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热电偶测温电路LM358

热电偶测温电路LM358
热电偶测温电路LM358

信号/NC

这是一个两路点火检测电路(一般家用燃用灶都为两个炉头)。当CN19(或CN20)没有电压输入时,ADC将输出测试点的电压。此电压为ADC的基点。

当CN19(或CN20)输入电压时,将会对此电压差进行放大(放大倍数取决于R50,R17=R18,即放大倍数A=R50/R17=50倍)。

在此电路中,Vadc=(Vcn×A)+Vt。Vt为测试点的电压。

如果再根据热电偶的温度特性表,还可以行得热电偶的准确的温度值。

热电阻电路测温计设计

燕山大学 传感器原理及应用课程设计题目:热电阻温度传感器器 学院(系)电气工程学院 年级专业: 12级自动化仪表 学号: 120103020133 学生姓名:马冰卿 指导教师:童凯 教师职称:教授

一、概述 1.1 热电阻温度传感器简介 热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的一种传感器温度计。 热电阻温度传感器分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大类。热电阻广泛用于测量-200~+850°C范围内的温度,少数情况下,低温可测至1K,高温达1000°C。 热电阻传感器由热电阻、连接导线及显示仪表组成,热电阻也可以与温度变送器连接,将温度转换为标准电流信号输出。 用于制造热电阻的材料应具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和电阻率,输出最好呈线性,物理化学性能稳定,复线性好等。目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。 1.2 pt100热电阻简介 pt100是铂热电阻,它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为:当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆,在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理:当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆,它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。

二、工作原理 2.1 热电阻工作原理 与热电偶的测温原理不同的是,热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的,即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此,只要测量出感温热电阻的阻值变化,就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。下面以铂电阻温度传感器为例:Pt100 是电阻式温度传感器,测温的本质其实是测量传感器的电阻,通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号,然后再将模拟信号转换成数字信号,再由处理器换算出相应温度。 金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即 ()[]010t t Rt Rt -+=α (1) 式中,Rt 为温度t 时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值α为温度系数。 半导体热敏电阻的阻值和温度关系为: t e Rt B A = (2) 式中Rt 为温度为t 时的阻值;A 、B 取决于半导体材料的结构的常数。相比较而言,热敏电阻的温度系数更大,常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上),但互换性较差,非线性严重,测温范围只有-50~300℃左右,大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量,其特点是测 量准确、稳定性好、性能可靠,在程控制中的应用极其广泛。热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件,通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。 2.2 接线方式 采用pt100测温一般有三种接线方式:二线制、三线制、四线制。 ① 二线制接法:这种接法不考虑PT100电缆的导线电阻,将A/D 采样端与电流源的正极输出端接在一起,这种接法由于没有考虑测温电缆的电阻,因此只能适用于测温距离较近的场合。

(完整word版)热电偶温度计的测温原理、选型及其应用

《自动检测技术及仪表》课程设计报告 热电偶温度计的测温原理、选型及其应用 学院: 班级: 姓名: 学号:

目录 一摘要 (3) 二热电偶温度计的测温原理 (3) 2.1 热电偶的测温原理 (3) 2.2 接触电势 (4) 2.3 温差电势 (4) 2.4 热电偶温度计闭合回路的总热电势 (4) 三热电偶温度计的组成结构及其作用和特 (5) 3.1 热电偶温度计的组成结构 (5) 3.2 热电偶温度计的作用及特点 (6) 四热电偶温度计测温技术中涉及到的定则 (7) 4.1 均质导体定则 (7) 4.2 中间导体定则 (7) 4.3 连接导体和中间温度定则 (8) 五热电偶温度计的误差分析及选型 (8) 5.1 影响测量误差的主要因素 (8) 5.1.1插入深度 (8) 5.1.2响应时间 (9) 5.1.3热辐射 (10) 5.1.4冷端温度 (11) 5.2 热电偶温度计的选型 (11) 六现场安装及其注意事项 (13) 七总结 (13) 八参考文献 (15)

