1、第九章第九章 熱電偶傳感器熱電偶傳感器 本章介紹本章介紹溫度和溫標溫度和溫標的的基本概念、基本概念、溫度溫度測量的基本方法測量的基本方法、熱電偶熱電偶的基本的基本工作原理工作原理、熱電偶的熱電偶的分類、特點及使用分類、特點及使用、冷端延長的、冷端延長的方法、冷端溫度補償的方法和技術、控溫方法、冷端溫度補償的方法和技術、控溫儀表的儀表的使用等使用等。 9.1 9.1 溫度測量的基本概念溫度測量的基本概念9.2 9.2 熱電偶傳感器的工作原理熱電偶傳感器的工作原理9.3 9.3 熱電偶的種類及結構熱電偶的種類及結構9.4 9.4 熱電偶冷端的延長熱電偶冷端的延長9.5 9.5 熱電偶的冷端溫度補償

2、與熱電偶的冷端溫度補償與 集成溫度傳感器集成溫度傳感器9.6 9.6 熱電偶的應用及配套儀表熱電偶的應用及配套儀表第九章第九章 熱電偶傳感器熱電偶傳感器 目錄目錄進入進入進入進入進入進入低溫低溫高溫高溫第一節第一節 溫度測量的基本概念溫度測量的基本概念 一、一、溫度測量的溫度測量的基本概念基本概念 溫度標志著物質溫度標志著物質內部大量內部大量分子無規則分子無規則運動的劇烈程度運動的劇烈程度。溫。溫度越高，表示物體內度越高，表示物體內部分子熱運動越劇烈。部分子熱運動越劇烈。 模擬圖模擬圖：在一個密閉的空間里，在一個密閉的空間里，氣體分子在高溫時的氣體分子在高溫時的運動速度比低溫時快運動速度比低溫

3、時快！溫度從微觀上看，是物體分子運！溫度從微觀上看，是物體分子運動平均動能大小的標志。動平均動能大小的標志。溫度是表征物體的冷熱程度的物理量溫度是表征物體的冷熱程度的物理量。為了定量分。為了定量分析，要給給物體的冷熱程度一個定量的描述。溫標就析，要給給物體的冷熱程度一個定量的描述。溫標就是以此目的而建立的。是以此目的而建立的。溫標是溫度數值化的標尺溫標是溫度數值化的標尺，它給出了溫度數值化的，它給出了溫度數值化的一套規則和方法，并明確了溫度的測量單位和溫度起一套規則和方法，并明確了溫度的測量單位和溫度起點。點。溫標的建立方法：溫標的建立方法：借助于隨溫度變化而變化的物理借助于隨溫度變化而變化的

4、物理量（體積、壓力、電阻和熱電動勢等）來定義溫度數量（體積、壓力、電阻和熱電動勢等）來定義溫度數值、建立溫標。值、建立溫標。二、溫標二、溫標二、溫標二、溫標 （續）（續）1. 溫度的數值表示方法稱為溫標。溫度的數值表示方法稱為溫標。溫標規定了溫度的讀數的起點溫標規定了溫度的讀數的起點（即零點）以及（即零點）以及溫度的單位溫度的單位。各類溫度計的刻度均由溫標確定。各類溫度計的刻度均由溫標確定。2. 國際上規定的溫標有：國際上規定的溫標有：攝氏溫標攝氏溫標、華氏溫標華氏溫標、熱力學溫標熱力學溫標等。等。 發展階段：發展階段：華氏溫標華氏溫標攝氏溫標攝氏溫標開氏溫標開氏溫標 華氏溫標規定：標準大氣壓

5、下冰融點為華氏溫標規定：標準大氣壓下冰融點為32度，水沸點度，水沸點為為212度，兩者中間分度，兩者中間分180格，每格為華氏格，每格為華氏1度，符號為度，符號為 。攝氏溫標規定，標準大氣壓下冰融點為。攝氏溫標規定，標準大氣壓下冰融點為0度，水沸度，水沸點為點為100度，兩者中間分度，兩者中間分100格，每格為攝氏格，每格為攝氏1度，符號度，符號為為。華氏溫標與攝氏溫標的換算關系是：。華氏溫標與攝氏溫標的換算關系是：CFtt5932 例例：攝氏溫度：攝氏溫度為為20時，華氏溫度為時，華氏溫度為32+36=68 開氏溫標規定，溫度不能為負值，起點為絕對零度，開氏溫標規定，溫度不能為負值，起點為絕

6、對零度，冰融點為冰融點為273.15度，水沸點為度，水沸點為373.15度，兩者中間分度，兩者中間分100格，每格為格，每格為1開，符號為開，符號為K。 各種溫標均有局限性，華氏溫標和攝氏溫標只能標各種溫標均有局限性，華氏溫標和攝氏溫標只能標定定0100 的溫度，而開氏溫標的起點只是理論上的溫度，而開氏溫標的起點只是理論上存在，無法達到。存在，無法達到。溫標的發展溫標的發展國際實用溫標是一種協議溫標，用來統一各國之間國際實用溫標是一種協議溫標，用來統一各國之間的溫度計量。的溫度計量。盡可能地盡可能地接近熱力學（開氏）溫度接近熱力學（開氏）溫度； 各國均能各國均能以很高的準確度復現同樣的溫標以很

7、高的準確度復現同樣的溫標；用于用于復現溫標的標準溫度計使用方便、性能穩定復現溫標的標準溫度計使用方便、性能穩定。第一個國際溫標是第一個國際溫標是1927年國際計量大會決定采用的，年國際計量大會決定采用的，“1927國際溫標國際溫標”,后來又不斷改進修訂，相繼有后來又不斷改進修訂，相繼有1948國際溫標、國際溫標、 1968國際實用溫標和國際實用溫標和1990國際實用溫標。國際實用溫標。 目前推行的是目前推行的是1990年國際實用溫標年國際實用溫標ITS-90： 熱力學熱力學溫度用符號溫度用符號T90表示表示,單位為開爾文，符號為單位為開爾文，符號為K。 攝氏溫度的符號為攝氏溫度的符號為t90，

8、單位是攝氏度，單位是攝氏度,符號為符號為。國際實用溫標國際實用溫標 T90和和t90的關系為的關系為：t90=T90-273.15 ，或或 t /=T /K-273.15 例如例如:攝氏溫度為攝氏溫度為0時，開爾文溫度為時，開爾文溫度為273.15K ITS-90國際實用溫標由三部分組成國際實用溫標由三部分組成： 定義固定點、內插標準儀器及內插公式。定義固定點、內插標準儀器及內插公式。 定義的固定點是指：定義的固定點是指： 某些純物質的三相點（氣、液、固共存）、熔點或某些純物質的三相點（氣、液、固共存）、熔點或凝固點、沸點這些固定點的指定溫度值凝固點、沸點這些固定點的指定溫度值。 固定點間的溫

