传感与检测技术主要内容课件.ppt
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1、传感与检测技术传感与检测技术主要内容:主要内容:传感与检测技术传感与检测技术 传感与检测技术传感与检测技术概述概述传感与检测技术传感与检测技术热电式传感器是一种将温度变化转换为电热电式传感器是一种将温度变化转换为电量的装置。量的装置。它是利用某些材料或元件的性能随温度变它是利用某些材料或元件的性能随温度变化的特性来进行测量的。例如将温度变化化的特性来进行测量的。例如将温度变化转换为电阻、热电动势、热膨胀、导磁率转换为电阻、热电动势、热膨胀、导磁率等的变化,再通过适当的测量电路达到检等的变化,再通过适当的测量电路达到检测温度的目的。测温度的目的。概述概述传感与检测技术传感与检测技术概述概述 各种
2、热电偶各种热电偶传感与检测技术传感与检测技术概述概述 各种热电阻各种热电阻传感与检测技术传感与检测技术概述概述传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术()lnAABBNKTETeN冷端(冷端(0)接触电势)接触电势:00()lnAABBKTNETeN 式中:式中:A A、B B 代表不同材料;代表不同材料;,0 为两端温度;为两端温度;k波尔兹曼常数;波尔兹曼常数;e 电子电荷量;电子电荷量;BNAN是是A A、B B 材料的电子浓度;材料的电子浓度;传感与检测技术传感与检测技术00ln,AABBNKETTT TeN0ln
3、ABNKTTeN传感与检测技术传感与检测技术2、单一导体的温差电势(汤姆逊电势)、单一导体的温差电势(汤姆逊电势)对单一金属如果两边温度不同,两端也产生电势。对单一金属如果两边温度不同,两端也产生电势。产生这个电势是由于导体内自由电子在高温端具产生这个电势是由于导体内自由电子在高温端具 有较大的动能,会向低温端扩散。由于高温端失有较大的动能,会向低温端扩散。由于高温端失 去电子带正电,低温端得到电子带负电。去电子带正电,低温端得到电子带负电。传感与检测技术传感与检测技术v A A、B B 两导体构成闭合回路总的温差电势为两导体构成闭合回路总的温差电势为:000,()TABABTeT TeT T
4、dT00,TAATeTTd T单一导体的温差电势为:单一导体的温差电势为::汤姆逊系数汤姆逊系数00,TBBTeTTd T传感与检测技术传感与检测技术根据两导体的接触电势(珀尔帖电势)和单一根据两导体的接触电势(珀尔帖电势)和单一导体温差电势(汤姆逊电势)。导体温差电势(汤姆逊电势)。v热电偶总的热电势为:热电偶总的热电势为:0000,()TABABABTET Te T Te T TdT00ln()TAABTBNKTTdTeN传感与检测技术传感与检测技术000,ln()TAABABTBNKET TTTdTeN传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术 000,ABCABBCCAE
5、T TETETET:传感与检测技术传感与检测技术0TT设设 时,时,00ABCET000BCCAABETETET 将将 代入上式有:代入上式有:000,ABCABABABET TETETET T传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术0,0,ABABCABCET TET TET T传感与检测技术传感与检测技术000,ln()TAABABTBNKET TTTdTeN传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术传感与检测技术(3)延伸热电极法延伸热电极法(即补偿导线法即补偿导线法)热电偶长热电偶长 度一般只有一米左右,在实际测量
6、时,度一般只有一米左右,在实际测量时,需要将热电偶输出的电势传输到数十米外的显示仪需要将热电偶输出的电势传输到数十米外的显示仪表或控制仪表,根据表或控制仪表,根据即可实现上述要即可实现上述要求。一般选用直径粗、导电系数大的材料制作延伸求。一般选用直径粗、导电系数大的材料制作延伸导线,以减小热电偶回路的电阻,节省电极材料。导线,以减小热电偶回路的电阻,节省电极材料。传感与检测技术传感与检测技术 该法利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电偶参考端温度变化该法利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电偶参考端温度变化引起的电势变化。引起的电势变化。电桥四个桥臂与冷端处于同一温度,其中电桥四个桥臂与冷端处于同一温
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