CH热电偶传感器幻灯片

正极
负极
SPC（铜）
SNC（铜镍）
KPC（铜）
KNC（铜镍）
KPX（铜镍）
KNX（镍硅）
NPS（铜镍）
NNX（镍硅）
EPX（镍铬）
ENX（铜镍）
JPX（铁）
JNX（铜镍）
TPX（铜）
TNX（铜镍）
绝缘层着色
红
绿
红
蓝
红
黑
红
灰
红
棕
红
紫
红
白
使用补偿导线时注意问题：
补偿导线只能用在规定的温度范围内（0~100℃）； 热电偶和补偿导线的两个接点处要保持温度相同； 不同型号的热电偶配有不同的补偿导线； 补偿导线由正、负极需分别与热电偶正、负极相连； 补偿导线的作用是对热电偶冷端延长。
6.3.2 热电偶的基本定律
1. 匀质导体定律 2. 中间导体定律 3. 连接导体定律
1. 匀质导体定律
由一种匀质导体所组成的闭合回路，不论导体的 截面积如何及导体的各处温度分布如何，都不能 产生热电势。
热电偶的热电势仅与两接点的温度有关，而与沿 热电极的温度分布无关。
如果热电偶的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 的均匀性是衡量热电偶质量的重要技术指标之一。
当A与A’，B与B’材料分别相同时
E A ( T B ,T n ,T 0 ) E A ( T B ,T n ) E A ( T n B ,T 0 )
热电偶分度表反映了参比端为0度时热 电势与热端温度之间的对应关系
例6.3.1 用（S型）热电偶测量某一温度，若参比端 温度T0=30℃，测得的热电势E(T,Tn)=7.5mV，求 测量端实际温度T。 E (T ,T 0 ) E (T ,T n ) E (T n ,T 0 )
在 E （ T n ， T 0 ） T n 3 中 C ， 0 T 0 0 C
查分度表有E（30，0）= 0.173 mV
E（ T， Tn） 7.5mV
E （ T ， 0 ） E （ T ， 3 ） E 0 ( 3 , 0 ) 0 7 . 5 0 . 1 7 7 . 6 m 3 7
2. 中间导体定律
在热电偶回路中接入与另一种导体称中间导体C，只要 中间导体的两端温度相同，热电偶回路总电动势不受中 间导体接入的影响。
3. 连接导体定律
把热电极与其他导体连接构成热电偶回路
E A A B ( B T ,T n ,T 0 ) E A ( T , B T n ) E A 来自百度文库 ( T n ,T 0 )
CH热电偶传感器幻 灯片
6.3.1 热电偶测温原理
热电偶：两种不同的金属A和B构成闭合回路 当两个接触端T﹥ T0时，回路中会产生热电势
热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定
1. 接触电势
k —— 玻耳兹曼常数；
接触电势 帕尔帖电势
eAB(T)
kTlnNA e NB
T —— 接触面的绝对温度； e —— 单位电荷量；
1. 补偿导线法
组成：补偿导线合金丝、绝缘层、护套和屏蔽层。 热电偶补偿导线功能：
其一实现了冷端迁移； 其二是降低了电路成本。 补偿导线又分为延长型和补偿型两种 延长形：补偿导线合金丝的名义化学成分及热电势标称值与
配用的热电偶相同，用字母“Ｘ”附在热电偶分度号后表示， 补偿型：其合金丝的名称化学成分与配用的热电偶不同，但
反查分度表有T=830℃，测量端实际温度为830℃
6.3 热电偶传感器
6.3.1 热电偶测温原理 6.3.2 热电偶的基本定律 6.3.3 热电偶的冷端处理和补偿 6.3.4 标准化热电偶 6.3.5 非标准化热电偶 6.3.6 热电偶结构型式 6.3.7 热电偶安装注意事项
6.3.3 热电偶的冷端处理和补偿
ke(TT0)lnN NB ATT0(AB)dt
热电极A和B为同一种材料时，NA=NB, δ A=δB， 则EAB(T, T0)=0。
若热电偶两端处于同一温度下， T=T0 ， 则EAB(T, T0)=0 。
热电势存在必须具备两个条件：
一、两种不同的金属材料组成热电偶，
二、它的两端存在温差。
NA——金属电极A的自由电子密度
NB——金属电极B的自由电子密度
2. 温差电势
温差电势
（汤姆逊电势）
eA(T,T0)
T
dT
T0
δ —— 汤姆逊系数，它表示温度为1℃时所产生的电动势值， 它与材料的性质有关。
3. 热电偶回路的总热电势
EA(BT,T0)eAB (T)eA(T,T0)eAB (T0)eB(T,T0) [eA(BT)eAB (T0)][eA(T,T0)eB(T,T0)]
其热电势值在100℃以下时与配用的热电偶的热电势标称值相 同，有字母“C”附在热电偶分度号后表示，
补偿导线的型号、线芯材质和绝缘层着色
补偿导 线型号
配用热电偶
SC或RC KC KX NX EX JX TX
铂铑10（铂铑）-铂 镍铬-镍硅 镍铬-镍硅
镍铬硅-镍硅 镍铬-铜镍 铁-铜镍 铜-铜镍
补偿导线的线芯材料
E与T之间有唯一对应的单值函数关系， 因此可以用测量到的热电势E来得到对应的温度值T， 热电偶热电势的大小，只是与导体A和B的材料有关， 与冷热端的温度有关，与导体的粗细长短及两导体接触面积无关。
6.3 热电偶传感器
6.3.1 热电偶测温原理 6.3.2 热电偶的基本定律 6.3.3 热电偶的冷端处理和补偿 6.3.4 标准化热电偶 6.3.5 非标准化热电偶 6.3.6 热电偶结构型式 6.3.7 热电偶安装注意事项
热电偶的热电势大小不仅与热端温度的有关， 而且也与冷端温度有关，只有当冷端温度恒定， 通过测量热电势的大小得到热端的温度。
热电偶的冷端处理和补偿: 当热电偶冷端处在温度波动较大的地方时，必 须首先使用补偿导线将冷端延长到一个温度稳 定的地方，再考虑将冷端处理为０℃。
几种冷端处理方法：
1. 补偿导线法 2. 热电偶冷端温度恒温法 3. 计算修正法 4. 冷端补偿电桥法
E A B (T ,T 0 ) [e A B (T )0 T (A B )d t] [e A B (T 0 )0 T 0(A B )d t]
f(T ) f(T 0 )
热电势是T和T0的温度函数的差，而不是温度的函数。 当T0=0℃时，f (T0)=c则有：
E A B (T ,T 0 ) f(T ) c(T )