9、度用規定的內插標準儀器和內插公式固定點間的溫度用規定的內插標準儀器和內插公式來分度。來分度。 熱力學溫標就是通過這種方法在標準儀器上來實現熱力學溫標就是通過這種方法在標準儀器上來實現的。的。幾種溫標的對比幾種溫標的對比 正常體溫正常體溫為為37 ，相當于華相當于華氏溫度多氏溫度多少度？少度？1990國際溫標（國際溫標（ITS-90） 國際溫度咨詢委員會于國際溫度咨詢委員會于1989年年9月通過了月通過了1990年新的國際溫標年新的國際溫標(ITS-90),并上報國際計量委員會并上報國際計量委員會批準。批準。這個新國際溫標于這個新國際溫標于1990年年1月月1日起在全世日起在全世界各國開始執行界

10、各國開始執行。新溫標用新溫標用“T(90)”代表熱力學代表熱力學溫度溫度,其單位用其單位用 K 表示表示。我國的國家法定測溫標。我國的國家法定測溫標準統一采用新的國際溫，簡稱準統一采用新的國際溫，簡稱ITS-90。ITS-90定義了一系列溫度的固定點，測量和重定義了一系列溫度的固定點，測量和重現這些固定點的標準儀器以及計算公式現這些固定點的標準儀器以及計算公式，例如水，例如水的三相點為的三相點為273.16K（0.01）等。等。 熱力學溫標熱力學溫標（K） 熱力學溫標是建立在熱力學溫標是建立在熱力學第二定律熱力學第二定律基礎上基礎上的的最科學的溫標最科學的溫標，是由，是由開爾文（開爾文（Kel

11、vin）根據根據熱力學定律提來的，因熱力學定律提來的，因此又稱此又稱開氏溫標開氏溫標。它的。它的符號是符號是T，單位是開爾單位是開爾文（文（K） 。威廉威廉湯姆遜湯姆遜開爾文勛爵像開爾文勛爵像國際實用溫標是由各國計量部門按規定分別國際實用溫標是由各國計量部門按規定分別保持和傳遞。保持和傳遞。各類溫度計在使用前均要進行檢定。一般采各類溫度計在使用前均要進行檢定。一般采用比較法進行檢定，即：用比較法進行檢定，即：將標準溫度計和被校將標準溫度計和被校溫度計同時放入檢定裝置（如各種恒溫槽和管溫度計同時放入檢定裝置（如各種恒溫槽和管式電爐），以標準溫度計測定的溫度為已知，式電爐），以標準溫度計測定的溫度

12、為已知，將被校溫度計的測量值與其比較將被校溫度計的測量值與其比較，從而確定，從而確定被被校溫度計的準確度校溫度計的準確度和和修正值修正值。三、溫標的傳遞三、溫標的傳遞表表9-1 ITS-90定義固定點定義固定點四、溫度測量及傳感器分類四、溫度測量及傳感器分類 溫度傳感器按照溫度傳感器按照用途用途可分為基準溫度計和工可分為基準溫度計和工業溫度計；按照測量方法又可分為業溫度計；按照測量方法又可分為接觸式接觸式和和非非接觸式接觸式；按工作原理又可分為；按工作原理又可分為膨脹式膨脹式、電阻式電阻式、熱電式熱電式、輻射式輻射式等等；按輸出方式分，有自發等等；按輸出方式分，有自發電型、機械非電測型等。電型

13、、機械非電測型等。 物物理理現現象象體積熱膨脹體積熱膨脹電阻變化電阻變化溫差電動勢溫差電動勢導磁率變化導磁率變化電容變化電容變化壓電效應壓電效應超聲波傳播速度變化超聲波傳播速度變化物質物質 顏色顏色PN結電動勢結電動勢晶體管特性變化晶體管特性變化晶閘管動作點變化晶閘管動作點變化熱、光輻射熱、光輻射種種類類鉑測溫電阻、熱敏電阻鉑測溫電阻、熱敏電阻熱電偶熱電偶BaSrTiO3陶瓷陶瓷石英晶體振動器石英晶體振動器超聲波溫度計超聲波溫度計示溫涂料示溫涂料 液晶液晶半導體二極管半導體二極管晶體管半導體集成電路溫度傳感器晶體管半導體集成電路溫度傳感器熱敏晶閘管熱敏晶閘管輻射溫度傳感器輻射溫度傳感器 光學高

14、溫計光學高溫計1.氣體溫度計氣體溫度計 2. 玻璃制水銀溫度計玻璃制水銀溫度計3.玻璃制有機液體溫度計玻璃制有機液體溫度計 4.雙金屬溫度計雙金屬溫度計5.液體壓力溫度計液體壓力溫度計 6. 氣體壓力溫度計氣體壓力溫度計1 熱鐵氧體熱鐵氧體 2 Fe-Ni-Cu合金合金 溫度測量及傳感器分類溫度測量及傳感器分類 表表9-2 9-2 溫度傳感器的種類及特點溫度傳感器的種類及特點所利用的物理現象所利用的物理現象傳傳 感感 器器 類類 型型測測 溫溫 范范 圍圍/特特 點點體體 積積熱熱 膨膨 脹脹氣體溫度計氣體溫度計液體壓力溫度計液體壓力溫度計玻璃水銀溫度計玻璃水銀溫度計雙金屬片溫度計雙金屬片溫度

15、計- -2501000- -200350- -50350- -50300 不需要電源，耐用；但不需要電源，耐用；但感溫部件體積較大感溫部件體積較大接觸熱電動勢接觸熱電動勢鎢錸熱電偶鎢錸熱電偶鉑銠熱電偶鉑銠熱電偶其他熱電偶其他熱電偶100021002001800- -2001200 自發電型，標準化程度高，自發電型，標準化程度高，品種多；須進行冷端溫度補品種多；須進行冷端溫度補償償電電 阻阻 的的 變變 化化鉑熱電阻鉑熱電阻熱敏電阻熱敏電阻- -200900- -50300 標準化程度高；但需要接標準化程度高；但需要接入橋路才能得到電壓輸出入橋路才能得到電壓輸出PN 結結 結結 電電 壓壓硅半導

16、體二極管硅半導體二極管（半導體集成溫度（半導體集成溫度傳感器）傳感器）- -50150 體積小，線性好，體積小，線性好，- -2mV/；但測溫范圍小；但測溫范圍小溫度溫度-顏色顏色示溫涂料示溫涂料示溫液晶示溫液晶- -5013000100 面積大，可得到溫度圖象；面積大，可得到溫度圖象；但易衰老，準確度低但易衰老，準確度低光光 輻輻 射射熱熱 輻輻 射射紅外輻射溫度計紅外輻射溫度計光學高溫溫度計光學高溫溫度計熱釋電溫度計熱釋電溫度計- -501500500300001000 非接觸式測量，反應快；非接觸式測量，反應快；但易受環境及被測體表面狀但易受環境及被測體表面狀態影響態影響介紹幾種溫度測量