一、摘要 热电偶温度计是一种最简单﹑最普通,测温范围最广的温度传感器,是科研﹑生产最常用的温度传感器。在使用时不注意,也会引起较大测量误差。针对当前存在的问题,详细探讨影响测量误差的主要因素:热电偶插入深度﹑响应时间﹑热辐射及冷端温度等因素对测量的影响;在使用时应该怎样选择热电偶温度计,以及使用时的一些安装注意事项,这对提高测量精度,延长热电偶寿命,都有一定的意义。 二、热电偶温度计的测温原理 热电偶温度计是一种感温元件 , 把温度信号转换成热电动势信号 , 通过电气仪表转换成被测介质的温度。 热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体组成闭合回路 , 当两端温度不同时 , 回路中就会产生电势,这种现象称为热电效应(或者塞贝克效应)。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°C 时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。在热电偶回路中接入第三种金属材料时 , 只要该材料两个接点的温度相同 , 热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此 , 在热电偶测温时 , 可接入测量仪表 , 测得热电动势后 , 即可知道被测介质的温度。 热电偶温度计测温原理图如图所示: 其中,T是热端、工作端或者测量端, T

热电阻的测温电路

Pt100热电阻的测温电路 [摘要] 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。 热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合,这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等,它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃~+500℃范围内的温度。 温度测量系统应用广泛,涉及到各行各业的各个方面,在各种不同的领域中都占有重要的位置。从降低开放成本扩大适用范围、系统运行的稳定性、可靠性出发,设计一种以Pt100铂热电阻为温度信号采集元件的传感器温度测量系统。才测量系统不但可以测量室内的温度,还可以测量液体等的温度,在实际应用中,该系统运行稳定、可靠,电路设计简单实用。 [关键字] 传感器 Pt100热电阻温度测量

目录 1 前言 (4) 1.1 传感器概况 (4) 1.2 设计目的 (7) 2 设计要求 (8) 2.1 设计内容 (8) 2.2 设计要求 (9) 3 原器件清单 (10) 4 Pt100热电阻的测温电路 (11) 4.1 总体电路图 (11) 4.2 工作原理 (11) 5 Pt100热电阻测温电路的原理及实现 (12) 5.1 测温电路的工作原理 (12) 5.2 测温电路的实现 (14) 5.3 测量结果及结果分析 (15) 6 制作过程及注意事项 (16) 6.1 制作过程 (16) 6.2 注意事项 (17) 7 总结 (18) 8 致谢 (19) 参考文献 (20)

基于热电偶的温度测量电路设计

燕山大学 课程设计说明书题目:基于热电偶的温度测量电路设计 学院(系):电气工程学院 年级专业: 学号: 学生姓名: 指导教师: 教师职称:

燕山大学课程设计(论文)任务书 院(系):电气工程学院基层教学单位: 学号学生姓名专业(班级)设计题目基于热电偶的温度测量电路设计 设 计技术参数 设计基于运算放大器的热电偶传感器输出信号调理电路以及冷端补偿电路。自选一款热电偶,对其在500到1200度测温范围内的输出信号进行放大。输出信号为直流0到2.5V 设计要求1:完成题目的理论设计模型;2完成电路的multisim仿真; 工 作 量1:完成一份设计说明书(其中包括理论设计的相关参数以及仿真结果); 2:提交一份电路原理图;

工作计划周一,查阅资料; 周二到周四,理论设计及计算机仿真;周五,撰写设计说明书; 参考资料1:基于运算放大器和模拟集成电路的设计;2:模拟电子技术; 3:电路理论; 4:数字电子技术; 指导教师签字基层教学单位主任签字 说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2011年6 月26 日燕山大学课程设计评审意见表

指导教师评语: 成绩: 指导教师: 年月日答辩小组评语:

成绩: 组长: 年月日课程设计总成绩: 答辩小组成员签字: 年月日

目录 第1章摘要 (2) 第2章引言 (2) 第3章电路结构设计 (2) 3.1 热电偶的工作原理 (2) 3.2 冷端补偿电路设计 (5) 3.3 运算放大器的设计 (6) 第4章参数设计及运算 (8) 4.1 补偿电路的计算 (8) 4.2 运算放大器的计算 (9) 4.3 仿真器仿真图示 (10) 心得体会 (12) 参考文献 (13)

