第2章热电偶传感器
热电偶传感器习题及答案
第九章热电偶传感器 一、单项选择题 1）正常人的体温为37C，则此时的华氏温度约为______，热力学温度约为______。 A. 32F，100K B. 99F，236K C .99F，310K D. 37F，310K 2）_____的数值越大，热电偶的输出热电势就越大。 A. 热端直径 B. 热端和冷端的温度 C. 热端和冷端的温差 D. 热电极的电导率 3）测量钢水的温度，最好选择______热电偶；测量钢退火炉的温度，最好选择_____热电偶；测量汽轮机高压蒸气（200C左右）的温度，且希望灵敏度高一些，选择______热电偶为宜。 A. R B. B C. S D. K E .E 4）测量CPU散热片的温度应选用______型的热电偶；测量锅炉烟道中的烟气温度，应选用______型的热电偶；测量100m深的岩石钻孔中的温度，应选用______型的热电偶。 A. 普通 B.铠装 C. 薄膜 D. 热电堆 5）在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是______。 A. 补偿热电偶冷端热电势的损失 B. 起冷端温度补偿作用 C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D. 提高灵敏度 二、分析与问答 1、简述热电偶与热电阻的测量原理的异同。 2、设一热电偶工作时产生的热电动势可表示为E AB(t , t0)，其中A、B、t、t0各代 表什么意义t0在实际应用时常应为多少 3、用热电偶测温时，为什么要进行冷端补偿冷端补偿的方法有哪几种 三、计算题 1、用一K型热电偶测量温度，已知冷端温度为40℃，用高精度毫伏表测得此时 的热电动势为，求被测的温度大小 2、用一K型热电偶测钢水温度，形式如图示。已知A、B分别为镍铬、镍硅材 料制成，A`、B`为延长导线。问： 1）满足哪些条件时，此热电偶才能正常工作 2）A、B开路是否影响装置正常工作原因 3）采用A`、B`的好处 4）若已知t01=t02=40℃，电压表示数为，则钢水温度为多少 5）此种测温方法的理论依据是什么
热电偶传感器第一讲
教师授课方案（首页） 授课班级09D电气授课日期 课节 2 课堂类型讲授 课题第九章热电偶传感器第一节温度测量的基本概念第二节热电偶传感器的工作原理第三节热电偶传感器的种类结构 第四节热电偶的冷端延长 教学目的与要求【知识目标】 1、了解温标的概念 2、了解热电偶传感器的工作原理； 3、掌握热电偶的选用及掌握分度表的应用； 4、掌握热电偶的应用 【能力目标】培养学生理论分析及理论联系实际的能力，在实际测量中会进行热电偶传感器的选用以及冷端延长导线的选型。【职业目标】培养学生爱岗敬业的情感目标。 重点难点重点：选用热电偶、冷端延长线的选择及分度表的使用难点：无 教具教学辅助活动教具：热电偶、酒精灯、毫伏表、导线、多媒体课件、习题册教学辅助活动：提问、演示、生师讨论 一节教学过程安排复习 1、什么是霍尔效应传感器的工作原理 2、霍尔集成电路的特性。 3、霍尔传感器有哪些应用。 5分钟讲课 1、温标的概念 2、热电偶传感器的工作原理； 3、热电偶的分类、选用及掌握分度表的应用； 4、掌握热电偶的应用 73分钟小结 小结见内页，之后利用10分钟时间与学生互 动答疑 10分钟作业习题册第九章热电偶传感器习题2分钟 任课教师：2011年1月31日审查教师签字：年月日
教案附页【复习提问】 上节课知识点： 1、什么是霍尔效应传感器的工作原理 2、霍尔集成电路的特性。 3、霍尔传感器有哪些应用。 第九章热电偶传感器 【章节导入】： 在众多测温传感器中，热电偶传感器已成规格，并符合国际计量委员会的标准，在工业生产和科学研究得到广泛应用。 【本章要点】: 1、了解温度测量的基本概念和方法； 2、热电偶的工作原理，了解热电偶的分类及特点、进行热电偶传感器 的选用； 3、理解中间计算修正定律，掌握冷端延长的方法，并会选择补偿导线。 4、掌握控温仪表的接线方法。 第一节温度测量的基本概念 【本节内容设计】 通过课件与教师讲授温度的概念、温标、温度测量及温度测量传感器的分类及特性，为测量温度及热电偶传感器的学习奠定基础 【授课内容】 一、温度的概念 温度标志着物质内部大量分子无规则运动的剧烈程度。温度越高，表示物体内部分子热运动越剧烈。 二、温标1、温度的数值表示方法称为温标。它规定了温度的读数的起点（即零点）以及温度的单位。各类温度计的刻度均由温标确定。 2、国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、热力学温标等。 几种温标的对比正常体温为37 C 相当于华氏温度 1.8×37+32=99F 相当于热力学温标37+273=310K 三、温度测量及传感器分类温度传感器按照用途可分为：基准温度计和工业温度计； 按照测量方法又可分为：接触式和非接触式； 按工作原理又可分为：膨胀式、电阻式、热电式、辐射式等等；
热电偶安装手册(中英文)
WR系列热电偶 WR Series Thermocouple WZ系列热电阻 WR Series Thermocouple 使用安装手册Installation & Operation Manual 安徽天康（集团）股份有限公司Anhui Tiankang (Group) Shares Co., Ltd
目录 Index 1、概述General Description (1) 2、工作原理Operation Theory (1) 3、结构Configuration (2) 4、主要技术参数Main Technical Parameters (3) 5、安装及使用Installation & Operation (5) 6、可能发生的故障及维修Possible Troubles & Maintenance (7) 7、运输及储存Transportation & Storage (8) 8、订货须知Notices in Ordering (8) 9、型号命名Type Naming (9)
