热电偶插入被测物体的距离影响精确度
热电偶的固定方法
热电偶的固定方法
热电偶是一种重要的传感器，常用于温度测量。
在使用热电偶时，为了保证测量的精确度和稳定性，热电偶的固定也很关键。
下面介绍
几种常用的热电偶固定方法：
1. 夹紧固定法
这种方法是将热电偶与被测物体夹紧在一起，通过夹紧力来固定
热电偶。
这种方法适用于一些轴向运动较小或无轴向运动的被测物体，如固定在管道上的热电偶。
夹紧力需要适当，不要过度夹紧，否则会
给热电偶带来不必要的应力。
2. 张簧固定法
这种方法是使用张簧将热电偶固定在被测物体表面。
张簧的弹性
使得热电偶能够与被测物体保持接触，并且在温度变化时保持相对位
置不变。
这种方法适用于一些表面较平整的被测物体，如平板。
3. 悬挂固定法
这种方法是将热电偶悬挂在被测物体上方，使其与被测物体的表
面保持一定距离，并通过支架等装置固定热电偶。
这种方法适用于一
些需要测量大面积温度分布的被测物体，如涂有防腐涂层的管道。
需要注意的是，在固定热电偶时，不要让热电偶与其它金属材料
接触，以免产生电偶效应干扰测量结果。
固定时还需要考虑被测物体
的温度范围、表面材质等因素，选择适合的固定方法。
实验九热电偶定标与测温
图1
当组成热电偶的材料一定时，热电动势的大小仅与两接触点的温度差有 关。一般来说，热电动势和温度差的关系比较复杂，在温度差较小的情 况下，热电动势的大小近似与两接触点的温度差成正比，即：
其中t为热端温度，t0为冷端温度，c为热电偶常数，或称温差系数， 表示温差为10C时热电动势的大小，与组成热电偶的材料有关。
热电偶测温与定标热电偶测温线路如图2a测温时热电偶的冷端接头温度保持恒定通常放在冰水混合物中另一端与待测物体接触当两接触端温度不同时回路中就有热电动势产生用显示仪表显示热电动势的大小只要该热电偶的热电动势与温度的关系事先已知就可以由热电动势的大小确定待测温度值
实验九
热电偶定标与测温
现代大规模工业生产和各类工程技术中，几乎全都依靠 各类控制仪表或计算机实现自动控制和测量，为保证控制系 统的正常运行，必须随时随地将控制过程中的各类变量提供 给控制仪表或计算机。由于电信号具有控制方便、灵敏度高、 响应速度快，能动态测量和自动记录数据，便于存储和远距 离传输等优越性，因此，就经常需要将控制过程中的—些非 电学量转化为电学量输入到控制仪表或计算机，以实现自动 控制和测量，形成非电学量的电测法。热电偶测温就是将非 电学量的测量转化为电学量的测量方法之一，它是利用物理 上的热电势效应将温度的测量转化为热电动势的测量。 本实验介绍热电偶的测温原理和定标方法。
【பைடு நூலகம்
注 意 事 项
】
避免热电偶爱玷污，通常把热电偶放在试管 内。测量时热电偶要紧贴管底，不能悬空。
【
实 验 仪 器
】
【
实 验 内 容
】
用比较法校准康铜-铜热电偶
比较法，即利用一标准组分的热电偶与待定标热电偶测量同一温度， 标准组分热电偶的数据已知，即可确定待定标热电偶在不同温度下对应 的热电动势的大小，从而得出ε 和温度t关系曲线。
热量与温度的测量方法
热量与温度的测量方法热量与温度是物质的两个基本性质，它们在科学研究和日常生活中扮演着重要的角色。
了解热量和温度的准确测量方法对于科学实验、工程设计以及环境保护等方面都具有重要意义。
本文将介绍几种常用的热量与温度的测量方法，以及它们的原理和适用范围。
一、热量的测量方法1. 热容量法热容量法是一种常见的测量热量的方法，它基于物质吸收或释放热量时的温度变化来计算热量的大小。
实验中通常使用热容量计（也称为热量计）来测量物质的热容量。
该设备由一个热容器和一个测量温度变化的温度计组成。
在实验中，待测物质与一个已知热容量的物质接触，通过记录温度变化来计算热量的大小。
2. 直接测量法直接测量法是通过将待测物质与一个已知热量相互作用，然后测量热量的变化来确定待测物质的热量。
常见的直接测量法包括焓变测量法和燃烧热测量法。
焓变测量法利用反应热变化来测量热量，而燃烧热测量法则是通过将待测物质完全燃烧并测量释放的热量来确定其热量。
3. 相变测量法相变测量法利用物质在相变过程中吸收或释放的热量来计算其热量。
常见的相变测量法有冰的熔化过程和水的汽化过程。
在实验中，通过将物质加热或冷却，并且记录温度变化来计算相变时吸收或释放的热量。
二、温度的测量方法1. 接触式温度测量法接触式温度测量法是通过将温度计或热电偶直接插入待测物体中来测量其温度。