实验二十一__热电偶的原理及现象实验

热电偶的原理及现象 一、实验目的:了解热电偶测温原理。 二、基本原理:1821年德国物理学家赛贝克(T?J?Seebeck)发现和证明了两种不同材料的导体A和B组成的闭合回路,当两个结点温度不相同时,回路中将产生电动势。这种物理现象称为热电效应(塞贝克效应)。 热电偶测温原理是利用热电效应。如图21—1所示,热电偶就是将A和B二种不同金属材料的一端焊接而成。A和B称为热电极,焊接 的一端是接触热场的T端称为工作端或测量端, 也称热端;未焊接的一端处在温度T0称为自由端 或参考端,也称冷端(接引线用来连接测量仪表的图21—1热电偶 两根导线C是同样的材料,可以与A和B不同种材料)。T与T0的温差愈大,热电偶的输出电动势愈大;温差为0时,热电偶的输出电动势为0;因此,可以用测热电动势大小衡量温度的大小。国际上,将热电偶的A、B热电极材料不同分成若干分度号,并且有相应的分度表即参考端温度为0℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表;可以通过测量热电偶输出的热电动势值再查分度表得到相应的温度值。热电偶一般用来测量较高的温度,应用在冶金、化工和炼油行业,用于测量、控制较高的温度。 本实验只是定性了解热电偶的热电势现象,实验仪所配的热电偶是由铜—康铜组成的简易热电偶,分度号为T。实验仪有二个热电偶,它们封装在悬臂双平行梁上、下梁的上、下表面中,二个热电偶串联在一起,产生热电势为二者之和。 三、需用器件与单元:机头平行梁中的热电偶、加热器;显示面板中的F/V表(或电压表)、-15V电源;调理电路面板中传感器输出单元中的热电偶、加热器;调理电路单元中的差动放大器;室温温度计(自备)。 四、实验步骤: 1、热电偶无温差时差动放大器调零:将电压表量程切换到2V档,按图21—2示意接线,检查接线无误后合上主、副电源开关。将差动放大器的增益电位器顺时针方向缓慢转到底(增益为101倍),再逆时针回转一点点(防电位器的可调触点在极限端点位置接触不良);再调节差动放大器的调零旋钮,使电压表显示0V左右,再将电压表量程切换到200mV档继续调零,使电压表显示0V。并记录下自备温度计所测的室温tn。

电子电路设计实验(热电阻温度测量系统的设计与实现)

北京邮电大学 电子电路综合设计实验 课题名称:热电阻温度测量系统的设计与实现

索引 一、概要 1.1、课题名称 热电阻温度测量系统的设计与实现 1.2、报告摘要 为了实现利用热敏电阻测量系统温度,设计实验电路。利用热电阻100为温度测量单元,系统主要包括传感电路、放大电路、滤波电路、转换电路和显示电路五个单元构成。通过包含热敏电阻的电桥电路实现温度信号向电信号的转换,利用三运放差分电路实现放大差模信号抑制共模信号并通过二极管显示二进制数来显示温度值。此电路可以定量的显示出温度的与转换器输入电压的关系,再通过量化就可以实现温度测量的功能。报告中首先给出设计目标和电路功能分析,然后讨论各级电路具体设计和原理图,最后总结本次实验并给出了电路图。 1.3、关键字 测量温度热敏电阻差分放大低通滤波转换 二、设计任务要求 (1)了解掌握热电阻的特性和使用方法。 (2)了解数模转换电路的设计和实现方法。 (3)了解电子系统设计的方法和基本步骤。 (4)设计一个利用热电阻100 为温度测量元件设计一个电子测温系统,用发光二极管显示的输出状态,并模拟测温(实际上实验室给的是300), 用软件绘制完整的电路原理图()。 三、设计思路与总体结构图