1、概述General Description 工业用热电偶作为温度测量和调节的传感器，通常与显示仪表等配套，以直接测量各种生产过程中-40～1600℃液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度； As sensor for temperature measuring and regulation, industrial-purpose thermocouple is usually connected with display meter and other meters to directly measure temperature of liquid, vapor, gas and solid surface ranging from -40℃to 1600℃. 工业用热电阻作为温度测量和调节的传感器，通常与显示仪表等配套，以直接测量各种生产过程中-200～500℃液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。 As sensor for temperature measuring and regulation, industrial-purpose thermal resistance is usually connected with display meter and other meters to directly measure temperature of liquid, vapor, gas and solid surface ranging from -200℃to 500℃. 2、工作原理Operation Theory1 热电偶工作原理Operation Theory of Thermocouple 热电偶工作原理是基于两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。 热电偶由两根不同导线(热电极)A和B组成，它们的一端T1是互相焊接的，形成热电偶的测量端T1(也称工作端)。将它插入待测温度的介质中；而热电偶的另一端T0(参比端或自由端)则与显示仪表相连，如果热电偶的测量端与参比端存在温度差，则显示仪表将指出热电偶产生的热电动势。 热电偶的热电动势随着测量端温度的升高而增大，它的大小只与热电偶的材料和热电偶两端的温度有关，而与热电级的长度、直径无关。 Thermocouple is based on physical phenomenon that two conductor of different materials is connected to form return circuit, when temperature on both contact is different, it results in thermoelectric potential in return circuit. 热电阻工作原理Operation Theory of Thermal Resistance 热电阻是利用金属导体或半导体有温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的，热电阻的受热部分(感温元件)是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料作成的骨架上，当被测介质有温度梯度时，则所测得的温度是感温元件所在范围内介质层的平均温度。 制造热电阻的材料应具有以下特点：大的温度系数，大的电阻率，稳定的化学物理性能和良好的复现性等。在现有的各种纯金属中，铂、铜和镍是制造热电阻的最合适的材料。其中铂因具有易于提纯，在氧化性介质中具有高的稳定性以及良好的复现性等显著的优点，而成为制造热电阻的理想材料。 It is based on that temperature change of material results in change of its resistance. When resistance value changes, the working instrument will display relevant temperature. 3、结构Configuration 感温元件直径及材料Diameter & Material of Thermal Elements 热电偶Thermocouple
第九章热电偶传感器
第8章典型非电参量的测试方法 教学要求 1．了解各种非电量的测量方法。 2．熟悉测量各种非电量的传感器。 教学手段多媒体课件 教学重点测量非电量力、压力和位移测量的传感器 教学课时7学时 教学内容： 8.1 应变的测量 8.1.1 简单受力状态的应变测量 简单受力状态主要是指只受单向拉伸（压缩）、只受纯弯曲或只受纯扭矩的状态。 1．单向拉伸（压缩）时的应变测量 2．纯弯曲时的应变测量 3．只受扭矩时的应变测量 8.1.2 复杂受力情况下单向应力应变测量 1．受弯曲与拉伸（压缩）时的组合应变测量 2．受扭矩、拉伸（压缩）和弯曲时的组合应变测量 8.1.3 平面应力状态的应力测量 1.主应力方向已知的平面应力测量 2．主应力方向未知的平面应力测量 8.2 力及压力的测量 力的测量方法从大的方面将可分为之间比较法和通过采用传感器的间接比较法两类。本节主要介绍间接比较法。 根据传感器的工作原理，常用的力传感器主要有弹性式、电阻应变式力、电容式和电感式等。 8.2.1 弹性力传感器 弹性力传感器主要用于压力测量。常用的测力弹性元件主要有布尔登管、膜片和波纹管三类。 1．布尔登管 2．膜片 3．波纹管 8.2.2 电阻应变式力传感器 电阻应变式力传感器是根据应变效应设计制作的力传感器。应变式力传感器的测量范围大，可以从1Pa到几Mpa，且能获得很高的测量精度。常见的结构形式有筒式、膜片式和组合式等。 1．筒式压力传感器 2．膜片式压力传感器 3．组合式压力传感器 8.2.3 其他力传感器 1．电容式力传感器 电容式力传感器就是把力转换成微小位移量的变化，通过测量由于移量变化引起的电容量变化的大小，从而计算出被测力的大小。 2．电感式力传感器
第九章热电偶传感器第二讲
