|
溫度傳感器按檢測(cè)原理分有：基于氣體、液體熱膨脹的壓力式溫度傳感器和基于固體熱膨脹變形的雙金屬片溫度傳感器；基于電阻溫度系數(shù)的熱電阻型溫度傳感器；基于熱電勢(shì)的熱電偶型傳感器等。 銅熱電阻、鉑熱電阻、熱電偶和熱敏電阻是動(dòng)力裝置溫度測(cè)量與監(jiān)視系統(tǒng)常用的元件。 1.銅熱電阻：在-50℃~150℃范圍內(nèi)，其電阻值隨溫度t呈線(xiàn)性關(guān)系變化，即R:=R0(1+at)。R為0℃時(shí)的公稱(chēng)值，一般為1000或500。因銅熱電阻高溫易于氧化，使用時(shí)一般不超過(guò)100℃。船上常用于監(jiān)控冷卻系統(tǒng)的溫度(40℃~60℃)。將銅熱電阻作為電橋的一臂可構(gòu)成熱電阻溫度傳感器。 2.鉑熱電阻：鉑電阻的物理化學(xué)穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高，在國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)(IPTS-68)中規(guī)定，在-259.34℃~630.74℃范圍內(nèi)以鉑電阻溫度計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)儀器。鉑也常用來(lái)作成標(biāo)準(zhǔn)熱電阻和工業(yè)用熱電阻。 3.熱電偶：熱電偶具有簡(jiǎn)單、可靠、精度高、可測(cè)高溫和遠(yuǎn)距離傳送溫度信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)。常用來(lái)檢測(cè)箱體內(nèi)、管路內(nèi)的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)的溫度以及固體材料表面的溫度。不同型號(hào)的熱電偶其長(zhǎng)期工作的溫度范圍不完全一樣，大致在一200℃~900℃范圍。 (1)鉑銠10-鉑熱電偶，分度號(hào)S型，貴金屬熱電偶，精密測(cè)量，測(cè)溫范圍0~1600℃； (2)鎳鉻-鎳硅熱電偶，分度號(hào)K型，廉金屬熱電偶，測(cè)溫范圍0~1300℃； (3)鎳鉻-康銅熱電偶，分度號(hào)E型，廉金屬熱電偶，測(cè)溫范圍-200℃~900℃。 普通工業(yè)用熱電偶的結(jié)構(gòu)：金屬絲熱電極、隔離熱電極的絕緣材料、金屬或非金屬的保護(hù)管套及接線(xiàn)盒組裝成一體。若絕緣材料發(fā)生漏電或短路，將引入測(cè)量誤差或無(wú)法測(cè)量。 
圖2 熱電偶冷端補(bǔ)償電路 熱電偶是基于熱電效應(yīng)原理將溫度直接轉(zhuǎn)換為毫伏級(jí)電壓的轉(zhuǎn)換元件。普通熱電偶是由兩種不同材料的金屬絲A極和B極兩端燒結(jié)在一起形成的閉合回路，如圖1所示，兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之一置于溫度為t的被測(cè)介質(zhì)中，稱(chēng)為測(cè)量端或熱端；另一端保持恒定溫度t0,稱(chēng)為參考端或冷端。只要兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同，在A、B回路中便產(chǎn)生熱電勢(shì)E(t,t0),即 其中eAB(t)和eAB(t0)分別為兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的接觸電勢(shì)，接觸電勢(shì)的大小只與兩種材料的性質(zhì)和結(jié)點(diǎn)溫度有關(guān)。當(dāng)兩種材料一定、且冷端保持溫度恒定時(shí)，則它所產(chǎn)生的熱電勢(shì)E(t,t0)將隨被測(cè)溫度花的升降而升降，能產(chǎn)生毫伏級(jí)的直流電壓信號(hào)，因而它有+、一極性。它的熱電勢(shì)及其極性可用儀表測(cè)量，測(cè)量?jī)x表可直接指示溫度，成為熱電偶溫度計(jì)。也可將熱電勢(shì)作為溫度信號(hào)傳送給溫度記錄儀或其他溫度監(jiān)控設(shè)備。 熱電偶傳感器：通常由熱電偶、冷端補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)和冷端溫度補(bǔ)償電橋組成。 補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的作用：熱電偶本身尺寸小，故冷端溫度易受熱源溫度的影響而不能保持恒定，補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的作用就是將熱電偶的冷端延伸移到遠(yuǎn)離熱源的恒溫處，以避免因冷端溫度不能保持恒定而造成測(cè)量誤差。補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的熱特性和聯(lián)接極性必須與熱電偶的相一致（通常紅色補(bǔ)償線(xiàn)為(+)極線(xiàn))，如果補(bǔ)償線(xiàn)聯(lián)接不正確反而會(huì)造成更大的測(cè)量誤差。 溫度補(bǔ)償電路的作用：為使冷端溫度在任何環(huán)境溫度下都保持在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度0℃，熱電偶需要串聯(lián)一個(gè)冷端溫度補(bǔ)償電橋，如圖2所示。其溫度補(bǔ)償原理如下：熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)E(t,t0)將隨冷端溫度t0的升高而減小，因而不能正確反映實(shí)際被測(cè)溫度。 不平衡電橋的電阻R1、R2、R3基本不隨溫度而變，銅熱電阻RC與熱電偶冷端處于同一溫度t0下，Rcu隨t0的增加而增大，從而使電橋?qū)请妷篣a也相應(yīng)的增加（參見(jiàn)第一章電橋公式)，Un與熱電偶的熱電勢(shì)E(t,t0)串聯(lián)相加，從而補(bǔ)償了因t0變化對(duì)熱電勢(shì)的影響。
|