图1:热电阻温度测量的系统原理框图 如图将系统划分为传感器电路、放大电路、滤波电路、转换电路显示器和电源电路共六个单元。传感器是由100及若干精密电阻和电位器构成的电桥电路组成;放大器是有运放324构成仪表放大器,具有较高的共模抑制比和输入阻抗;滤波电路采用高精度07二阶低通有源滤波器;模数转换电路是用0804进行设计,并利用555N产生频率为1到1.3的时钟信号来使数模转换电路实现实时同步;显示电路由发光二极管构成;电源电路采用变压器、稳压模块和整流桥等器件进行设计。 四、分块电路和总体电路的设计 4.1、温度传感器电路设计 4.1.1铂热电阻 热电阻是利用温度变化是自身阻值随之变化的特性来测量温度的,工业上广泛的用于测量中低温区(-200℃—500℃)的温度。 铂热电阻在氧化性介质中,甚至在高温下,物理、化学性质都比较稳定,因此具有较好的稳定性和测量精度,主要用于高精度温度测量和标准测温装置中。 铂热电阻与温度的关系,在0—630.74℃以内为 在-190-0以内为: 式中为t时的电阻值;是0时的电阻值;t为任意温度值;A、B、C为 分度系数,,。 但是实际实验中的使用的是300,而且根据在实验室的实际测量300在20℃时是325Ω,而且其阻值随着温度的升高而降低。 4.1.2热电阻温度传感器的接入方式 热电阻由于精度高、性能稳定等优点在工业测试中得到广泛应用。流过热电阻的电流一般为4-5,不能过大,否则产生热量过多而导致影响测量精度。

热电偶用于温度测量电路

全国电子专业人才设计与技能大赛电子组装、调试与开发大赛 ---------传感元器件 1.NTC 负温度系数热敏电阻 热敏电阻分为三类:正温度系数热敏电阻(PTC ),负温度系数热敏电阻(NTC ),临界温度电阻器(CTR )。 图1-39 NTC 负温度系数热敏电阻 负温度系数热敏电阻器如图1-39所示。其电阻值随温度的增加而减小。NTC 热敏电阻器在室温下的变化范围在10O ~1000000欧姆,温度系数-2%~-6.5%。 ⑴ 负温度系数热敏电阻温度方程 )(T f =ρ T B T e A /'=ρ T B T B T T Ae e S l A S l R //'===ρ 其中:l A A '= 该关系式是经验公式,只在额定温度 TN 或额定电阻阻值 RN 的有限范围内才具有一定的精确度,因为材料常数B 本身也是温度 T 的函数。NTC 热敏电阻器在室温下的变化范围在10O ~1000000欧姆,温度系数-2%~-6.5%。 已知温度T 、额定温度T N 和R25即可求的热敏电阻阻值R T 。 ⑵ 负温度系数热敏电阻主要特性 电阻温度系数σ

dT dR R T T 1=σ 微分式(),可得 2T B - =σ 热敏电阻的温度系数是负值。 -----温度测量电桥应用 温度测量电桥的A 点所在的桥臂的电阻是固定的,故A U 是固定的。B 点所在的桥臂的电阻t R 随温度变化,故B U 是变动的。电阻t R 为负温度系数热敏电阻,t R =1.5K 指NTC 热敏电阻的标称电阻值R25。为了方便取2R 与t R 成比例,这里取K R R t 5.12==,同时,1311212 E E R R R A U =+= ,得Ω=7501R 。 在前面已知条件下,推导13’3P R R R +=: 约束条件:① U U U U U B A i ??+-=??-,② 13 1 E A U =。 由测量电桥平衡0=-=B A i U U U 时,得Ω==+=750113’3R R R R P 。 又由1'3 1131E R t R t R E U U U B A i +-=-=,得R p R R R ?±Ω=+=75013'3。故取K R P 11=。 温度控制电路如图3-15所示,由测量电桥、测量放大器、滞回比较器及驱动电路等组成。由于温度的不同,因而在测量电桥的A 、B 点时会产生不同的电压差,这个差值经过测量放大器放大后进入到滞回比较器的反相输入端,与比较电压U R 比较后,由滞回比较器输出信号进行加热或停止加热。 ⑴ 温度控制器电路 温度控制器电路如图3-7所示。