17、方法介紹幾種溫度測量方法 示溫涂料（變色涂料）示溫涂料（變色涂料）裝滿熱水后圖案裝滿熱水后圖案變得清晰可辨變得清晰可辨變色變色陶瓷陶瓷 示溫變色貼示溫變色貼變色涂料在電腦內部溫度中的示溫作用變色涂料在電腦內部溫度中的示溫作用CPU散散熱風扇熱風扇低溫時低溫時顯示藍色顯示藍色溫度升高后變為紅色溫度升高后變為紅色體積體積熱膨脹式熱膨脹式 不需要電源，壽命長；不需要電源，壽命長；但感溫部件體積較大，但感溫部件體積較大，只能抵近測量。只能抵近測量。 氣體的體積與氣體的體積與熱力學溫度成正比熱力學溫度成正比紅外溫度計紅外溫度計熱電偶測溫的主要優點熱電偶測溫的主要優點 1. 屬于屬于自發電型自發電型傳感器

18、：測量時可以不需外傳感器：測量時可以不需外加電源，可直接驅動動圈式儀表；加電源，可直接驅動動圈式儀表； 2. 測溫范圍廣測溫范圍廣：下限可達下限可達-270 ，上限可，上限可達達18001800以上；以上； 3.3.各溫區中的各種熱電偶的熱電動勢均符合各溫區中的各種熱電偶的熱電動勢均符合國際計量委員會國際計量委員會的標準。的標準。熱電偶工作原理演示熱電偶工作原理演示 結論：結論： 當兩個結點溫度不相同時，回路中將產生電動勢。當兩個結點溫度不相同時，回路中將產生電動勢。熱電極熱電極A A右端稱為：右端稱為：自由端自由端（參考（參考端、端、冷冷端端）第二節第二節 熱電偶的工作原理熱電偶的工作原理

19、左端稱為：左端稱為：測量端測量端（工作（工作端、端、熱熱端端）熱電極熱電極B B熱電動熱電動勢勢AB回目錄回目錄從實驗到理論：從實驗到理論：熱電效應熱電效應 1821年，德國物理學家年，德國物理學家賽貝克賽貝克用兩種不同用兩種不同金屬組成金屬組成閉合回路閉合回路，并用酒精燈，并用酒精燈加熱其中一個加熱其中一個接觸點（稱為結點），接觸點（稱為結點），發現放在回路中的發現放在回路中的指南指南針發生偏轉針發生偏轉。說明回路中產生了什么？。說明回路中產生了什么？ 1工作端工作端 2熱電極熱電極A 2熱電極熱電極B 4指南針指南針 5參考端參考端 “結點結點”產生熱電動勢的產生熱電動勢的微觀微觀動畫動畫

20、 兩種不同的金屬互相接觸時，由于不同金屬內兩種不同的金屬互相接觸時，由于不同金屬內自由電子的密度不同，在兩金屬自由電子的密度不同，在兩金屬A和和B的接觸點處會的接觸點處會發生自由電子的相互發生自由電子的相互擴散現象擴散現象。自由電子將從密度大。自由電子將從密度大的金屬的金屬A擴散到密度小的金屬擴散到密度小的金屬B，使，使A失去電子帶正失去電子帶正電電，B得到電子帶負電得到電子帶負電，從而產生，從而產生熱電動勢熱電動勢。 自由自由電子電子ABeAB（ T T ）T T熱電偶的熱電偶的圖形符號圖形符號上圖中的上圖中的接觸電動勢接觸電動勢eAB(T )可用可用下式表示下式表示式中式中 eAB(T)

21、A、B兩種材料在溫度為兩種材料在溫度為T時的時的 接觸電動勢；接觸電動勢；T接觸處的熱力學溫度；接觸處的熱力學溫度；k 玻爾茲曼常數（玻爾茲曼常數（k=1.38 10-23J/K）；）；e 電子電荷（電子電荷（e =1.6 10-19C）；）；nA、nB熱電極材料熱電極材料A、B的自由電子密度。的自由電子密度。 AABBlnnkTeTen如果取如果取e eABAB( (T T) )的方向為正方向，如圖所示，則有的方向為正方向，如圖所示，則有 0AAAA B0A BA B00BBB,lnlnlnkTnnnkTkE TTe T e TT Tenenen有關熱電動勢的幾個結論有關熱電動勢的幾個結論

22、1）如果）如果熱電偶兩根電極材料相同熱電偶兩根電極材料相同，即使兩端溫度，即使兩端溫度不同（不同（tt0），但），但總輸出熱電動勢仍為零總輸出熱電動勢仍為零。因此。因此必須由必須由兩種不同材料才能構成熱電偶兩種不同材料才能構成熱電偶。 2）如果）如果熱電偶兩結點溫度相同熱電偶兩結點溫度相同，則，則回路總的熱電回路總的熱電動勢必然等于零動勢必然等于零。兩結點溫差越大，熱電動勢越大兩結點溫差越大，熱電動勢越大。 3）式中未包含與熱電偶的尺寸形狀有關的參數，）式中未包含與熱電偶的尺寸形狀有關的參數，所以熱電動勢的大小只與材料和結點溫度有關。所以熱電動勢的大小只與材料和結點溫度有關。 如果如果以攝氏溫

23、度為單位，以攝氏溫度為單位，EAB(T，T0)也可以寫成也可以寫成EAB(t，t0)，其物理意義雖然有所不同，但電動勢的數其物理意義雖然有所不同，但電動勢的數值是相同的。值是相同的。 有關熱電偶熱電動勢的討論有關熱電偶熱電動勢的討論 熱電偶兩結點所產生的總的熱電偶兩結點所產生的總的熱電動勢熱電動勢等于熱端熱電等于熱端熱電動勢與冷端熱電動勢動勢與冷端熱電動勢之差之差，是兩個結點的，是兩個結點的溫差溫差tt 的的函數：函數： EAB( (T，T0) )=eAB ( ( T T ) )- - eAB ( ( T T0 ) ) 結論：熱電動勢大致與結論：熱電動勢大致與兩個結點的兩個結點的溫差溫差T或或

