热电偶传感器演示幻灯片
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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。
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。
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。
导体A、B称热电极；温度t处称为热端、工作端 或测量端；温度t0称为冷端、参考端或自由端。 由这样一种结构，并将温度值转换成热电动势的 传感器叫做热电偶传感器。
6
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。
7
8
9
空中加油
请你分析一下，这种加油 方式在怎样的条件下才可 进行？
10
11
热电偶热的电动势的特点
1、当电极材料不同，并且热端温度t和冷端温度t0不 同时，热电偶回路才会有热电动势;当热电极材料选 定后，热端温度t和冷端温度t0的温差越大，热电动 势就越大。
2、热电动势的产生是由两种导体的接触电动势和单 一导体的温差电势两部分组成。一般情况下，热电 偶的接触电势远大于温差电势，因而回路中热电动 势的方向取决于热端的接触电势方向，电子密度大 的导体A为正极，电子密度小的导体B为负极。
16
1、热电偶传感器是将（温度 ）变化量转变为 微小的电（动势 ）变化量，经放大后用来控制 执行机构的。
2、电热动电势偶由是接（利触 用（）热电电势和）温（效差应制成）的电，势热组 成。 C
3、（ ）的数值越大，热电偶的输出热电 动势就越大。
A.热端直径 度
B.热端和冷端的温
C.热端和冷端的温差 D.热电极的电导 17
（2）如果热电偶两接点温度相同，尽管A、B 材质不同，回路中的总电动势依然为零。
（3）热电偶产生的热电动势大小与材料和接 点温度有关，与其尺寸、形状无关。
15
热电偶测温原理
热电动势的大小与热电极A、B的长度和直 径无关，只与热电极的材料和冷、热两端 的温度有关。如果热电极的材料选定，冷 端的温度t0确定，那么热电动势就只与热端 温度t有关，所以可以通过测量热电动势的 大小得到热端的温度值，这就是热电偶测 温度的工作原理。
24
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
25
铠装型热电偶外形
铠装型热电偶可 长达上百米
绝缘 材料
AB
薄壁金属 保护套管 （铠体）
铠装型热电偶 横截面
法兰
26
测量50m深的岩石钻孔中的温度应选用 （B ）型的热电偶。
A.普通
B.铠装
C.薄膜
27
薄膜型热电偶
12
热电偶的基本定律
1、中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种材料的导体，
只要其两端的温度相等，该导体的接入就 不会影响热电偶回路的总热电动势。
mV
A
T01
A
t01
T
T
B
T02
B
t02
(a)插入中间导体
(b)应用电路
图2-3-2 热电偶插入中间导体示意图
13
2、中间温度定律 在热电偶测量电路中，热端温度为t，冷
这种材料组成的热电偶可长期测量高达 1600℃的温度，其性能稳定，精度高，适宜在 氧化性介质或中性介质中进行测量，室温下热31
（3）镍铬—镍硅热电偶（WREU）（分度号 为K型） ， 测温范围-200～1300℃
端温度为t0，中间温度为t1,则（t,t0）的热 电动势等于（t,t1）与（t1，t0）热电动势 的代数和。 3、标准电极定律
只要测得标准电极与各种金属组成的热电 偶的热电动势，则任何两种电极配对组合 成的热电偶的热电动势就可根据标准电极 定律定律计算出，而不需要逐个测定。
14
热电偶基本定律
（1）如果热电偶两种电极材质相同，则无论 两接点的温度如何，总电动势始终为零。
工业测量上应用最多的是普通型热电偶。
20
普通装配型热电偶的外形
安装 螺纹
安装 法兰
21
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
源自文库
固定螺纹
（出厂时用塑料包裹）
热电偶工作端（热端）
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
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。
任务2 热电偶温度传感器
1
1、学习热电偶的概念及其特点 2、学习热电偶的基本定律 3、学习热电偶测温原理 4、学习热电偶的结构及标准热电偶 5、学习热电偶的冷端温度补偿法
2
1、热电偶的概念及其特点 2、热电偶的基本定律 3、热电偶测温原理 4、热电偶的结构及标准热电偶 5、热电偶的冷端温度补偿法
30
目前工业上常用的4种标准热电偶的组成材料为：
（1）铂铑30—铂铑6热电偶（WRLB）（分度号 为B型）， 测温范围0～1800℃
这种材料组成的热电偶的熔点高，可用于较 高温度的测量，误差小，一般适用于较为精密 的温度测量。但它热电动势小，不能用于金属 蒸汽和还原介质中。
（2）铂铑10—铂热电偶（WRLL）（分度号为S 型）， 测温范围0～1600℃
薄膜型热电偶采用真空镀膜技术，由两种 金属薄膜连接而成的一种特殊结构的热电 偶，其结构示意图如图所示。适用于微小 面积上的表面温度的测量以及快速变化的 表面温度的测量。
28
测量CPU散热片的温度应选用（ C ）型的 热电偶
A.普通
B.铠装 C.薄膜
29
标准热电偶
从理论上说，任何两种不同材料的导体都 可以组成热电偶，但为了做到准确、可靠以 及稳定的测量温度，对热电偶材料必须进行 一定的选择，其原则为： （1）热电势变化尽量大； （2）热电势与温度的关系尽量接近线性； （3）理化性能稳定，易加工，有良好的互换性。
简答题 热电偶测温必须具备的条件是什么？
答：两种不同材料的导体A和B组成一个闭合 电路，两交接点的温度不同
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热电偶的结构
热电偶通常由热电极、绝缘管、保护套 管和接线盒等几个主要部分组成。
为满足不同生产对象的测温要求和条件， 热电偶的结构形式有：普通型电偶、铠装 型热电偶、薄膜型热电偶。
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普通型热电偶
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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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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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。
导体A、B称热电极；温度t处称为热端、工作端 或测量端；温度t0称为冷端、参考端或自由端。 由这样一种结构，并将温度值转换成热电动势的 传感器叫做热电偶传感器。