热电偶测温基本原理

1.热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路。当导体A和B 的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 A,B 两种导体,一端通过焊接形成结点,为工作端,位于待测介质。另一端接测温仪表,为参考端。为更好地理解下面的内容,我们将以上测温回路中形成的热电动势表示为EAB(T1,T0),理解为:A、B两种导体组成的热电偶,工作端温度为T1,参考端温度为T0,形成的热电动势为EAB(T1,T0)。 需要特别强调的是:热电偶测温,归根结底是测量热电偶两端的热电动势。测量仪表能够让我们看到温度数值,是因为它已经将热电动势转换成了温度。 图中,工作端温度T1, A、B与C、D连接处温度为T2,测量仪表端(参考端)温度为T0。 我们可以把总回路的总电动势E 分成两段热电动势的和,即A、B为一段,热电动势为EAB(T1,T2),C、D为另一段,热电动势为ECD(T2,T0), 即: E= EAB(T1,T2)+ ECD(T2,T0) (热电偶中间导体定律) (1)

在上图中,如果C、D的材质和A、B完全一样,即C即为A,D即为B,相当于热电偶A、B 在T2(中间温度)处产生了一个连接点,此时,回路总电势为: E= EAB(T1,T2)+ EAB(T2,T0)= EAB(T1,T0) (热电偶中间温度定律) (2) 从式(2)我们可以看出,只要是相同的热电偶,中间产生了连接点,则总电势与连接点的温度(中间温度)无关,而只与工作端和参考端的温度有关。这正是我们希望得到的。我们在热电偶布线中,不需要考虑中间有没有连接点,也不需要考虑连接点的温度,而是和一根热电偶连接到介质和测量仪表一样。 再来比较式(2)和式(1)。如果我们能找到某种材料C、D,它能满足: ECD(T2,T0)= EAB(T2,T0) (3) 则式(1)成为: E= EAB(T1,T2)+ ECD(T2,T0)= EAB(T1,T2)+ EAB(T2,T0)= EAB(T1,T0) (4) 满足式(3)的材料C、D我们称为热电偶A、B的补偿导线。 式(4)还告诉我们,使用了补偿导线,我们将T2延伸到了T0,但最后我们的测量结果与T2无关,这样我们也可以理解为,因为我们使用了导线C、D,是它补偿了T2处连接所产生的附加电势,而使得我们最终测量不需要再考虑T2,这也是C、D为什么叫补偿导线的原因, 2.热电偶冷端的温度补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。 在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。

热电偶测温原理及常见故障

热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一,热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。其优点是: ①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。 ②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。 ③构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。 1.热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 常用的热电偶材料有: 热电偶分度号热电极材料 正极负极 S 铂铑10 纯铂 R 铂铑13 纯铂 B 铂铑30 铂铑6 K 镍铬镍硅 T 纯铜铜镍 J 铁铜镍 N 镍铬硅镍硅 E 镍铬铜镍 2.热电偶的种类及结构形成

(1)热电偶的种类 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。 标准化热电偶我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 (2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下: ①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固; ②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路; ③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠; ④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 3.热电偶冷端的温度补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。 在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。 热电偶冷端补偿原理 热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时,冷端的(环境)温度变化,将影响严重测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。 热电偶的冷端补偿通常采用在冷端串联一个由热电阻构成的电桥。电桥的三个桥臂为标准电阻,另外有一个桥臂由(铜)热电阻构成。当冷端温度变化(比如升高),热电偶产生的热电势也将变化(减小),而此时串联电桥中的热电阻阻值也将变化并使电桥两端的电压也发生变化(升高)。如果参数选择得好且接线正确,电桥产生的电压正好与热电势随温度变化而变化的量相等,整个热电偶测量回路的总输出电压(电势)正好真实反映了所测量的温度值。这就是热电偶的冷端补偿原理。