教师授课方案（首页） 授课班级09D电气1、电气2 授课日期 课节 2 课堂类型讲授 课题第九章热电偶传感器第五节热电偶冷端温度补偿及技术 第六节热电偶的应用及配套仪表 教学目的与要求【知识目标】 1、掌握热电偶的冷端温度补偿方法 2、掌握温控仪表的接线方法 【能力目标】培养学生理论分析及理论联系实际的能力，在实际测量中会进行热电偶传感器的选用以及冷端延长导线的选型。【职业目标】培养学生爱岗敬业的情感目标。 重点难点重点：机械调零法、电桥法、半导体集成温度传感器及温控仪表接线难点：温控仪表接线 教具教学辅助活动教具：多媒体课件、习题册 教学辅助活动：提问、学生讨论 一节教学过程安排 复习 1、温标的概念举例说明测量温度的方法 2、热电偶传感器的工作原理、热电极、热电 势、冷端、测量端； 3、热电偶的分类、选用及怎样查分度表； 4、热电偶的冷端补偿应怎样配型 5分钟讲课 1、掌握热电偶的冷端温度补偿方法 2、掌握温控仪表的接线方法 73分钟小结 小结见内页，之后利用10分钟时间与学生互 动答疑 10分钟作业习题册第九章热电偶传感器习题2分钟 任课教师：叶睿2011年1月31日审查教师签字：年月日
教案附页【复习提问】 上节课知识点： 1、温标的概念举例说明测量温度的方法 2、热电偶传感器的工作原理、热电极、热电势、冷端、测量端； 3、热电偶的分类、选用及怎样查分度表； 4、热电偶的冷端补偿应怎样配型 第五节热电偶的冷端温度补偿及技术处理 【本节内容设计】 通过课件与教师讲授热电偶的冷端温度补偿方法，为测量温度及热电偶传感器的学习奠定基础 【授课内容】 由热电偶测温原理可知，热电偶的输出热电势是热电偶两端温度t 和t0差值的函数，当冷端温度t0不变时，热电势与工作端温度成单值函数关系。各种热电偶温度与热电势关系的分度表都是在冷端温度为0℃时作出的，因此用热电偶测量时，若要直接应用热电偶的分度表，就必须满足t0=0℃的条件。但在实际测温中，冷端温度常随环境温度而变化，这样t0不但不是0℃，而且也不恒定，因此将产生误差，一般情况下，冷端温度均高于0℃，热电势总是偏小。消除或补偿这个损失的方法，常用的有以下几种： 一、冷端恒温法 1、冰浴法;将热电偶的冷端置于装有冰水混合物的恒温容器中，使冷端的温度保持在0℃不变。此法也称冰浴法，它消除了t0不等于0℃而引入的误差，由于冰融化较快，所以一般只适用于实验室中。 2、恒温器法：将热电偶的冷端置于电热恒温器中，恒温器的温度略高于环境温度的上限（例如40℃）。 3、空调法：将热电偶的冷端置于恒温空调房间中，使冷端温度恒定。 应该指出的是，除了冰浴法是使冷端温度保持0℃外，后两种方法只是使冷端维持在某一恒定（或变化较小）的温度上，因此后两种方法仍必须采用下述几种方法予以修正。图9-9是冷端置于冰瓶中的接法布置图。
关于热电偶传感器的调研报告
题目：热电式传感器 ——《传感器与检测技术》调研报告 姓名 学校 学院 专业班级 学号 2015 年12 月17 日
目录 第一章热电偶传感器发展现状简述 (1) 1.1热电偶传感器国内发展现状 (2) 1.2热电偶传感器国外发展现状 (2) 第二章热电偶传感器的基本工作原理 (4) 2.1热电偶测温原理 (4) 2.2热电动势的测量 (4) 2.3热电偶的基本定律 (5) 2.4热电偶冷端温度误差及其补偿 (5) 第三章热电偶在轴承热处理连续网带炉自动控制中的应用 (6) 3.1变成炉 (6) 3.2淬火炉与回火炉 (7) 3.3淬火油槽与中洗(Ⅱ)及防锈油槽 (7) 第四章自己对传感器技术的理解 (8) 参考文献 (9) 附录 (9) 1
第一章热电偶传感器发展现状简述 1.1热电偶传感器国内发展现状 标准化热电偶工艺比较成熟，应用广泛，性能优良稳定，能成批生产，同一型号可以互换，统一分度，并有配套仪表。难融金属热电偶中钨铼热电偶是最成功的，也是可测到1800以上工业热电偶中最好的热电偶。。在宇航与核工业等高技术领域应用广泛。这种热电偶的特点是：电极丝的熔点高、强度大；极易氧化；热电势大，灵敏度高；价格便宜，钨镍热电极丝价格仅为s型热电偶的1／6，B 型热电偶的118。 一种设想是在钨铼热电偶保护管内制造出非氧化性气氛，使其在非氧化性气氛中工作，国内外均取得突破性进展，在冶金、化工等行业应用已取得满意效果。东北大学已研制的实体性抗氧化钨铼热电偶已获得国家专利。既可用于氧化、还原气氛，又可以在两者交替的气氛中使用。自1992年起，沈阳冶炼厂用它替代铂铑系贵金属热电偶。结果表明：其使用寿命是铂铑系热电偶的1～2倍，而价格不足铂铑热电偶的一半，具有显著的经济效益和社会效益。当前，铂铑热电偶价格昂贵，推广抗氧化钨铼热电偶符合国情，势在必行。 1.2 热电偶传感器国外发展现状 美国Hoskins公司开发出一种复合管型铠装热电偶2300型，可长时间在1260条件下使用。它的特点是：采用特种镍基耐热合金作铠装热电偶套管材料；采用高精度N型或K型热电偶丝及高纯度MgO，以特殊的工艺制成复合管型铠装热电偶，高温下热稳定性高；生产工艺独特，可生产超常规的长热电偶(L=500m)，其直径为①1．o一①6．4ram；耐高温，抗氧化，使用寿命长。 早在ITs一90温标实施前，加拿大人E．H Mcla，en和E．G．Murdock就开始了对金／铂热电偶进行研究。通过大量的实验工作发现，使用纯铂和纯金构成的热电偶具有良好的复现性。ITs一9p温标实施后，人们对高温铂电阻HTPRT 使用到银凝固点(961．78。C)的稳定性产生了质疑，这时，很多人寻求一种更好的测温元件，金／铂热电偶成为众多国家研究的对象。美国NIST、英国NPL、韩国KRISS等研究机构都进行了研究，其中美国NIST的G．w．Bums等人在他们的题目为《金／铂热电偶：研究数据及ITS一90温标下的参考函数》中指出“在o℃～1000。C温区内，金／铂热电偶在两年的实验中在961 oC。965。C累计1000h 的条件下，在银凝固点(961．78。C)的稳定性不超过土16mK，其在铝凝固点上进行的均匀性的研究表明它的不均匀性为2mK(浸入深度变化7．4cIn)。这些数据表明在银凝固点(961．78"C)的稳定性比高温铂电阻温度计HTPRT更好”。目前 2
热电偶温度传感器如何正确安装和使用.