24、t t 成正比。成正比。從實驗到理論的討論從實驗到理論的討論如果用兩盞酒精燈如果用兩盞酒精燈同時加熱同時加熱兩個結點兩個結點，指，指南針的偏轉角反而減小南針的偏轉角反而減小。這又說明什么？。這又說明什么？ 結論：結論：指南針的偏轉說明回路中有電動勢產生，并指南針的偏轉說明回路中有電動勢產生，并有電流在回路中流動。有電流在回路中流動。熱電流的強弱與兩個結點的溫差有關，而不熱電流的強弱與兩個結點的溫差有關，而不是與單一的一端結點的溫度成正比。是與單一的一端結點的溫度成正比。 中間導體定律中間導體定律若在若在熱電偶回路中插入熱電偶回路中插入“中間導體中間導體”(A、B熱電極之外的其他導體熱電極之外的

25、其他導體),只要中間導體兩端溫只要中間導體兩端溫度相同度相同,則則對熱電偶回路的總熱電動勢無影響對熱電偶回路的總熱電動勢無影響 。1鎳銅表棒鎳銅表棒 2磷銅接插件磷銅接插件 3銅漆包線動圈表頭銅漆包線動圈表頭Cu純銅導線純銅導線 HNi鎳黃銅鎳黃銅 QSn錫磷青銅錫磷青銅 Sn焊錫焊錫 NiMn鎳錳銅電阻絲鎳錳銅電阻絲熱電偶熱電偶A、B回路插入中間導體回路插入中間導體C后，后，總的熱電動勢為：總的熱電動勢為：總的熱電動勢與總的熱電動勢與C無關。同理，熱無關。同理，熱電偶回路中插入多電偶回路中插入多種導體（種導體（D、E、F），只要保），只要保證插入的每種導體證插入的每種導體的兩端溫度相同，的兩

26、端溫度相同，則對熱電偶的熱電則對熱電偶的熱電動勢也無影響。動勢也無影響。 ABC0ABBC0CA000CBABCA0CBABCA0BCABCA0BABA,lnlnlnlnlnlnET TeTeTeTkTkTnneTenenkTnneTennkTn neTen nkTneTen 0AABBABAB0AB0ln,kTneTeneTeTET T中間導體定律的意義中間導體定律的意義利用熱電偶來實際測溫時，利用熱電偶來實際測溫時，連接導線、顯連接導線、顯示儀表和接插件等均可看成是中間導體示儀表和接插件等均可看成是中間導體，只要只要保證這些中間導體兩端的溫度各自相同保證這些中間導體兩端的溫度各自相同，則，

27、則對對熱電偶的熱電動勢沒有影響熱電偶的熱電動勢沒有影響。在使用熱電偶時，應盡量使上述元器件兩在使用熱電偶時，應盡量使上述元器件兩端的溫度相同，才能減少測量誤差。端的溫度相同，才能減少測量誤差。 在放大器中，在放大器中，若某個電阻或集成電路引腳若某個電阻或集成電路引腳兩端的溫度不相同，將產生熱電動勢兩端的溫度不相同，將產生熱電動勢。為了盡。為了盡量減小由此產生的電動勢，可以用銅質屏蔽罩量減小由此產生的電動勢，可以用銅質屏蔽罩將放大電路與熱源隔離，并使罩內各個元件兩將放大電路與熱源隔離，并使罩內各個元件兩端的溫度相同。端的溫度相同。參考電極定律參考電極定律已知熱電極已知熱電極A、B與參考電極與參考

28、電極C 組成的熱電偶在結點溫組成的熱電偶在結點溫度為（度為（t,t0）時的熱電動勢分別為）時的熱電動勢分別為EAC(t,t0)，EBC(t,t0)，則在相同溫度下，由則在相同溫度下，由A、B兩種熱電極配對后的熱電動兩種熱電極配對后的熱電動勢勢EAB(t,t0)： EAB（t,t0）=EAC(t，t0) EBC(t,t0)參考電極定律簡化了熱電偶的選配工作參考電極定律簡化了熱電偶的選配工作。只要獲得有。只要獲得有關熱電極與參考電極配對的熱電動勢，那么任何兩種關熱電極與參考電極配對的熱電動勢，那么任何兩種熱電極配對時的熱電動勢均可求得，就能較快地篩選熱電極配對時的熱電動勢均可求得，就能較快地篩選出

29、適合需要的、出適合需要的、性能良好的熱電偶。性能良好的熱電偶。目前常用純鉑絲作為目前常用純鉑絲作為標準電極標準電極。第三節第三節 熱電偶的種類及結構熱電偶的種類及結構 八種八種國際通用熱電偶：國際通用熱電偶： B:B:鉑銠鉑銠3030鉑銠鉑銠6 6 、R:R:鉑銠鉑銠1313鉑鉑 S:S:鉑銠鉑銠1010鉑鉑 、 K:K:鎳鉻鎳鉻鎳硅鎳硅 N:N:鎳鉻硅鎳鉻硅鎳硅鎳硅 、E:E:鎳鉻鎳鉻銅鎳銅鎳 J:J:鐵鐵銅鎳銅鎳 T:T:銅銅銅鎳銅鎳 用于制造用于制造鉑鉑熱電偶熱電偶的各種的各種熱電偶絲熱電偶絲回目錄回目錄幾種國標熱電偶的測溫范圍及熱電動勢幾種國標熱電偶的測溫范圍及熱電動勢 分度號分度號

30、名稱名稱 測量溫度范圍測量溫度范圍 1000熱電動勢熱電動勢/ mVB鉑銠鉑銠30鉑銠鉑銠65018204.834R鉑銠鉑銠13鉑鉑-501768 10.506S鉑銠鉑銠10鉑鉑-501768 9.587K鎳鉻鎳硅鎳鉻鎳硅 (鋁鋁) -2701370 41.276E鎳鉻銅鎳鎳鉻銅鎳 (康康 銅銅)- 270800 5種熱電偶的種熱電偶的測溫范圍測溫范圍與與熱電動勢熱電動勢各有什么特點？用途？各有什么特點？用途？幾種常用熱電偶的熱電動勢與溫度幾種常用熱電偶的熱電動勢與溫度的關系曲線分析的關系曲線分析 哪幾種熱電哪幾種熱電偶的測溫上限較偶的測溫上限較高？高？ 哪幾種熱電哪幾種熱電偶的線性較差？偶的

31、線性較差？ 哪一種熱電哪一種熱電偶的靈敏度較高？偶的靈敏度較高？ 哪一種熱電哪一種熱電偶的靈敏度較低？偶的靈敏度較低？為什么所有的曲線均過原點（為什么所有的曲線均過原點（0點）？點）？ 為貴金屬熱電偶。正極是鉑銠絲（鉑為貴金屬熱電偶。正極是鉑銠絲（鉑70%，銠銠30%），負極也是鉑銠絲（鉑），負極也是鉑銠絲（鉑94%，銠，銠6%），），俗稱雙鉑銠。俗稱雙鉑銠。 測量溫度最高長期可達測量溫度最高長期可達1600，短期可達短期可達1800。 優點：材料性能穩定，優點：材料性能穩定，測量準確度高測量準確度高，測溫，測溫上限高。上限高。 缺點：在還原性氣體中易被侵蝕，價昂缺點：在還原性氣體中易被侵蝕，