推荐使用的热电阻Pt100测温电路

铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器,由于其测量准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等,被广泛用于中温(-200℃~650℃)范围的温度测量中。 PT100是一种广泛应用的测温元件,在-50~600℃℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势,包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等。由于铂电阻的电阻值与温度成非线性关系,所以需要进行非线性校正。校正分为模拟电路校正和微处理器数字化校正,模拟校正有很多现成的电路,其精度不高且易受温漂等干扰因素影响,数字化校正则需要在微处理系统中使用,将Pt电阻的电阻值和温度对应起来后存入EEPROM中,根据电路中实测的AD值以查表方式计算相应温度值。 常用的Pt电阻接法有三线制和两线制,其中三线制接法的优点是将PT100的两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上,使得导线电阻得以消除。常用的采样电路有两种:一为桥式测温电路,一为恒流源式测温电路。其中图1为三线制桥式测温电路,图2为两线制桥式测温电路,图3为恒流源式测温电路。下面分别对桥式电路和恒流源式电路的原理在设计过程中应注意事项进行说明(注:这两个电路本人均有采用及试验,证明可行) 一、桥式测温电路 桥式测温的典型应用电路如图1所示(图1和图2均为桥式电路,分别画出来是为了说明两线制接法和三线制接法的区别)。 测温原理:电路采用TL431和电位器VR1调节产生4.096V的参考电源;采用R1、R2、VR2、Pt100构成测量电桥(其中R1=R2,VR2为100Ω

精密电阻),当Pt100的电阻值和VR2的电阻值不相等时,电桥输出一个mV级的压差信号,这个压差信号经过运放LM324放大后输出期望大小的电压信号,该信号可直接连AD转换芯片。差动放大电路中R3=R4、R5=R6、放大倍数=R5/R3,运放采用单一5V供电。 设计及调试注意点: 1. 同幅度调整R1和R2的电阻值可以改变电桥输出的压差大小; 2. 改变R5/R3的比值即可改变电压信号的放大倍数,以便满足设计者对温度范围的要求 3. 放大电路必须接成负反馈方式,否则放大电路不能正常工作 4. VR2也可为电位器,调节电位器阻值大小可以改变温度的零点设定,例如Pt100的零点温度为0℃,即0℃时电阻为100Ω,当电位器阻值调至109.885Ω时,温度的零点就被设定在了25℃。测量电位器的阻值时须在没有接入电路时调节,这是因为接入电路后测量的电阻值发生了改变。 5. 理论上,运放输出的电压为输入压差信号×放大倍数,但实际在电路工作时测量输出电压与输入压差信号并非这样的关系,压差信号比理论值小很多,实际输出信号为 4.096*(RPt100/(R1+RPt100)- RVR2/(R1+RVR2)) (1) 式中电阻值以电路工作时量取的为准。 6. 电桥的正电源必须接稳定的参考基准,因为如果直接VCC的话,当网压波动造成VCC发生波动时,运放输出的信号也会发生改变,此时再到以VCC未发生波动时建立的温度-电阻表中去查表求值时就不正确

热电阻与热电偶的测量原理及区别

热电阻与热电偶的测量原理及区别 热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是: ①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。 ②测量范围广。常用的热电偶从-50——+1600℃均可边续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。 ③构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。 1.热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 2.热电偶的种类及结构形成 (1)热电偶的种类 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶 我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 (2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下: ①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固; ②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路; ③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠; ④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 3.热电偶冷端的温度补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端