热电偶温度传感器如何正确安装和使用 西安静敏机电设备有限公司在安装和使用热电偶温度传感器时，应当注意以下事项以保证最佳测量效果： 1、安装不当引入的误差 如热电偶安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度等，换句话说，热电偶不应装在太靠近门和加热的地方，插入的深度至少应为保护管直径的8～10倍；热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入，因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温的准确性；热电偶冷端太靠近炉体使温度超过100℃；热电偶的尽可能避开强磁场和强电场，所以不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差；热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内，当用热电偶测量管内气体温度时，必须使热电偶逆着流速方向安装，而且充分与气体接触。 2、绝缘变差而引入的误差 如热电偶绝缘了，保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良，在高温下更为严重，这不仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰，由此引起的误差有时可达上百度。 3、热惰性引入的误差 由于热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化，在进行快速测量时这种影响尤为突出。所以应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。测温环境许可时，甚至可将保护管取去。由于存在测量滞后，用热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。测量滞后越大，热电偶波动 的振幅就越小，与实际炉温的差别也就越大。当用时间常数大的热电偶测温或控温时，仪表显示的温度虽然波动很小，但实际炉温的波动可能很大。为了准确的测量温度，应当选择时间常数小的热电偶。时间常数与传热系数成反比，与热电偶
第九章热电偶传感器习题及答案
1、简述热电偶与热电阻的测量原理的异同。 答：(1). 相同点：都能测温度且只能直接测温度量 (2). 不同点：热电阻传感器原理为阻值大小变化对应温度变化，而热电偶传感器为热电动势大小变化对应温度变化 2、设一热电偶工作时产生的热电动势可表示为E AB (t , t )，其中A、B、t、t 各 代表什么意义？ t 在实际应用时常应为多少？ 答：A、B——两热电极 T——热端温度，即被测温度 t 0———— 冷端温度 t 常应为0℃ 3、用热电偶测温时，为什么要进行冷端补偿？冷端补偿的方法有哪几种？ 答：因工作现场常常缺乏使热电偶传感器的冷端保持在0℃的条件 4、热电偶在使用时为什么要连接补偿导线？ 答：因为在使用热电偶测温时，必须将热电偶的参考端温度保持恒定，但在现场使用时，热电偶参考端往往处于高温热源附近，必须将它远离热源，移动到温度较为稳定的场所，又因补偿导线在规定使用温度范围内具为与热电偶相同的温度—热电势关系，因而它可以起到延长热电偶的作用，所以热电偶在使用时要连接补偿导线 5、什么叫测温仪表的准确度等级？ 答：测温仪表的准确度等级是指测温仪表准确度的数字部分，也就是仪表的准确度去掉百分号。 6、什么是热电偶？ 答：热电偶是通过测量电势从而测量温度的一种感温元件，是由两种不同成分的导体焊接在一起构成的。当两端温度不同时，在回路中就会有热电势产生，将温度信号转变为电信号，再由显示仪表显示出来。 7、为什么要进行周期检定？ 答：各种计量器具由于在频繁的使用中会发生变化和磨损，失去原有的精度，从而影响量值的准确性。为使测量的数据准确，必须对各种计量器具进行周期检定。
第九章 热电偶传感器
第九章热电偶传感器 课题：热电偶传感器的原理及应用课时安排：2 课次编号：13 教材分析 难点：冷端温度补偿 重点：热电偶的应用 教学目的和要求1、了解温标的概念 2、了解热电偶传感器的工作原理； 3、掌握热电偶的选用； 3、掌握分度表的应用； 4、掌握热电偶的应用 5、了解热电偶冷端温度补偿的方法。 采用教学方法和实施步骤：讲授、课堂互动、分析教具：各种热电偶各 教 学 环 节 和 内 容 演示： 做以下的实验： 将两根不同材质的金属（例如镍铬-镍硅）的端部绞在一起。用打火机烧该端部。 用数字毫伏表测量另两端的输出热电动势。 可以看到，毫伏表的读数随铰接的端部的颜色变红，而上升。 从以上演示，引入第一节的热电偶传感器的工作原理。 一、热电效应 1821年，德国物理学家赛贝克（T?J?Seebeck）用两种不同金属组成闭合回路，并用酒精灯加热其中一个接触点（称为结点），发现放在回路中的指南针发生偏转，如图9-1a所示。如果用两盏酒精灯对两个结点同时加热，指南针的偏转角反而减小。显然，指南针的偏转说明了回路中有电动势产生并有电流在回路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。 图9-1 热电偶原理图 a）热电效应b）结点产生热电动势示意c）图形符号 1－工作端2－热电极3－指南针4－参考端 当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。这种物理现象称为热电效应。 两种不同材料的导体所组成的回路称为“热电偶”，组成热电偶的导体称为“热电极”，热电偶所产生的电动势称为热电动势（以下简称热电势）。热电偶的两个结点中，置于温度为T的被测对象中的结点称之为测量端，又称为工作端或热端；而置于参考温度为T0的另一结点称之为参考端，又称自由端或冷端。