温度计常用的有水银温度计和电子温度计，而热电偶则是利用不同金属的热电效应在测量温度时产生微弱的电位差。
2. 非接触式温度测量法非接触式温度测量法是通过测量物体发出的辐射热量来间接测量其温度。
常见的非接触式温度测量设备有红外线测温仪和热像仪。
红外线测温仪利用物体发出的红外辐射能量与其温度呈正比的原理来测量温度；而热像仪则是通过记录物体表面的热辐射图像来反映其温度分布情况。
3. 热电阻法热电阻法是一种利用温度对电阻值的影响来测量温度的方法。
常见的热电阻温度计有铂电阻温度计和铜电阻温度计。
在实验中，通过测量电阻的变化来确定温度的大小，从而实现对物体温度的测量。
热敏电阻和热电偶温差电势的测量
热敏电阻和热电偶温差电势的测量随着半导体热敏电阻和热电偶在工业中的应用日益广泛，我们有必要对它们的一些温度特性有所了解。
DHT 型热学实验仪是集加热、传感、测量于一体的多功能实验仪器。
采用单片机测量、控制。
脉宽调制式加热，温度采用精确的PID 参数自整定控制。
具有测、控温精度高，加热时间快，降温时间短，操作使用方便。
实验安全、无环境污染。
可以任意地设定加热温度（室温～150℃） 一、实验目的1、热敏电阻的温度特性研究。
2、铜—康铜热电偶温差电势的特性研究。
3、描绘热敏电阻和热电偶温差电势的特性曲线。
4、了解PID 在工业控制中运用的原理和方法。
二、实验仪器DHT 型热学实验仪、直流电桥、数字万用表 三、实验原理 1、热敏电阻热敏电阻是一种电阻值随其电阻体的温度变化呈显著变化的热敏感电阻。
它多由金属氧化物半导体材料制成，也有由单晶半导体、玻璃和塑料制成的。
由于热敏电阻具有体积小、结构简单、灵敏度高、稳定性好、易于实现远距离测量和控制等优点，所以广泛应用于测温、控温、温度补偿、报警等领域。
本实验所测试样为负温度系数(NTC)热敏电阻，它的电阻值随温度升高而减小。
其电阻温度特性的通用公式为)11(2121T T B eR R -= （1）式中，R l 为温度T l 时的阻值；R 2为温度为T 2时的阻值；B 为热敏指数，由材料的物理特性决定。
若设T 2趋于无穷大，上式可简化成TB T Ae R = （2）热敏电阻温度系数的定义式为dTdR R TT 1=α对于负温度系数热敏电阻，其温度系数是温度丁的函数，以T α表示。
可以得出2TBT -=α （3） 上式表示，对负温度系数电阻来说，T α在工作温度范围内随温度增加迅速减小。
表示温度系数时要注明其温度值，通常以25℃时的值来表示。
对式（2）线性化，可得TBA R T 1ln ln += （4）作T1～T R ln 曲线，此直线斜率即为B ，截距为lnA 。
热电偶冷端温度热敏电阻补偿法
热电偶冷端温度热敏电阻补偿法1. 引言1.1 热电偶冷端温度热敏电阻补偿法的定义热电偶冷端温度热敏电阻补偿法是一种在热电偶测温过程中常用的方法。
热敏电阻通过其对温度的敏感性，可以帮助补偿热电偶冷端温度引起的误差，从而提高测量精度。
这种补偿法可以有效地消除热电偶测温中由于冷端温度变化引起的测量误差，使得测量结果更加准确可靠。
通过合理选择和配置热敏电阻，结合适当的补偿算法，可以实现热电偶测温系统的自动补偿，提高系统的稳定性和准确性。
热电偶冷端温度热敏电阻补偿法在工业控制领域有着广泛的应用，可以应用于各种温度测量场合，为工业生产提供了重要的技术支持。
通过深入研究和优化，热电偶冷端温度热敏电阻补偿法有望在未来发展中发挥更大的作用，为实现智能化、自动化的工业控制系统提供更好的解决方案。
1.2 热电偶原理简介热电偶是一种常用的温度测量传感器，原理是利用两种不同材料的导体连接起来，当两种导体的接触处温度发生变化时，会产生热电势差，通过测量这个热电势差来推算温度。
热电偶的工作原理基于热电效应，即在两种不同材料接触处会产生电动势。
热电偶的优点在于其响应速度快、测量范围广、结构简单、成本低廉等特点，因此在工业领域被广泛应用于温度测量。
但是热电偶在测量过程中存在着一些误差，其中主要的一个误差源就是热电偶冷端的温度影响。
为了解决热电偶冷端温度对测量结果的影响，常常使用热敏电阻补偿法。
热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，可以根据热敏电阻的变化来补偿热电偶冷端温度的影响，从而提高测量精度。
热电偶原理简单易懂，结构简单且稳定，广泛应用于工业领域的温度测量中。
通过热敏电阻补偿法，可以进一步提高热电偶的测量精度，使得其在工业自动化控制中发挥更大的作用。
