溫度傳感器按檢測原理分有: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力裝置溫度測量與監(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呈線性關系變化,即R:=R0(1+at)。R為0℃時的公稱值,一般為1000或500。因銅熱電阻高溫易于氧化,使用時一般不超過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成熱電阻溫度傳感器。 2.鉑熱電阻:鉑電阻的物理化學穩(wěn)定性好、準確度高,在國際實用溫標(IPTS-68)中規(guī)定,在-259.34℃~630.74℃范圍內(nèi)以鉑電阻溫度計為標準儀器。鉑也常用來作成標準熱電阻和工業(yè)用熱電阻。 3.熱電偶:熱電偶具有簡單、可靠、精度高、可測高溫和遠距離傳送溫度信號等優(yōu)點。常用來檢測箱體內(nèi)、管路內(nèi)的液體、蒸汽和氣體介質的溫度以及固體材料表面的溫度。不同型號的熱電偶其長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S型,貴金屬熱電偶,精密測量,測溫范圍0~1600℃; (2)鎳鉻-鎳硅熱電偶,分度號K型,廉金屬熱電偶,測溫范圍0~1300℃; (3)鎳鉻-康銅熱電偶,分度號E型,廉金屬熱電偶,測溫范圍-200℃~900℃。 普通工業(yè)用熱電偶的結構: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管套及接線盒組裝成一體。若絕緣材料發(fā)生漏電或短路,將引入測量誤差或無法測量。 
圖2 熱電偶冷端補償電路 熱電偶是基于熱電效應原理將溫度直接轉換為毫伏級電壓的轉換元件。普通熱電偶是由兩種不同材料的金屬絲A極和B極兩端燒結在一起形成的閉合回路,如圖1所示,兩個結點之一置于溫度為t的被測介質中,稱為測量端或熱端;另一端保持恒定溫度t0,稱為參考端或冷端。只要兩個結點的溫度不同,在A、B回路中便產(chǎn)生熱電勢E(t,t0),即 其中eAB(t)和eAB(t0)分別為兩個結點的接觸電勢,接觸電勢的大小只與兩種材料的性質和結點溫度有關。當兩種材料一定、且冷端保持溫度恒定時,則它所產(chǎn)生的熱電勢E(t,t0)將隨被測溫度花的升降而升降,能產(chǎn)生毫伏級的直流電壓信號,因而它有+、一極性。它的熱電勢及其極性可用儀表測量,測量儀表可直接指示溫度,成為熱電偶溫度計。也可將熱電勢作為溫度信號傳送給溫度記錄儀或其他溫度監(jiān)控設備。 熱電偶傳感器:通常由熱電偶、冷端補償導線和冷端溫度補償電橋組成。 補償導線的作用: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,補償導線的作用就是將熱電偶的冷端延伸移到遠離熱源的恒溫處,以避免因冷端溫度不能保持恒定而造成測量誤差。補償導線的熱特性和聯(lián)接極性必須與熱電偶的相一致(通常紅色補償線為(+)極線),如果補償線聯(lián)接不正確反而會造成更大的測量誤差。 溫度補償電路的作用:為使冷端溫度在任何環(huán)境溫度下都保持在規(guī)定的標準溫度0℃,熱電偶需要串聯(lián)一個冷端溫度補償電橋,如圖2所示。其溫度補償原理如下:熱電偶產(chǎn)生的熱電勢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際被測溫度。 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,從而使電橋對角電壓Ua也相應的增加(參見第一章電橋公式),Un與熱電偶的熱電勢E(t,t0)串聯(lián)相加,從而補償了因t0變化對熱電勢的影響。
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