传感器原理练习题第九章
9-1、什么叫热电效应？热电偶的基本工作原理是什么 答：热电效应即将两种不同成分的导体组成一个闭合问路，当闭合回路的两个接点分别置于不同温度场个时，回路中将产生一个电动势。该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关，这种现象被称为热电效应。 热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体（称为热电偶丝材或热电极）组成闭合 回路，当接合点两端的温度不同，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。 9-2、什么叫热电阻效应？试述金属热电阻效应的特点和形成原因？ 答：大多数的金属导体的电阻都随温度变化（电阻-温度效应）.热电阻是利用物质的电阻率随温度的变化的特性制成的电阻式测温系统,即将温度变化转换为电阻值的变化. 9-4、为什么在实际应用中要对热电阻进行温度补偿？主要有那些补偿方法？答：理论上测量是以冷端在零度为标准测量的,然而，通常测量时仪表是处于室温之下的，由于冷端不为零度，造成热电势差减小，使测量不准，出现错误。所做的补偿措施就是冷端温度补偿. 热电偶测量温度时要求其冷端（测量端为热端，通过引线与测量电路连接的端称为冷端）的温度保持不变，其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时，冷端的（环境）温度变化，将影响严重测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。热电偶的冷端补偿通常采用在冷端串联一个由热电阻构成的电桥。电桥的三个桥臂为标准电阻，另外有一个桥臂由（铜）热电阻构成。当冷端温度变化（比如升高），热电偶产生的热电势也将变化（减小），而此时串联电桥中的热电阻阻值也将变化并使电桥两端的电压也发生变化（升高）。如果参数选择得好且接线正确，电桥产生的电压正好与热电势随温度变化而变化的量相等，整个热电偶测量回路的总输出电压（电势）正好真实反映了所测量的温度值。 9-7已知铜热电阻Cu 100 的百度电阻比W(100)=1.42，当用此电阻测量50℃温度时，其电阻值是多少？若测量时电阻值为92Ω，则被测温度为多少？ 解：由W(100)=1.42可得：R 100/R O =1.42 100=W（100）R =1.42×100=142 t0（1+at）将R =100和R 100 =142代入得到电阻温度系数a=0.0042Ω/℃ 当测量测量温度为50℃时，则R t =R (1+at)=100×(1+0.0042)=121Ω 当电阻为92Ω时，有R ℃ 9-12、利用所学热电器原理，设计完成一蔬菜大棚室温报警电路原理图。 解：其设计电路如下所示：利用运放LM358构成电压跟随器，形成稳定的电压源供测量电路使用。其中D1采用4.7V左右的稳压管，调节R8使电压跟随器U1a的输出Uo1稳定在2.5V，为后面的测量电路提供可靠地电源供应，以热敏电阻作为温度传感器进行温度的测量，采用的热敏电阻为正温度系数，即随着温度
热电偶传感器习题资料整理
热电偶传感器习题答案 1．什么是金属导体的热电效应?试说明热电偶的测温原理。 答：热电效应就是两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，回路中就会产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。热电偶测温就是利用这种热电效应进行的，将热电偶的热端插入被测物，冷端接进仪表，就能测量温度。 2．试分析金属导体产生接触电动势和温差电动势的原因。 答：当A和B两种不同材料的导体接触时，由于两者内部单位体积的自由电子数目不同(即电子密度不同)，因此，电子在两个方向上扩散的速率就不一样。现假设导体A的自由电子密度大于导体B的自由电子密度，则导体A扩散到导体B的电子数要比导体B扩散到导体A的电子数大。所以导体A失去电子带正电荷，导体B得到电子带负电荷，于是，在A、B两导体的接触界面上便形成一个由A到B的电场。该电场的方向与扩散进行的方向相反，它将引起反方向的电子转移，阻碍扩散作用的继续进行。当扩散作用与阻碍扩散作用相等时，即自导体A扩散到导体B的自由电子数与在电场作用下自导体B到导体A的自由电子数相等时，便处于一种动态平衡状态。在这种状态下，A与B两导体的接触处就产生了电位差，称为接触电动势。对于导体A或
B，将其两端分别置于不同的温度场t、t0中(t> t0)。在导体内部，热端的自由电子具有较大的动能，向冷端移动，从而使热端失去电子带正电荷，冷端得到电子带负电荷。这样，导体两端便产生了一个由热端指向冷端的静电场。该电场阻止电子从热端继续跑到冷端并使电子反方向移动，最后也达到了动态平衡状态。这样，导体两端便产生了电位差，我们将该电位差称为温差电动势。 3．简述热电偶的几个重要定律，并分别说明它们的实用价值。 答：一是匀质导体定律：如果热电偶回路中的两个热电极材料相同，无论两接点的温度如何，热电动势为零。根据这个定律，可以检验两个热电极材料成分是否相同，也可以检查热电极材料的均匀性。 二是中间导体定律：在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势不变。它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器，也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。 三是标准电极定律：如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。只要测得各种金属与纯铂组成的热电偶的热电动势，则各种金属之间相互组合而成的热电偶的热电动势可直接计算出来。 四是中间温度定律：热电偶在两接点温度t、t0时的热电动势等