32、價昂。 為貴金屬熱電偶。為貴金屬熱電偶。為貴金屬熱電偶。為貴金屬熱電偶。 。鎳鉻鎳鉻-鎳硅的正極為含鉻鎳硅的正極為含鉻10%的鎳鉻合金（的鎳鉻合金（KP），負），負極為含硅極為含硅3%的鎳硅合金（的鎳硅合金（KN）。國已經基本上用鎳鉻）。國已經基本上用鎳鉻-鎳硅鎳硅取代鎳鉻取代鎳鉻-鎳鋁鎳鋁熱電偶熱電偶,兩者分度表是相同的。兩者分度表是相同的。測溫范圍：測溫范圍：-200+1370。優點：優點：測溫范圍較寬測溫范圍較寬、熱電動勢與溫度關系近似、熱電動勢與溫度關系近似線性，線性，熱電動勢較大熱電動勢較大、價廉。、價廉。是目前工業中應用最為廣泛的熱是目前工業中應用最為廣泛的熱電偶。電偶。測量溫度長

33、期可達測量溫度長期可達1000，短期可達，短期可達1300。缺點：缺點：在在300500及及800左右時，短期熱循環穩左右時，短期熱循環穩定性不好，熱電動勢不夠穩定，且定性不好，熱電動勢不夠穩定，且不能用于核輻射場合不能用于核輻射場合。裸絲在還原性氣體和含有裸絲在還原性氣體和含有SO2、H2S等氣體中易被侵蝕。等氣體中易被侵蝕。當氧分壓較低時，鎳鉻電極中的鉻將被氧化當氧分壓較低時，鎳鉻電極中的鉻將被氧化(也稱綠蝕也稱綠蝕)，使熱電動勢發生很大變化。因此多采用金屬制熱電偶保使熱電動勢發生很大變化。因此多采用金屬制熱電偶保護管。護管。正極（正極（NP）為名義值）為名義值13.714.7%的鉻和的鉻

34、和1.21.6%的硅，及的硅，及0.01%的鎂與鎳的合金，負極（的鎂與鎳的合金，負極（NN）為）為名義值名義值4.24.6%的硅和的硅和0.51.5%的鎂及的鎂及0.02%的的鉻與鎳的合金。鉻與鎳的合金。優點：線性度好優點：線性度好,熱電動勢較大熱電動勢較大,穩定性和均勻性比穩定性和均勻性比K熱電偶好熱電偶好。不會因磁性變化造成熱電動勢偏離分度表，不會因磁性變化造成熱電動勢偏離分度表，耐核輻射耐核輻射，價廉價廉，是一種新的國際標準化熱電偶是一種新的國際標準化熱電偶,其綜其綜合性能優于合性能優于K型熱電偶型熱電偶 。缺點：缺點：不能直接在高溫下用于氧化氣氛不能直接在高溫下用于氧化氣氛中，中，不適

35、合用不適合用于真空中于真空中。 正極是鎳鉻合金，負極是銅鎳合金（銅正極是鎳鉻合金，負極是銅鎳合金（銅55%，鎳鎳45%）。測溫范圍為）。測溫范圍為-200+800?？芍谱鳌？芍谱鳠犭姸选犭姸选?優點：熱電動勢較其他常用熱電偶大優點：熱電動勢較其他常用熱電偶大。適宜。適宜在氧化性或惰性氣氛中工作。多用于在氧化性或惰性氣氛中工作。多用于300左左右溫度的測量。右溫度的測量。 缺點：測溫上限較低。缺點：測溫上限較低。 正極是鐵，負極是銅鎳合金。正極是鐵，負極是銅鎳合金。測溫范圍為測溫范圍為-200+760。 優點：價廉、熱電動勢較大優點：價廉、熱電動勢較大（僅次于（僅次于E型熱型熱電偶，約為電偶，

36、約為53V/）、線性度好，可在）、線性度好，可在800以下的還原介質中使用。以下的還原介質中使用。 缺點：鐵電極易氧化。缺點：鐵電極易氧化。 正極是銅，負極是銅鎳合金，測溫范圍為正極是銅，負極是銅鎳合金，測溫范圍為-200+400，熱電動勢高于鎳鉻，熱電動勢高于鎳鉻-鎳硅熱電偶，鎳硅熱電偶，約為約為43V/。 優點：準確高、復現性好、穩定性好、價廉優點：準確高、復現性好、穩定性好、價廉。 缺點：銅電易氧化缺點：銅電易氧化，故在氧化性氣氛中使用時，故在氧化性氣氛中使用時，一般不能超過一般不能超過300。 在在0-100范圍內，銅范圍內，銅-銅鎳熱電偶已被定為三銅鎳熱電偶已被定為三級標準熱電偶級標

37、準熱電偶，用以檢測低溫儀表的準確度，誤，用以檢測低溫儀表的準確度，誤差不超過差不超過 0.1，年穩定性可小于，年穩定性可小于3V。熱電偶的分度表熱電偶的分度表 熱電偶的線性較差，多數情況下采用查表法熱電偶的線性較差，多數情況下采用查表法 我國從我國從1991年開始采用國際計量委員會規定年開始采用國際計量委員會規定的的“1990年國際溫標年國際溫標”( (簡稱簡稱ITS-90) )的新標準。的新標準。按此標準按此標準, ,制定了制定了相應的分度表相應的分度表, ,并且有相應的并且有相應的線性化集成電路與之對應線性化集成電路與之對應，并由計算機查表。，并由計算機查表。 直接從熱電偶的分度表查溫度與

38、熱電動勢的直接從熱電偶的分度表查溫度與熱電動勢的關系時的約束條件是：關系時的約束條件是：自由端（冷端）溫度必自由端（冷端）溫度必須為須為0 0。 本教材的本教材的附錄附錄D D僅僅列出列出工業中常用的工業中常用的鎳鉻鎳鉻-鎳鎳硅（硅（K）熱電偶）熱電偶的的分度表分度表。 使用分度表時，冷端必須為使用分度表時，冷端必須為0 。冷端置于冷端置于00的方法之一的方法之一 1被測流體管道被測流體管道 2熱電偶熱電偶 3接線盒接線盒 4補償導線補償導線 5銅質導線銅質導線 6毫伏表毫伏表 7冰瓶冰瓶 8冰水混合物冰水混合物 9試管試管 10新的冷端新的冷端 查熱電偶分度表（溫度查熱電偶分度表（溫度/ /

