文档介绍：第1章温度的检测
温度是表征物体冷热程度的物理量,是国际计量制中的7个基本单位之一。
温度、时间、长度、质量
热加工过程中,温度的检测与控制极为重要
接触法测量和非接触法测量
例如:红外线测温、钢水温度、超声波测距
热电偶、水银温度计
接触法测量:热膨式温度计(优缺点)
热电偶温度计
热电阻温度计
特点:测量精度高、适合多点、集中测量和自动控制、滞后大、不适合动态测量
非接触法测量:辐射式
光学式
声学式
特点:适合高温测量、动态测量、测量容易受烟尘、空气的影响。
本章学****要求:
热电偶传感器(将温度变化转化为热电势变化)
热电阻传感器(将温度变化转化为电阻变化)
辐射测温
温度检测电路
热电偶是工业中常用的测温元件,属于能量转换型的传感器,测量信号易于传输和变换,主要测温范围500~1500℃。
一、工作原理(热电效应)
将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路,当两个接点温度不同时,在回路中就会产生热电势,形成电流,此现象称为热电效应。
热电偶测温技术
物理基础 1、塞贝克效应
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。热能转变成电能的现象。
1821年德国物理学家塞贝克发现,铜-铋,铋-锑(热电第一效应)
两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。
塞贝克电动势的大小和方向决定于回路中两接触点的温度差和导体材料
2、珀尔帖效应(热电第二效应)
1834 电流通过两种金属时接触点将吸热或放热。
如果电流与塞贝克电流一致,热点—吸热
如果电流与塞贝克电流相反,热点—放热
电能转化为热能
3、汤姆逊效应
1851,热力学理论,珀尔帖效应是塞贝克效应的逆效应
热电偶产生的热电势由两种导体的接触电动势和单一导体的温差电动势组成。
1、接触电动势
k——玻耳兹曼常数,
e——电子电荷量,
T——接触处的温度
NA,NB——分别为导体A和B的自由电子密度。
热端
冷端
2、温差电动势
汤姆逊系数,含义是单一导体两端温差1度时的温差电势。