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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。
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空中加油
请你分析一下，这种加油 方式在怎样的条件下才可 进行？
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热电偶热的电动势的特点
1、当电极材料不同，并且热端温度t和冷端温度t0不 同时，热电偶回路才会有热电动势;当热电极材料选 定后，热端温度t和冷端温度t0的温差越大，热电动 势就越大。
2、热电动势的产生是由两种导体的接触电动势和单 一导体的温差电势两部分组成。一般情况下，热电 偶的接触电势远大于温差电势，因而回路中热电动 势的方向取决于热端的接触电势方向，电子密度大 的导体A为正极，电子密度小的导体B为负极。
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1、热电偶传感器是将（温度 ）变化量转变为 微小的电（动势 ）变化量，经放大后用来控制 执行机构的。
2、电热动电势偶由是接（利触 用（）热电电势和）温（效差应制成）的电，势热组 成。 C
3、（ ）的数值越大，热电偶的输出热电 动势就越大。
A.热端直径 度
B.热端和冷端的温
C.热端和冷端的温差 D.热电极的电导 17
（2）如果热电偶两接点温度相同，尽管A、B 材质不同，回路中的总电动势依然为零。
（3）热电偶产生的热电动势大小与材料和接 点温度有关，与其尺寸、形状无关。
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热电偶测温原理
热电动势的大小与热电极A、B的长度和直 径无关，只与热电极的材料和冷、热两端 的温度有关。如果热电极的材料选定，冷 端的温度t0确定，那么热电动势就只与热端 温度t有关，所以可以通过测量热电动势的 大小得到热端的温度值，这就是热电偶测 温度的工作原理。
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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
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铠装型热电偶外形
铠装型热电偶可 长达上百米
绝缘 材料
AB
薄壁金属 保护套管 （铠体）
铠装型热电偶 横截面
法兰
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测量50m深的岩石钻孔中的温度应选用 （B ）型的热电偶。
A.普通
B.铠装
C.薄膜
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薄膜型热电偶
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热电偶的基本定律
1、中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种材料的导体，
只要其两端的温度相等，该导体的接入就 不会影响热电偶回路的总热电动势。
mV
A
T01
A
t01
T
T
B
T02
B
t02
(a)插入中间导体
(b)应用电路
图2-3-2 热电偶插入中间导体示意图
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2、中间温度定律 在热电偶测量电路中，热端温度为t，冷
这种材料组成的热电偶可长期测量高达 1600℃的温度，其性能稳定，精度高，适宜在 氧化性介质或中性介质中进行测量，室温下热31
（3）镍铬—镍硅热电偶（WREU）（分度号 为K型） ， 测温范围-200～1300℃
端温度为t0，中间温度为t1,则（t,t0）的热 电动势等于（t,t1）与（t1，t0）热电动势 的代数和。 3、标准电极定律
只要测得标准电极与各种金属组成的热电 偶的热电动势，则任何两种电极配对组合 成的热电偶的热电动势就可根据标准电极 定律定律计算出，而不需要逐个测定。
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热电偶基本定律
（1）如果热电偶两种电极材质相同，则无论 两接点的温度如何，总电动势始终为零。
工业测量上应用最多的是普通型热电偶。
20
普通装配型热电偶的外形
安装 螺纹
安装 法兰
21
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
源自文库
固定螺纹
（出厂时用塑料包裹）
热电偶工作端（热端）
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
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。
任务2 热电偶温度传感器
1
1、学习热电偶的概念及其特点 2、学习热电偶的基本定律 3、学习热电偶测温原理 4、学习热电偶的结构及标准热电偶 5、学习热电偶的冷端温度补偿法
2
1、热电偶的概念及其特点 2、热电偶的基本定律 3、热电偶测温原理 4、热电偶的结构及标准热电偶 5、热电偶的冷端温度补偿法
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目前工业上常用的4种标准热电偶的组成材料为：
（1）铂铑30—铂铑6热电偶（WRLB）（分度号 为B型）， 测温范围0～1800℃
这种材料组成的热电偶的熔点高，可用于较 高温度的测量，误差小，一般适用于较为精密 的温度测量。但它热电动势小，不能用于金属 蒸汽和还原介质中。
（2）铂铑10—铂热电偶（WRLL）（分度号为S 型）， 测温范围0～1600℃
薄膜型热电偶采用真空镀膜技术，由两种 金属薄膜连接而成的一种特殊结构的热电 偶，其结构示意图如图所示。适用于微小 面积上的表面温度的测量以及快速变化的 表面温度的测量。
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测量CPU散热片的温度应选用（ C ）型的 热电偶
A.普通
B.铠装 C.薄膜
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标准热电偶
从理论上说，任何两种不同材料的导体都 可以组成热电偶，但为了做到准确、可靠以 及稳定的测量温度，对热电偶材料必须进行 一定的选择，其原则为： （1）热电势变化尽量大； （2）热电势与温度的关系尽量接近线性； （3）理化性能稳定，易加工，有良好的互换性。
简答题 热电偶测温必须具备的条件是什么？
答：两种不同材料的导体A和B组成一个闭合 电路，两交接点的温度不同
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热电偶的结构
热电偶通常由热电极、绝缘管、保护套 管和接线盒等几个主要部分组成。
为满足不同生产对象的测温要求和条件， 热电偶的结构形式有：普通型电偶、铠装 型热电偶、薄膜型热电偶。
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普通型热电偶