热电偶传感器试验指导书
热电偶传感器试验指导书
热电偶传感器试验 一、实验目的 1、了解热电偶的工作原理和结构特点，学会使用热电偶分度表； 2、熟悉热电偶测温基本公式； 3、熟悉热电偶的基本规律； 4、了解测温系统的组成和热电偶在温度控制系统中的应用。 二、试验仪器及设备 1、热电偶：镍铬-康铜一支 2、TDW电子式温度指示仪一台 3、电加热器一个 4、数字万用表一台 三、试验线路
四、试验原理 热电偶是将温度量转换为电势大小的一种传感器。它测温范围广，尤其是在高温时，准确度和灵敏度高，使用方便。热电偶的工作原理为热电效应。当其热端和冷端的温度不同时，在热电偶的两端产生热电动势。两端温差越大，产生的热电势就越大。其电势由接触电势和温差电势两部分组成。因此，通过对电动势的测量即可知道热电偶两端的温差。 根据热电偶测温的基本公式，将传感器插在电烙铁内，电烙铁通电以后温度上升，热电偶传感器将温度转换为输出电势，送到TDW电子式温度指示调节仪的桥路，经桥路处理后进放大电路，将毫伏级的微小电势信号放大。放大后的信号一路使表头指针偏转而直接显示被测温度值，另一路与设定值比较后送至继电器电路，以控制加热器的通断，同时还控制红绿灯的
状态。 五、试验内容 1、用数字万用表毫伏档测量镍铬-康铜热电偶传感器接入电烙铁 后的输出电势； 2、用镍铬-康铜热电偶测量电烙铁温度；设：冷端温度T=18℃,测 热电偶E(T, T0),计算后查分度表，对照镍铬-康铜热电偶传感器 温度，输出电势与实测值比较。 六、试验步骤 1、热电偶的引出线与TDW电子式温度指示调节仪背板接线端子 1、2相连，极性不能接反；13、14与市电相连。 2、把仪表设定旋钮的白色标记对准所需温度值，仪表绿灯亮。 3、电烙铁通电，随着电烙铁温度升高，表头及时显示测量温度值， 当超过设定值时，仪表红灯亮，仪表自动切断电烙铁加热电源，电烙铁温度下降，当温度降到设定值时，仪表又转至绿灯亮， 仪表又接通加热电源。 4、在室温至200℃区间内设定8组温度值，观测热电偶传感器工 作情况，并记录测量数据，将读数记录表1 表1 测量数据表 T(℃) U(mv)
热电偶传感器课后习题答案
1．什么是金属导体的热电效应?试说明热电偶的测温原理。 答：热电效应就是两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，回路中就会产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。热电偶测温就是利用这种热电效应进行的，将热电偶的热端插入被测物，冷端接进仪表，就能测量温度。 2．简述热电偶的几个重要定律，并分别说明它们的实用价值。 答：一是匀质导体定律：如果热电偶回路中的两个热电极材料相同，无论两接点的温度如何，热电动势为零。根据这个定律，可以检验两个热电极材料成分是否相同，也可以检查热电极材料的均匀性。 二是中间导体定律：在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势不变。它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器，也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。 三是标准电极定律：如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。只要测得各种金属与纯铂组成的热电偶的热电动势，则各种金属之间相互组合而成的热电偶的热电动势可直接计算出来。 四是中间温度定律：热电偶在两接点温度t、t0时的热电动势等于该热电偶在接点温度为t、t n和t n、t0时的相应热电动势的代数和。中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。 3．试述补偿导线法补偿原理。 答：将热电偶的冷端延伸到温度恒定的场所(如仪表室)，其实质是相当于将热电极延长。根据中间温度定律，只要热电偶和补偿导线的二个接点温度一致，是不会影响热电动势输出的。
第二章：传感器基础试题
复习资料二：传感器技术基础复习题 一、填空题 1、传感器通常由敏感元件和转换元件组成。 2、传感器的分类方法有两种，一种是按被测物理量来分，一种是按传感器的工作原理来分。 3、传感器的静态特性主要由线性度、灵敏度、重复性三种性能来描述。 4、传感器的动态特性主要是最大超调量δp和响应时间ts 5、温度的测量方法，通常按感温元件是否与被测物接触而分为接触式测量和非接触式测量两大类。 6、传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节。 7、接近开关是一种无需与运动部件进行机械接触就可以进行检测的位置开关。 