39、毫伏數）毫伏數） 設熱電偶的冷端溫度為設熱電偶的冷端溫度為0 0，請根據本教材請根據本教材的附錄的附錄D D工工業中常用的業中常用的鎳鉻鎳鉻-鎳硅（鎳硅（K）熱電偶的熱電偶的分度表分度表，查出，查出- -100100、0 0 、 100100 時的時的熱電動勢。熱電動勢。數字式溫度表數字式溫度表溫度上限溫度上限設定值設定值溫度上限值溫度上限值設定鍵設定鍵單片機自動查分度表，并單片機自動查分度表，并顯示被測溫度值顯示被測溫度值K熱電偶熱電偶的分度表的分度表 分別查出分別查出-100-100、+100+100時的時的2 2個熱電動個熱電動勢。勢。 計算與計算與0之差，之差，體會熱電動體會熱電動勢的

40、勢的非線性。非線性。如何由熱電偶的熱電動勢查熱端溫度值如何由熱電偶的熱電動勢查熱端溫度值 設設冷端為冷端為0 0，根據以下電路中的毫伏表的根據以下電路中的毫伏表的示示值值及及K熱電偶的熱電偶的分度表，分度表，查出查出熱端的溫度熱端的溫度tx 。裝配式裝配式熱電偶的外形熱電偶的外形安裝安裝螺紋螺紋安裝安裝法蘭法蘭普通普通裝配式裝配式熱電偶的熱電偶的結構結構圖圖 接線盒接線盒引出線套管引出線套管 固定螺紋固定螺紋 （出廠時用塑料包裹）（出廠時用塑料包裹）熱電偶工作端（熱端）熱電偶工作端（熱端） 不銹鋼不銹鋼保護管保護管裝配式裝配式熱電偶在管道中的安裝熱電偶在管道中的安裝1裝配式熱電偶裝配式熱電偶

41、2管道管道 3絕熱層絕熱層鍋爐煙道中的鍋爐煙道中的密封安裝密封安裝裝配式裝配式熱電偶在熱電偶在鍋爐中的安裝鍋爐中的安裝2022-3-565端面式端面式熱電偶及其在測溫面的安裝熱電偶及其在測溫面的安裝能更快速地反映被測端能更快速地反映被測端面的實際溫度。面的實際溫度。鎧裝式熱電偶鎧裝式熱電偶 鎧裝熱電偶的制造工藝：鎧裝熱電偶的制造工藝：把熱電極材料與高溫絕緣把熱電極材料與高溫絕緣材料預置在材料預置在金屬保護管金屬保護管中、運用同比例壓縮延伸工藝、中、運用同比例壓縮延伸工藝、將這三者合為一體，制成各種直徑、規格的鎧裝偶體，將這三者合為一體，制成各種直徑、規格的鎧裝偶體，再截取適當長度、將再截取適當

42、長度、將工作端焊接密封工作端焊接密封、配置、配置接線盒接線盒即即成為成為柔軟、細長柔軟、細長的鎧裝熱電偶。的鎧裝熱電偶。 鎧裝熱電偶特點：鎧裝熱電偶特點：內部的熱電偶絲與外界空氣隔絕，內部的熱電偶絲與外界空氣隔絕，有著良好的抗高溫氧化、抗低溫水蒸氣冷凝、抗機械有著良好的抗高溫氧化、抗低溫水蒸氣冷凝、抗機械外力沖擊的特性。鎧裝熱電偶可以制作得很細，能解外力沖擊的特性。鎧裝熱電偶可以制作得很細，能解決決微小、狹窄場合微小、狹窄場合的測溫問題，且具有抗震、可彎的測溫問題，且具有抗震、可彎曲、曲、超長超長等優點。等優點。 鎧裝式熱電偶鎧裝式熱電偶鎧裝型熱電偶外形鎧裝型熱電偶外形法蘭法蘭鎧裝型熱電偶可鎧

43、裝型熱電偶可 長達上百米長達上百米薄壁金屬薄壁金屬 保護套管保護套管（鎧體）（鎧體） BA絕緣絕緣 材料材料鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電偶橫截面橫截面鎧裝型熱電偶外形鎧裝型熱電偶外形接線卡接線卡屏蔽層屏蔽層測量端測量端（熱端）（熱端）鎧裝式鎧裝式熱電偶在設備中的安裝熱電偶在設備中的安裝薄膜式薄膜式熱電偶的外形熱電偶的外形1熱電極熱電極A 2結點（熱端）結點（熱端） 3熱電極熱電極B 4引腳接頭引腳接頭 5相同材質的引腳（冷端）相同材質的引腳（冷端）用真空蒸鍍等方法使兩種熱電極材料蒸鍍到絕緣板用真空蒸鍍等方法使兩種熱電極材料蒸鍍到絕緣板上而形成薄膜裝熱電偶，熱接點約上而形成薄膜裝熱電偶，熱接點約0.0

44、10.lm。特別適用于對壁面溫度的特別適用于對壁面溫度的快速測量。安裝時，用粘結快速測量。安裝時，用粘結劑將它粘結在被測物體壁面劑將它粘結在被測物體壁面上。上。尺寸約為尺寸約為 6060.2mm; 測溫范圍在測溫范圍在300以下；反以下；反應時間僅為幾應時間僅為幾ms。 隔爆隔爆式熱電偶式熱電偶結構特點結構特點：隔爆熱電偶的接線盒在設計時采用防爆：隔爆熱電偶的接線盒在設計時采用防爆的特殊結構，它的接線盒是經過的特殊結構，它的接線盒是經過壓鑄壓鑄而成的，而成的，有一定有一定的厚度的厚度、隔爆空間，、隔爆空間，機構強度機構強度較高；采用螺紋隔爆接較高；采用螺紋隔爆接合面，并合面，并采用密封圈進行密

45、封采用密封圈進行密封，因此，當接線盒內一，因此，當接線盒內一旦放弧時，旦放弧時，不會與外界環境的危險氣體傳爆不會與外界環境的危險氣體傳爆，能達到，能達到預期的防爆、隔爆效果。預期的防爆、隔爆效果。 使用場合：使用場合：工業用的隔爆型熱電偶多用于工業用的隔爆型熱電偶多用于化學工業化學工業自控系統中（由于在化工生產廠、生產現場常伴有各自控系統中（由于在化工生產廠、生產現場常伴有各種易燃、易爆等化學氣體或蒸汽，如果用普通熱電偶種易燃、易爆等化學氣體或蒸汽，如果用普通熱電偶則非常不安全、很容易引起則非常不安全、很容易引起環境氣體爆炸環境氣體爆炸）。）。隔爆隔爆式熱電偶外形式熱電偶外形厚壁保護管厚壁保護

