第十五章人员推销与销售管理.ppt

第7章热电式传感器及其应用
热电偶原理、结构及其应用
热电阻传感器及其应用
热敏电阻及其应用
小结
概述
热电式传感器是一种将温度变化转换为电量变化的装置。它利用传感元件的电磁参数随温度变化的特征来达到测量的目的。通常将被测温度转换为敏感元件的电阻、磁导或电势等的变化,通过适当的测量电路,就可由电压、电流这些电参数的变化来表达所测温度的变化。
◆将温度转换为电势大小的热电式传感器叫热电偶;
◆将温度转换为电阻值大小的热电式传感器叫做热电阻。
热电偶是工程上应用最广泛的温度传感器。它构造简单,使用方便,具有较高的准确度、稳定性及复现性,温度测量范围宽,在温度测量中占有重要的地位。
1、热电效应
◆两种不同的金属A和B构成如图7-1所示的闭合回路,如果将它们的两个接点中的一个进行加热,使其温度为T,而另一点置于室温T0中,则在回路中会产生热电势,用来表示,这一现象称为热电效应。
图7-1 热电效应原理图

热电偶(thermocouple)在温度测量中应用极为广泛,因为它具有构造简单、使用方便、准确度高和温度测量范围宽等特点。常用的热电偶可测温度范围为-50~1600℃。若配用特殊材料,其温度范围可扩大为-180~2800℃。
将两种不同成分的导体组成一个闭合回路,,当闭合回路的两个接点分别置于不同的温度场中,回路中产生一个方向和大小与导体的材料及两
接点的温度有关的电动势,这种效应称为“热电效应”。这两种导体称为“热电极”,产生的电路势称为“热电动势”。
热电偶回路
A、B叫做热电极,温度高的接点叫做热端或工作端,而温度低的接点叫做冷端或自由端。
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两种不同导体构成闭合回路
两个节点(A、B)温度不同
热电势
温差电势:
σA-温差系数
TA,TB-A、B两节点绝对温度
k-波尔兹曼常数 e-电子电荷
NA,NB-导体AB的自由电子密度→材料
T-节点绝对温度
接触电势:
不同导体→自由电子密度不同→扩散→电势
同一导体→两端温度不同→电子迁移(高→低) →电势
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温差电势
通常温差电势很小,远小于接触电势,则有:
若两种导体相同: NA=NB → E=0
若两端无温差: T=T0 → E=0
两种特殊情况
导体不同
两端温差
条件
因此,整个闭合回路中,总的热电势为
接触电势
综上所述,热电动势的大小只与材料和接点温度有关,与热电偶的尺寸、形状及沿电板温度分布无关。如果冷端温度固定,则热电偶的热电势就是被测温度的单值函数:
这样,当冷端温度恒定,热电偶产生的热电动势只随热端(工作端T)温度的变化而变化,一定的热电动势对应着一定的温度。