热电偶测量原理

热电偶测量原理 摘要:温度,无论是在工业还是农业生产过程中都属于很普遍又很重要的指标。测量温度信号使用各种类型的温度传感器实现,如热电偶(TC)、热电阻(RTD)、热敏电阻(NTC)等。本文主要介绍热电偶测量原理及其类型,以及对热电偶选取的简单介绍。 一、何为热电偶 两种不同材料的导体或半导体(通常称为热点极)两端接合(接合点A与B)形成回路时候,当两端的接合点T A≠T B时,在回路中就会产生电动势,通过温度差变化引起电动势的变化称为热电效应,该电动势又被称为热电势,如图 1所示。由于该热电势是由两种不同的导体材料产生的,又称之为热电偶。由热电偶的定义可以发现,热电偶可将温度直接转化电信号,使得测量可以很容易简单的进行。 图 1 热电效应原理 二、热电偶类型 对于热电偶热电势的产生需要达到如下条件: 1.两种不同材料的导体或半导体; 2.温度差的产生,即TA≠TB; 改变T A(称之为测量端,也叫热端)结点温度时,保持T B(称之为参考端,也叫冷端)处于一恒温状态,就能通过热电势与温度关系得出该两种材料所形成的热电偶分度表,由于热电势指的是E AB(T A,T B),两端接合点温度差所对应的电势差有关,而温度差相同但温度段不同时对应的信号大小也是不一致的,例如0~50℃和50~100℃的温度差相同,但信号大小却是不相同,为了准确测量温度信号就必须把其中一头的温度固定下来,通常分度表的T B一般为0℃。所以从理论上讲,任何两种导体都可以配制为热电偶,但得到的并不全是满足测量需求的,如测温精度、测温范围、测温瞬变程度等。在多年的时间测试了许多种热电材料组合的热电特性,经过百多年的发展已经对产品的规格及性能都已标准化。目前常用的热电偶类型有8种,S、R、B、E、T、J、K、N。其中S、R、B属于贵金属材料热电偶;E、T、J、K、N属于廉金属材料热电偶。对于热电偶类型所选用的材料均可在网上找到对应资料。 对于不同型号类型热电偶拥有自己所测量的最优温度区间,将在后续选取中进一步介绍。 三、热电偶测量原理 四个热电偶基本经验定律: 1.均质导体定律:由同一种均质材料两端焊接组成闭合回路时,无论导体两端及其截面温度如何分布,均不产生接触电势,而温差电势相互抵消,总电势为零; 2.中间导体定律:在热电偶回路中接入中间导体(第三导体),只要中间导体两端温度相同,中间导体的引入对热电偶回路的总电势没有影响;

热电阻的测温电路

热电阻的测温电路公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

Pt100热电阻的测温电路 [摘要] 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。 热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合,这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等,它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃~+500℃范围内的温度。 温度测量系统应用广泛,涉及到各行各业的各个方面,在各种不同的领域中都占有重要的位置。从降低开放成本扩大适用范围、系统运行的稳定性、可靠性出发,设计一种以Pt100铂热电阻为温度信号采集元件的传感器温度测量系统。才测量系统不但可以测量室内的温度,还可以测量液体等的温度,在实际应用中,该系统运行稳定、可靠,电路设计简单实用。 [关键字] 传感器 Pt100热电阻温度测量

目录 1 前言 (4) 1.1 传感器概况 (4) 1.2 设计目的 (7) 2 设计要求 (8) 2.1 设计内容 (8) 2.2 设计要求 (9) 3 原器件清单 (10) 4 Pt100热电阻的测温电路 (11) 4.1 总体电路图 (11) 4.2 工作原理 (11) 5 Pt100热电阻测温电路的原理及实现 (12) 5.1 测温电路的工作原理 (12) 5.2 测温电路的实现 (14) 5.3 测量结果及结果分析 (15) 6 制作过程及注意事项 (16) 6.1 制作过程 (16) 6.2 注意事项 (17) 7 总结 (18) 8 致谢 (19) 参考文献 (20)

热电偶测温原理图20110412

热电偶测温控制显示系统 指导书 项目成员: 周海云

刘叶 李勇 项目班级:工业控制091班 项目指导老师:陈勇宏老师 2011年4月28日 目录 第一章:实验的目的及原理 1.1 实验目的 (01) 1.2 实验原理 (01) 1.3 实验计划 (01) 第二章:实验重要元件介绍 2.1 热电偶原理及应用 (02) 2.1.1 热电偶简 (02) 2.1.2 热电偶测温原理 (02) 2.1.3 有关热电偶测温的基本原则 (03) 2.1.4 常用热电偶 (04) 2.2 ICL7107 A/D数模转换器 (04) 2.2.1 ICL7107 的简介 (04) 2.2.2 辨认引脚 (04) 2.2.3 牢记关键点的电压 (05) 2.2.4 注意芯片 (05) 2.2.5 注意接地引脚 (06) 2.3 LM324 运算放大器 (06)