8、按工作原理来分，用于检测各种金属的接近开关是高频振荡型 9、按工作原理来分，用于检测各种导电或不导电的液体或固体的接近开关是电容型 10、按工作原理来分，用于检测所有不透光物质的接近开关是光电型 11、按工作原理来分，用于检测不透过超声波物质的接近开关是超声波型 12、按工作原理来分，用于检测导磁金属的接近开关是霍尔型 二、选择题 1、电阻应变片传感器是利用金属和半导体材料的（ B ）而制成的。 A、光电效应 B、应变效应 C、热敏效应 D、电磁效应 2、热电偶传感器是利用（ C ）的原理而制成的 A、光电效应 B、应变效应 C、热电效应 D、电磁效应 3、传感器是将各种( B )转换成电信号的元件。 A)数字量B)非电量C)直流电量D)交流脉冲量 4、下列传感器中属于模拟量传感器的是( B )。 (A)脉冲编码器(B)热电偶、（C)压力开关(D)温度开关 5、检测各种非金属制品，应选用( A )型的接近开关。 (A)电容(B)永磁型及磁敏元件(C)高频振荡(D)霍尔 6、传感器按信号形式划分有( ABDE )． A、开关量输出 B、模拟量输出c、电阻输出D、数字量输出E、脉冲量输出 7、在恒压供水系统中，安装在出水管上的压力传感器的作用是检测（C ）水压力。 A地下水池 B 天面水池 C 管网D市政进水的 8、有一物体距离20cm不透光，检测选用（B ）传感器 A、电容型 B、光电型 C、霍尔型 D、超声波型 三、判断题 （×）1、力传感器一般由热敏元件、放大器和显示器等组成。 （×）2、传感器的静态特性主要由力学量、电学量和热学量来描述。 （×）3、传感器的的动态特性主要由力学量、电学量和热学量来描述。 （√）4、传感器的静态特性主要由线性度、灵敏度和重复性来描述。 （√）5、传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节。 （√）6、传感器的动态特性主要是最大超调量бp 和响应时间ts (√) 7、接近开关是一种无需与运动部件进行机械接触就可以进行检测的位置开关。 ( ×) 8、热电偶传感器是利用金属导体的阻值随温度变化而变化的原理进行测温的。 ( √) 9、接近开关的用途除行程控制和限位保护外，还可检测金属物品的存在、定位、变换运动方向、液面控制等。 ( √) 10、热电偶主要是利用两种导体的接触电动势来工作的。 三、问答题 1、简述传感器的定义。 传感器的定义是：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
热电偶温度传感器
热电偶温度传感器 热点偶温度传感器将被测温度转换为毫伏级热电势信号输出。热电偶温度传感器通过连接导线与显示仪表（如电测仪表）相连测温系统，实现远距离温度自动检测量、显示或记录、报警及温度控制等，热电偶本身虽然不能直接指示温度值，但习惯上称为热电偶温度计。 热电偶温度传感器的敏感元件是热电偶。热电偶由两根不同的导体或半导体一段焊接或铰接而成。组成热电偶的两根导体或半导体称为热电极；焊接的一端称为热电偶的热端，又称测量端、工作端；与导线连接的一端称为热点偶的冷端，又称参考端、自由端。 热电偶的热端一般要插入需要测温的生产设备中，冷端置于生产设备中，冷端置于生产设备外，如果两端所处温度不同，则测温回路中会产生热电势E。在冷端温度保持不变的情况下，用显示仪表测得E的数值后，便可知道被测温度的大小。 由于热电偶的性能稳定，结构简单、使用方便、测温范围广、具有较高的准确度，信号可以远传，所以在工业生产和科学实验中应用十分广泛。 一、热电偶测温原理 把两种不同的导体或半导体两端相接组成闭合回路，当两接点分别置于量中不同温度时，则在回路中就会产生热电势，形成回路电流。这种现象称塞贝效应，即热电偶是基于热点效应而工作的。 1.热电势的产生 热点偶回路产生的热电式由接触电势和温差电势两部分组成，下面以导体为例说明热电式的产生。温差电势；同一根导体两端处于不同温度，导体中会产生温势。 2.热电偶的基本定律 使用热电偶测温，要应用以下几条基本定律为理论依据。 二、热电极材料及常用热电偶 □热点极材料的要求 任何不同的导体或半导体构成均可以产生热电效应，但并非所有导体或半导体均可作为热点极来组成热电偶，必须对它们进行严格选择。作为热点极的材料应满足如下基本要求。 1）在测温范围内，材料的热电性能不随时间而变化，即热电特性的稳定。2）在测温范围内，电极材料有足够的物理、化学稳定性、不易被氧化和腐蚀。3）在测温范围内，单位温度变化引起的热电势变化要足够大，使测温系统具有较高灵敏度。4）热电势与温度关系具有单调性，最好呈线性或近似线性关系，便于仪表具有均匀刻度。5）材料复现性好，便于大批生产和互换。6）材料组织均匀（为匀质），机械性能好，易加工成丝。7）材料的电阻温度系数小，电阻率要降低。
传感器第二章试卷
一、单项选择题 1、电阻式传感器是将被测量的变化转换成（D）变化的传感器。 A.电子 B.电压 C.电感 D.电阻 2、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化为（ C ）的输出。 A．电阻 B．电容 C．电压 D．电荷 3、半导体应变片具有（ A ）等优点。 A．灵敏度高 B．温度稳定性好 C．参数一致性高 D．接口电路简单 4、当半导体材料某一轴向受外力作用时，其电阻率发生变化的现象，称（ B ） A.光电效应 B.压阻效应 C.压电效应 D.霍尔效 5、导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值发生相应变化的现象，称（ A ） A. 应变效应 B.光电效应 C.压电效应 D.霍尔效应 6、温度误差的线路补偿法是利用电桥( B )实现的。 A.相邻桥臂同变输入电压相加 B.相邻桥臂差变输入电压相减 C.