46、管壓鑄的接線盒壓鑄的接線盒電纜線電纜線法蘭盤法蘭盤裝配式熱電偶的常用保護管材料裝配式熱電偶的常用保護管材料材料名稱材料名稱使用溫度使用溫度/ CH62黃銅黃銅12CrMOV鋼鋼1Cr18Ni9Ti不銹鋼不銹鋼Cr18Ni12MO2TiGH39高溫不銹鋼高溫不銹鋼石英石英高鋁質管（高鋁質管（85% 90%Al2 2O O3 3）高級耐火陶瓷高級耐火陶瓷再結晶氧化鋁再結晶氧化鋁碳化硅碳化硅鋼玉質管（鋼玉質管（99.5%Al99.5%Al2 2O O3 3）硼化鋯硼化鋯石墨石墨氧化釷（氧化釷（ThOThO）40060090090012001300130014001500160016001800200

47、02200其他其他熱電偶外形熱電偶外形小形小形K型熱電偶型熱電偶XCXC系列陶瓷纖維柔性熱電偶系列陶瓷纖維柔性熱電偶K、E、J分度分度號備選，陶瓷絕號備選，陶瓷絕緣溫度可達緣溫度可達2000(2200 ).300 mm (12“) 長帶絕緣，長帶絕緣，13 mm (0.5”)長的標準剝離引長的標準剝離引線端線端.用消耗式熱電用消耗式熱電偶測量熔融金偶測量熔融金屬溫度的屬溫度的示意圖示意圖適合不同被測壁面的熱電偶安裝方法適合不同被測壁面的熱電偶安裝方法1發熱元件發熱元件 2散熱片散熱片 3薄膜熱電偶薄膜熱電偶 4絕熱保護層絕熱保護層 5硬質車刀硬質車刀 6用激光加工的斜孔用激光加工的斜孔 7露頭

48、式鎧裝熱電偶的露頭式鎧裝熱電偶的測量端測量端 8薄壁金屬保護管薄壁金屬保護管 9冷端冷端 10工件工件 a）薄膜熱電偶測量表面溫度）薄膜熱電偶測量表面溫度 b）鎧裝式熱電偶測量車刀的核心溫度）鎧裝式熱電偶測量車刀的核心溫度 c）鎧裝式熱電偶測量電動機外殼溫度）鎧裝式熱電偶測量電動機外殼溫度用兩根熱電偶測量水泵的效率用兩根熱電偶測量水泵的效率熱電偶絲與被測溫度金屬板的熱電偶絲與被測溫度金屬板的3 3種焊接方式種焊接方式熱電偶絲的沖擊焊電路熱電偶絲的沖擊焊電路熱電偶絲的接觸焊電路熱電偶絲的接觸焊電路第四節第四節 熱電偶冷端的延長熱電偶冷端的延長 采用相對采用相對廉價廉價的補償導線，可的補償導線，可

49、延長熱電偶的延長熱電偶的冷端冷端，使之遠離高溫區；可節約大量貴金屬；易彎曲，便使之遠離高溫區；可節約大量貴金屬；易彎曲，便于敷設。于敷設。 補償導線在補償導線在0 0100100范圍內的熱電動勢與配套的范圍內的熱電動勢與配套的熱電偶的熱電動勢熱電偶的熱電動勢相等相等，所以，所以不影響不影響測量準確度。測量準確度?；啬夸浕啬夸洘犭娕祭涠搜娱L熱電偶冷端延長 用用A、B與與A及及B連接后，測溫回路的總的熱電勢連接后，測溫回路的總的熱電勢僅取決于僅取決于A、B、T及及T0（T0為新的自由端，它是穩定為新的自由端，它是穩定的），而與的），而與A、A2 2 ABBBB Cu0CuA0A AABBBA AB

50、 A0ABAB0BBAAABAB0BBAAAA0BBElnlnlnlnlnlnlnlnln1lnnnnnnnnnETETETETETTETETETnnnnkTTTTennnnnnnnkTTTennnnnnkTTTenn 中間導體定律AABBAA0BA0BAB0lnlnln,BnnnnnnkTTennnkTTenET T已知及及B、B連接處的連接處的溫度溫度Tn（中間溫（中間溫度，它是不穩定度，它是不穩定的）無關，在的）無關，在T0處測得的總的熱處測得的總的熱電勢與直接將熱電勢與直接將熱電偶延伸到電偶延伸到T0無無異。異。補償導線型號（續）補償導線型號（續）型號型號 配用熱電偶配用熱電偶正正-負

51、負型型號號導線外皮導線外皮顏色顏色 正正-負負100時的時的熱電動勢熱電動勢/ mVRC R （鉑銠（鉑銠13-鉑）鉑）RC紅紅-綠綠 0.647NC N（鎳鉻硅鎳鉻硅-鎳鎳硅硅）NC 紅紅-黃黃2.744EX E （鎳鉻鎳鉻-銅鎳銅鎳）EX紅紅-棕棕6.319JXJ（鐵鐵-銅鎳銅鎳）JX紅紅-紫紫5.264TX T （銅銅-銅鎳銅鎳 ） TX紅紅-白白4.279補償導線外形補償導線外形 AB屏蔽層屏蔽層保護層保護層熱電偶的冷端延長電路熱電偶的冷端延長電路 第五節第五節 熱電偶的冷端溫度補償熱電偶的冷端溫度補償必要性必要性：1. 用熱電偶的用熱電偶的分度表查毫伏數分度表查毫伏數-溫度時溫度時，

52、必必須滿足須滿足t0=0的條件的條件。在實際測溫中，冷端溫。在實際測溫中，冷端溫度常隨環境溫度而變化，這樣度常隨環境溫度而變化，這樣t0不但不但不是不是0 ，而且也而且也不恒定不恒定， 因此因此將產生誤差將產生誤差。2. 一般情況下，一般情況下，冷端溫度高于冷端溫度高于0 ，熱電動熱電動勢總是偏小勢總是偏小。應想辦法。應想辦法消除或補償消除或補償熱電偶的熱電偶的冷冷端損失端損失 ?；啬夸浕啬夸浝涠藴囟妊a償的方法冷端溫度補償的方法 一、一、冷端恒溫法冷端恒溫法： 將熱電偶的將熱電偶的冷端冷端置于裝有置于裝有冰水混合物冰水混合物的的恒溫容器中，使冷端的溫度保持在恒溫容器中，使冷端的溫度保持在0不變

