传感器课后答案(陈杰) 下载本文

分析热电偶测温的误差因素,并说明减小误差的方法。

答:①热电动势:两种不同材料的导体(或半导体)A、B串接成一个闭合回路,并使两个结点处于不同的温度下,那么回路中就会存在热电势。有电流产生相应的热电势称为温差电势或塞贝克电势,通称热电势。

②接触电动势:接触电势是由两种不同导体的自由电子,其密度不同而在接触处形成的热电势。它的大小取决于两导体的性质及接触点的温度,而与导体的形状和尺寸无关。

③温差电动势:是在同一根导体中,由于两端温度不同而产生的一种电势。

④热电偶测温原理:热电偶的测温原理基于物理的\热电效应\。所谓热电效应,就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时,若两个结点的温度不同,那么在回路中将会产生电动势的现象。

两点间的温差越大,产生的电动势就越大。引入适当的测量电路测量电动势的大小,就可测得温度的大小。

⑤热电偶三定律:

a 中间导体定律:

热电偶测温时,若在回路中插入中间导体,只要中间导体两端的温度相同,则对热电偶回路总的热电势不产生影响。在用热电偶测温时,连接导线及显示一起等均可看成中间导体。

b 中间温度定律:

任何两种均匀材料组成的热电偶,热端为T,冷端为T 时的热电势等于该热电偶热端为T冷端为Tn时的热电势与同一热电偶热端为Tn,冷端为T0 时热电势的代数和。

应用:对热电偶冷端不为0度时,可用中间温度定律加以修正。热电偶的长度不够时,可根据中间温度定律选用适当的补偿线路。

c参考电极定律:

如果A、B两种导体(热电极)分别与第三种导体C(参考电极)组成的热电偶在结点温度为(T,T0 )时分别为那么受相同温度下,又

A、B

两热电极配对后的热电势为

实用价值:可大大简化热电偶的选配工作。在实际工作中,只要获得有关热电极与标准铂电极配对的热电势,那么由这两种热电极配对组成热电偶的热电势便可由上式求得,而不需逐个进行测定。

⑥误差因素:参考端温度受周围环境的影响 减小误差的措施有: a 0oC恒温法

b 计算修正法(冷端温度修正法) c 仪表机械零点调整法 d 热电偶补偿法 e 电桥补偿法 f 冷端延长线法

? 8.3 试述热电偶测温的基本原理和基本定理。见8.2

8.4 试比较电阻温度计与热电偶温度计的异同点。

答:电阻温度计利用电阻随温度变化的特性来测量温度。热电偶温度计是根据热电效应原理设计而成的。前者将温度转换为电阻值的大小,后者将温度转换为电势大小。 相同点:都是测温传感器,精度及性能都与传感器材料特性有关。 8.5 什么是测温用的平衡电桥、不平衡电桥和自动平衡电桥,各有什么特点?

答:在不平衡电桥中,\检流计\改称为\电流计\,其作用而不是检查有无电流而是测量电流的大小。可见,不平衡电桥和平衡电桥的测量原理有原则上的

区别。利用电桥除可精确测量电阻外,还可测量一些非电学量。例如,为了测量温度变化,只需用一种\热敏组件\把它转化为电阻的变化,然后用电桥测量。不平衡电桥往往用于测量非电学量,此外还可用于自动控制和远距离联动机构中。 8.6 试解释负电阻温度系数热敏电阻的伏安特性,并说明其用途。

答:伏安特性表征热敏电阻在恒温介质下流过的电流I与其上电压降U之间的关系。当电流很小时不足以引起自身发热,阻值保持恒定,电压降与电流间符合欧姆定律。当电流I>Is时,