测试与信息处理
根据上述原理，可以在热电偶回路中接入电位 计E，只要保证电位计与连接热电偶处的接点温 度相等，就不会影响回路中原来的热电势，接 入的方式见下图所示。
E
T0
T0
T
T0
E
T1
T1 T
电位自计动检接测技入术及热应用电课件偶第九回章热路
电偶
工程测试与信息处理