2. 正文2.1 热敏电阻的原理及特性热敏电阻是一种温度敏感元件，其电阻值随温度的变化而变化。
其原理是在一定温度范围内，热敏电阻的电阻值与温度呈线性关系。
通常热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小，反之亦然。
热电偶原理
热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温,尽管其作用相同都是测量物体的温度,但是他们的原理与特点却不尽相同.首先,介绍一下热电偶,热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件,他的主要特点就是测量范围宽,性能比较稳定,同时结构简单,动态响应好,更能够远传4-20mA电信号,便于自动控制和集中控制。
热电偶的测温原理是基于热电效应。
将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生热电势,这种现象称为热电效应,又称为塞贝克效应。
闭合回路中产生的热电势有两种电势组成;温差电势和接触电势。
温差电势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电势,不同的导体具有不同的电子密度,所以他们产生的电势也不相同,而接触电势顾名思义就是指两种不同的导体相接触时,因为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散,当他们达到一定的平衡后所形成的电势,接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接触点的温度。
目前国际上应用的热电偶具有一个标准规范,国际上规定热电偶分为八个不同的分度,分别为B,R,S,K,N,E,J和T,其测量温度的最低可测零下2 70摄氏度,最高可达1800摄氏度,其中B,R,S属于铂系列的热电偶,由于铂属于贵重金属,所以他们又被称为贵金属热电偶而剩下的几个则称为廉价金属热电偶。
热电偶的结构有两种,普通型和铠装型。
普通性热电偶一般由热电极,绝缘管,保护套管和接线盒等部分组成,而铠装型热电偶则是将热电偶丝,绝缘材料和金属保护套管三者组合装配后,经过拉伸加工而成的一种坚实的组合体。
但是热电偶的电信号却需要一种特殊的导线来进行传递,这种导线我们称为补偿导线。
不同的热电偶需要不同的补偿导线,其主要作用就是与热电偶连接,使热电偶的参比端远离电源,从而使参比端温度稳定。
补偿导线又分为补偿型和延长型两种,延长导线的化学成分与被补偿的热电偶相同,但是实际中,延长型的导线也并不是用和热电偶相同材质的金属,一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代替。
关于露点温度和结露
所谓的露点温度一定温度的空气中,水蒸气的最大含量称为[饱和水蒸汽量],此时的空气成为[饱和空气]饱和空气温度下降时,空气中的水蒸气将凝结成露.含有水蒸气的空气的饱和温度, 称为露点温度,露点温度由绝对湿度决定,例如:气温20度,相对湿度60%时,结露温度为12度(请参照如下数据温度表).露点温度通常是用于查看气体的干燥状态,相对湿度的小量变化也将引起露点温度的巨大变化, 因此可通过露点温度了解气体的干燥状态的细微变化,即使气体温度产生变化,露点温度也不会改变.应该指出的是,欧美地区比较频繁的使用相对湿度,海岸地区及农业地区的天气预报也经常使用露点温度.所谓的结露是指?所谓的结露现象是指容器内壁表面温度下降,室内空气温度下降到露点温度以下时,内壁及表面会发生水珠凝结的现象,这个现象称之为结露.结露是否发生取决于室内温度, 室内湿度及露点温度.露点温度即使没有下降到与外气温相同的,一定温度下仍有可能发生结露现象.所谓的表面结露是指?所谓的表面结露是指室内壁体表面温度低于室内露点温度或接近壁体表面温度时,冷却至露点温度以下,表面出现水滴附着现象称之为表面结露.所谓的内部结露是指?所谓的内部结露是指壁体内部产生的结露现象.室内的高温空气(湿气)在进入内壁及内部温度下降到结露温度以下,引起内部结露.湿度、露点和相关参数：表示湿度的参数有：·水汽分压·相对湿度·露点·霜点·绝对湿度·混合率·湿球温度·ppm ·平衡相对湿度·水活性·热焓水份含量表示方法大多数情况下用于固体或液体。
当用于气体时，这种概念就不适用了。
