《传感器与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）第6章热电传感器

6.1 概述 6.2 热电偶传感器 6.3 热电阻式传感器

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6.1概述 6.1.1热电传感器分类 6.1.2热电传感器特点返回上一页下一页

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6.1.1热电传感器分类热电传感器是基于某些物理效应将温度参数的变化转换为电量变化的一种检测装置。常见的热电传感器可以分为两大类型。热电偶线绕式热电传感器铂电阻厚膜金属热电阻膜式热电阻铜电阻薄膜半导体热敏电阻热电偶：利用热电效应。热电阻：利用电阻温度效应。可以测量温度以及流量、流速、浓度、气体导热系数等。返回上一页

6.1.1 热电传感器分类返回上一页下一页热电传感器是基于某些物理效应将温度参数的变化转换为电量变化的一种检测装置。常见的热电传感器可以分为两大类型。热电偶：利用热电效应。热电阻：利用电阻温度效应。可以测量温度以及流量、流速、浓度、气体导热系数等

6.1.2热电传感器的特点热电的测量范围大、测量精度高，并且具有测量信号便于远传和自动记录、结构简单、互换性好、使用方便等一系列优点。热电偶或热电阻与适当的测量电路（显示仪表)联接，即组成热电偶温度计或电阻温度计。热电偶温度计测温范围大，但是测量低温时精度不如热电阻。返间上一页下一页

6.1.2 热电传感器的特点返回上一页下一页热电的测量范围大、测量精度高，并且具有测量信号便于远传和自动记录、结构简单、互换性好、使用方便等一系列优点。热电偶或热电阻与适当的测量电路（显示仪表）联接，即组成热电偶温度计或电阻温度计。热电偶温度计测温范围大，但是测量低温时精度不如热电阻

6.2热电偶传感器 6.2.1热电偶测温原理 6.2.2热电偶的基本定律 6.2.3 热电偶的冷端处理和补偿 6.2.4标准化热电偶 6.3.5非标准化热电偶 6.2.6热电偶结构型式返回下一页

6.2 热电偶传感器 6.2.1 热电偶测温原理 6.2.2 热电偶的基本定律 6.2.3 热电偶的冷端处理和补偿 6.2.4 标准化热电偶 6.3.5 非标准化热电偶 6.2.6 热电偶结构型式返回下一页

利用热电效应，把温度变化转换为电势的变化。优点：测温范围广，1K~2800℃，结构简单，精度高，热惯性小，动态性能好，便于远距离传输。返回上一页下一页

返回上一页下一页利用热电效应，把温度变化转换为电势的变化。测温范围广，1K~2800℃，结构简单，精度高，热惯性小，动态性能好，便于远距离传输。优点：

6.2.1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>T时，回路中会产生热电势。EA(T,T。),T 为热端（工作端），T,为冷端（自由端），A和B称为热电极。 A EAR(T.T) DT ● 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。返回上一页下一页

6.2.1 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。EAB(T,T0 )，T 为热端（工作端），T0为冷端（自由端），A和B称为热电极。 ⚫ 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。返回上一页下一页

1.接触电势电动势e(T) 不同金属材料 6 T 内部的自由电子密度不同(A密度大)。 B 电场 N 接触电势（帕尔贴电势） eaB(T)= n e NB k一玻耳兹曼常数； T 接触面的绝对温度； e 单位电荷量： 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。返国上一页下一页

1. 接触电势 B A AB N N e kT e (T) = ln k —— 玻耳兹曼常数； T —— 接触面的绝对温度； e —— 单位电荷量； 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。接触电势(帕尔贴电势)：返回上一页下一页不同金属材料内部的自由电子密度不同(A密度大)

2.温差电势电动势e(T,T) 同一种金属材料，两端温度不同 ,T>T0。电场温差电势（汤姆逊电势）： e,(T,To)=&dT 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。返回上一页下一页

2. 温差电势  = T T eA T T dT 0 ( , ) 0  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。温差电势（汤姆逊电势）：返回上一页下一页同一种金属材料，两端温度不同，T > T0

3.热电偶回路的总热电势两种材料组成的热电偶回路中，T>T。,共产生四个电势。 A←—e(T,T) EB(TT eAB(T) B←—e(T,T eAB(To) E4B(T,To)=e4B(T)-ea(T,To)-eaB(To)+eg(T,To) =[eAB(T)-e4B(T】-[e4(T,T)-ea(T,T】 g-20b86a 返回上一页下一页

3. 热电偶回路的总热电势  = − − − = − − − = − − + T T A B B A A B A B A B A B A B A A B B dt N N T T e k e T e T e T T e T T E T T e T e T T e T e T T 0 ( )ln ( ) [ ( ) ( )] [ ( , ) ( , )] ( , ) ( ) ( , ) ( ) ( , ) 0 0 0 0 0 0 0 0   返回上一页下一页两种材料组成的热电偶回路中， T > T0，共产生四个电势

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