53、。不變。此法也稱此法也稱冰浴法冰浴法，它消除了，它消除了t0不等于不等于0而而引入的誤差，由于冰融化較快，所以一般引入的誤差，由于冰融化較快，所以一般只適用于只適用于實驗室實驗室中。中。 冰浴法：冰浴法： 在冰瓶中，冰水混合物的溫度在冰瓶中，冰水混合物的溫度能較長時間地保持在能較長時間地保持在0 0不變。不變。冰浴法接線圖冰浴法接線圖冷端至于冷端至于00環境中環境中 二、計算修正法二、計算修正法 當熱電偶的冷端溫度當熱電偶的冷端溫度t0 0時，由于時，由于熱端熱端與冷端的溫差隨冷端的變化而變化與冷端的溫差隨冷端的變化而變化，所以測，所以測得的熱電動勢得的熱電動勢EAB( (t, ,t0) )與

54、冷端為與冷端為0時所測得時所測得的熱電動勢的熱電動勢EAB( (t, ,0)不等。若冷端溫度高于不等。若冷端溫度高于0，則，則EAB( (t, ,t0) )EAB( (t, ,0 ) )。可以利用下?？梢岳孟率接嬎悴⑿拚郎y量誤差：式計算并修正測量誤差： EAB( (t, ,0 ) )=EAB( (t, ,t0) )+EAB( (t0, ,0 ) )計算修正法舉例計算修正法舉例K熱電偶測溫電熱電偶測溫電路中，路中，熱電極熱電極 A、B直接焊接在鋼板直接焊接在鋼板上上，A 、B 為補為補償導線償導線，Cu為銅導為銅導線，線，已知接線盒已知接線盒1 的溫度的溫度t1=40，冰，冰瓶中為冰水混合物，

55、瓶中為冰水混合物，接線盒接線盒 3 的溫度的溫度t3=20.0。求求：1）冰瓶的溫度）冰瓶的溫度t 2；2）將熱電極）將熱電極直接焊在鋼板上是應用了熱電偶的什么直接焊在鋼板上是應用了熱電偶的什么定律？定律？3）當）當Ux=29.97mV時，估算被測時，估算被測點溫度點溫度t x ；4）如果冰瓶中的冰完全融化，）如果冰瓶中的冰完全融化，溫度上升到與接線盒溫度上升到與接線盒1的溫度相同，此時的溫度相同，此時的的Ux減小到減小到28.36mV，再求，再求t x。 解：解：1）接線盒接線盒1 是熱是熱電極與補償導線電極與補償導線（延長導線）的接（延長導線）的接線位置，不影響測線位置，不影響測量結果量結

56、果，不必考慮不必考慮t 1溫度的大小和波動溫度的大小和波動。冰瓶的溫度為冰瓶的溫度為:0 ,是補償導線是補償導線（冷端）與銅導線（冷端）與銅導線的接線位置的接線位置,所以可所以可以直接查分度表。以直接查分度表。 2）將熱電極直接焊在鋼板上將熱電極直接焊在鋼板上是是應用了熱電偶的應用了熱電偶的中間導體定律中間導體定律。 3）當）當Ux=29.97mV時，時，直接查分直接查分度表得到被測點溫度度表得到被測點溫度t x=720 。 注注:接線盒接線盒 3 的溫度的溫度t3不是冷端溫不是冷端溫度度,屬于中間溫度屬于中間溫度,與測量結果無關與測量結果無關.解（續）解（續）4）如果冰瓶中的冰完全融化，溫度

57、上升到與接線盒）如果冰瓶中的冰完全融化，溫度上升到與接線盒1的溫度相同，即：的溫度相同，即：冷端溫度不再是冷端溫度不再是0 ，而為，而為40 。此時的此時的Ux=28.36mV，再求，再求t x。EAB(t,0)=EAB(t,40)+EAB(40,0) =(28.36+1.61)mV=29.97mV反查反查K型熱電的偶分度表型熱電的偶分度表，仍然得到仍然得到t x =720。三、儀表機械零點調整法三、儀表機械零點調整法 用螺用螺絲刀調節絲刀調節儀表面板儀表面板上的上的“機機械零點械零點”，使指針指使指針指到氣溫到氣溫t0（圖中為圖中為40 40 ）的的刻度上?？潭壬?。機械零點機械零點指針被預調

58、到室溫（指針被預調到室溫（40 ） 可補償冷端損失可補償冷端損失半導體集成溫度傳感器測溫半導體集成溫度傳感器測溫及熱電偶冷端溫度的測量及熱電偶冷端溫度的測量 PN結是集成溫度結是集成溫度傳感器的最基礎的傳感器的最基礎的測溫元件。測溫元件。 PN結的溫度結的溫度特性演示特性演示 二極管的二極管的正向電正向電壓降壓降UD以以-2mV/ 的趨勢變化的趨勢變化。集成溫度傳感器的測溫原理集成溫度傳感器的測溫原理 集成溫度傳感器內部多將一個集成溫度傳感器內部多將一個三極管的集電極與基極短接，還三極管的集電極與基極短接，還有恒流源有恒流源（VT3、VT4）、放大器、放大器、輸出級等電路。輸出級等電路。在集成

59、溫度傳感器內部，兩只在集成溫度傳感器內部，兩只測溫晶體管（測溫晶體管（VT1、VT2）的）的b-e結結壓降的不飽和值壓降的不飽和值Ube之差之差Ube，（R1上的壓降）與熱力學溫度上的壓降）與熱力學溫度T、成正比：成正比：)ln(2C2CbeJJqKTUq:電子電荷電子電荷,Jc1、Jc2:兩只晶體管的集電極電流密度。兩只晶體管的集電極電流密度。集成溫度傳感器的類型集成溫度傳感器的類型 集成溫度傳感器可分為：集成溫度傳感器可分為：模擬型模擬型集成溫度傳集成溫度傳感器和感器和數字型數字型集成溫度傳感器。模擬型的輸出集成溫度傳感器。模擬型的輸出信號形式有信號形式有電壓型電壓型和和電流型電流型兩種。

60、兩種。電壓型的靈敏度多為電壓型的靈敏度多為10mV/（以攝氏溫度以攝氏溫度0作為電壓的零點作為電壓的零點），），電流型的靈敏度多為電流型的靈敏度多為1A/K（以絕對溫度以絕對溫度0K作為電流的零點作為電流的零點）；）；數字型又可以分為數字型又可以分為開關輸出型、開關輸出型、并行輸出型并行輸出型、串行輸出型串行輸出型等幾種不同的形式。等幾種不同的形式。 模擬型集成溫度傳感器模擬型集成溫度傳感器 電流輸出型集成溫度傳感器電流輸出型集成溫度傳感器 電流輸出型溫度傳電流輸出型溫度傳感器能產生一個感器能產生一個與絕與絕對溫度成正比的電流對溫度成正比的電流作為輸出作為輸出，AD590是是電流輸出型溫度傳感