相对桥臂同变输入电压相加 D.相对桥臂差变输入电压相加 7、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小(C ) A.两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 B.两个桥臂都应当用两个工作应变片串联 C.两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片 D.两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片 8、按输出信号的性质分类，应变式位移传感器是一种（A） A．模拟量传感器 B 计数型传感器 C 代码型传感器 D 开关型传感器 9、下列传感器，不适合于静态位移测量的事（D） A 压电式位移传感器B电感式位移传感器 C电涡流式位移传感器D压电式位移传感器A和D不是一样？ 10、半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( B ) A.上升 B.迅速 C.保持不变 D.归零 二、判断题 1、采用几个热电偶串联的方法测量多点的平均温度，当有一只热电偶烧断时，不能够很快地觉察出来。（×） 2、在固态压阻传感器测量电路中恒压源和恒流源供电均与电流大小、精度及温度有关。（×） 3、热回路的热电动势的大小不仅与热端温度有关，而且与冷端温度有关。（√） 4、在典型噪声干扰抑制方法中，差分放大器的作用是抑制共模噪声。(√ ) 5、将电阻应变片贴在弹性元件上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。(√ ) 6、在电阻应变片公式，dR/R=(1+2μ)ε+λEε中，λ代表电阻率。（×） 7、结构型传感器是依靠传感器材料物理特性的变化实现信号变换的。（×） 8、信号传输过程中，产生干扰的原因是.干扰的耦合通道(√ ) 9 、常用于测量大位移的传感器有应变电阻式。( × ) 10、差动电桥由环境温度变化引起的误差为0。(√ ) 三、问答题 1.简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。 答原则有： (1)贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最佳； (2)在复合载荷下测量，能消除相互干扰； (3)考虑温度补偿作用；
热电偶使用说明书
WZP WZC型 热电偶 使用说明书 河南思达自动化仪表有限公司
一、 概述 工业用装配式热电偶作为测量温度的传感器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。它可以直接测量各种生产过程中从0℃～1800℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。 根据国家规定，我公司生产符合国家行业标准JB/T9238的镍铬— —镍硅、镍铬——铜镍、铂铑 30——铂 6 、铂铑 10 ——铂四大类装配式、 统一设计型热电偶。 二、 主要技术指标及型号规格 主要技术指标及型号规格请参见我公司编制的产品样本。 三、 参比端（自由端）温度补偿 热电偶的温度与热电动势（毫伏）关系曲线是在参比端温度为0℃时分度的。但实际应用时，由于热电偶测量端（工作端）和参比端（自由端）离得很近，同时，由于参比端暴露在空间，受到周围介质温度波动的影响，所以它的温度不会保持在0℃不变，因而引起测量误差。为了消除这些误差，可采取以下各种方法加以补偿修正。 1．参比端温度校正法 2．参比端恒温法 3．补偿导线法 4．补偿电桥法 在上述四种方法中，补偿导线是最基本的，它常被单独地或和其它方法配合使用。具体使用方法可参阅相关专业书籍。 四、 安装与使用 1．热电偶选择： ① 根据测量的范围和对象，选择适当的热电偶及热电偶保护套管材料和规格。 ② 根据测量氛围选择。热电偶能在氧化性介质中稳定地工作，在
还原性介质中工作时，性能就要差一些，特别是铂铑 30——铂 6 和铂铑 10 ——铂热电偶，将会大大改变本身的热电动势，并且很快就会变质损坏。 ③ 如果热电偶系在特殊的介质中使用时，应选用与其适应的合适的结构及保护套管。 2．安装条件选择： 热电偶的安装地点，应避免装在炉门旁边和加热物体距离过近以及具有强磁场之处，热电偶的接线盒不可碰到被测介质的容器壁。热电偶参比端（接线盒处）的温度一般不应超过100℃，并尽量保持其稳定不变。 热电偶的插入深度可按实际需要决定，但浸入被测介质中的长度，一般最少不小于热电偶保护套外径的8～10倍。 热电偶的安装位置应尽可能保持垂直（如图1），以防止保护管在高温下产生变形。但在有流速下，热电偶则必须倾斜安装（如图2），如有可能，最好尽量选择安装在管道的弯曲处（如图3）。热电偶的测量端应位于被测流体的中部，且与被测流体方向相对。倘不能达到上述要求而需要按水平位置安装时，则应装有用耐火粘土或耐热金属制成的支架，加以支撑（如图4）。接线盒的出线孔应该向下，以防因密封不良使水汽、灰尘和脏物等落入接线盒中。 对于承受压力的热电偶，必须严格保证其密封面的密封。 带瓷保护管的热电偶必须避免急冷和急热和强烈震动，以防瓷管爆裂。在安装时要选择不妨碍被加热物体移动的地方，以免碰断瓷管。 在使用时，如有可能的话，应经常或定期地检查热电偶的情况，例如保护管壁的厚度，焊缝处和表面的侵蚀情况以及热电偶热电极的状况及其分度特性等等。 3．热电偶接线： 热电偶接线时，应与显示仪表极性一致，应注意补偿导线的极性，