水汽压(Pw):是指在空气或气体中存在的水汽压。
饱和水汽压(Pws):在特定温度下水汽中的最大压力。
温度越高，空气中能承受的水蒸汽越多。
相对湿度(RH):指在特定温度下的水汽分压和饱和水汽压之比，是用百分比来表示：%RH=100%*(Pw/Pws)。
《传感器原理与应用》综合练习答案(期末考试)
《传感器原理与应用》综合练习一、填空题1．热电偶中热电势的大小仅与金属的性质、接触点温度有关，而与热电极尺寸、形状及温度分布无关。
2．按热电偶本身结构划分，有普通热电偶、铠装热电偶、微型热电偶。
3．热电偶冷端电桥补偿电路中，当冷端温度变化时，由不平衡电桥提供一个电位差随冷端温度变化的附加电势，使热电偶回路的输出不随冷端温度的变化而改变，达到自动补偿的目的。
4．硒光电池的光谱峰值与人类相近，它的入射光波长与人类正常视觉的也相近，因而应用较广。
5．硅光电池的光电特性中，光照度与其短路电流呈线性关系。
6．压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。
7．压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。
电畴具有自己极化方向。
经过极化过的压电陶瓷才具有压电效应。
8．压电陶瓷的压电常数比石英晶体大得多。
但石英晶体具有很多优点，尤其是其它压电材料无法比的。
9．压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不能测量频率小的被测量。
特别不能测量静态量。
10．霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦茨力作用发生位移的结果。
11．霍尔元件是N型半导体制成扁平长方体，扁平边缘的两对侧面各引出一对电极。
一对叫激励电极用于引入激励电流；另一对叫霍尔电极，用于引出霍尔电势。
12．减小霍尔元件温度误差的措施有：（1）利用输入回路的串联电阻减小由输入电阻随温度变化；引起的误差。
（2）激励电极采用恒流源，减小由于灵敏度随温度变化引起的误差。
13．霍尔式传感器基本上包括两部分：一部分是弹性元件，将感受的非电量转换成磁物理量的变化；另一部分是霍尔元件和测量电路。
14．磁电式传感器是利用霍尔效应原理将磁参量转换成感应电动势信号输出。
15．变磁通磁电式传感器，通常将齿轮的齿（槽）作为磁路的一部分。
当齿轮转动时，引起磁路中，线圈感应电动势输出。
16．热敏电阻正是利用半导体的数目随着温度变化而变化的特性制成的热敏感元件。
17．热敏电阻与金属热电阻的差别在于，它是利用半导体的电阻随温度变化阻值变化的特点制成的一种热敏元件。
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不同的插入深度。
1c07f0cc1 热电偶
那条大路。那是村子唯一一条出去的路，出村的大人们都是从这条路上回来。看
管材质导致热电偶测温误差的原因。这个原因就
是热电偶的保护套管的材料的导热性是否良好。
金属保护管因其导热性能好，其插入深度应该深 一些（约为直径的 1520 倍），陶瓷材料绝热性能
好，可插入浅一些（约为直径的 10-15 倍）。
那条大路。那是村子唯一一条出去的路，出村的大人们都是从这条路上回来。看
的热势就会有一定的损失，这时就会造成热电偶
பைடு நூலகம்
与被测物体和物质在温度上有一个温度差，造成
测温不准。
这种误差就是在传感器方向上的热传导过
程中产生的，产生这种误差的直接原因就是在热
电偶插入被测介质中的深度有着直接的关系，还 与保护管材质有关。接下来我们看一下与保护套
在一些特殊情况下，比如工程测温时，热电
偶实际深入的距离还与被测物体的动、静等状态
那条大路。那是村子唯一一条出去的路，出村的大人们都是从这条路上回来。看
有必然联系，假如是流动状态下的液体或是高速
气流温度的测量，则无需顾及上述限制，插入深
度可以浅一些，具体数值应由实验确定。也就是 说热电偶的插入深度根据不同的被测介质有着
之前我们讲过热电偶产生偏差的可能性与
随机性具有千丝万缕的关系，除此之外，使用热
电偶的方式也会直接影响测温结果，也就是热电 偶插入被测物体的距离也是侧出值是否精准的
涉及因素之一，关于这点我们可以根据测温的流
程来说明，热电偶在测温时是沿着传感器的长度
方向而产生热流，在这个环节中周围环境如果是 低于被测物体时，这时的沿着传感器长度方向上