2.3.1 LM324 的简介 (06) 2.3.2 LM324 引脚图 (06) 第三章:热电偶测温系统的调试 3.1 调试的方法 (07) 3.2 注意事项 (07) 3.3 实验数据 (07) 3.3.1 温度上升时的数据 (07) 3.3.2 问的下降时的数据 (08) 实训总结 (09) 附录 (10) 第一章 实验的目的及原理 1.1 实验目的 1)了解热电偶测温的原理、方法及应用,注意事项。 2)了解热电偶测温系统的焊接方法及注意事项。 3)了解热电偶测温系统的调试方法及注意事项。 4)了解一些A/D转换芯片(ICL7107、DH7107GP、ICL7106、DH7106)。 1.2 实验原理 由热电偶热电效应产生的电流经电路处理转变成电压信号,并经过二级放大,放大至正比与温度的电压,送至ICL7107 31#脚,最后由数码管显示热电偶测量到的温度值。

热电偶测温原理

热电偶测温原理 教育知识 热电偶测温原理与检定 前言 热电偶是热电效应理论的具体应用,它在温度测量中得到了广泛的应用。热电偶具有结构简单,容易制造,使用方便和测量精度高等优点。 本论文阐述了热电偶的测温原理、热电偶的安装使用方法以及热电偶检定等方面,特别重点讨论了热电偶的测温原理和检定方法,以便能重点突出本论文的写作目的及观点。通过撰写此论文,使自己能更进一步地掌握和熟悉这些关于热电偶的知识点,为以后在工作岗位上的实践和对热电偶进一步的讨论中打下坚实而有力的基础。 撰写人:王彭 2006年1月12日 摘要:热电偶的测温原理是将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路。当导体A和B之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 关键词:原理,使用,检定,实例 热电偶测温原理与检定 第一章热电偶测温原理及正确使用 第一节热电偶的测温原理 在1821年德国医生塞贝克在实验中发现热电效应以来,经珀尔帖、汤姆逊以及开尔文等科学家的大量研究,热电效应理论得到了不断的发展,并日趋完善。热电偶是热电效应的具体应用之一,它在温度测量中得到了广泛的应用,热电偶具有结构简单、容易制造、使用方便和测量精度高等优点。可用于快速测温、点温测量和表面测量等,但是热电偶也存在着不足的地方,如使用的参考端温度必须恒定,否则将歪曲测量结果;在高温或长期使用中,因受被测介质或气氛的作用(如氧化、还原等)而发生劣化,降低使用寿命。尽管如此,热电偶

仍在工业生产和科研活动中起着举足轻重的作用。下面我们从三个热电效应的阐述中来讨论热电偶的测温原理。 一、塞贝克效应和塞贝克电势 热电偶为什么能用来测量温度呢?这就是从热能和电能的相互转化的热电现象说起。在1821年,塞贝克通过实验发现一对异质金属A、B组成的闭合回路(如图1—1)中,如果对接点a加热,那么,a,b两接点的温度就会不同,温度不同,就会有电流产生,使得接在电路中的电流表发生偏转。这一现象现今称为温差电效应或塞贝克效应,相应的电势称为温差热电势或塞贝克电势,它在热电偶回路中产生的电流称为热电流。A、B称为热电极,接点a是用焊接的方法连接一起的,测温时,将它置于被测温度场中,称为测量端或者工作端,接点b一般要求恒定在某一温度称为参考端或自由端。 A A T a b T0 图1—1塞贝克效应示意图 不同的导体材料的电子密度不同,即使相同的导体材料,温度不同,其电子密度也不相同,当异质金属A、B组成闭合回路,由于接点a、b的温度不同(设T>T0),则同一导体温度高的地方自由电子密度大,温度低的地方自由电子密度小,即NA,T>NA,T0;NB,T>NB,T0。由于两金属导体的自由电子密度不同(设NA,T>NB,T;NA,T0>NB,T0),所以在闭合回路中,自由电子密度大的要向自由电子密度小的区域扩散,这样在回路中就产生了“净”电荷流动,即回路中有电动势eAB,这就是产生塞贝克电动势原因。实验证明,当热电极材料一定后,则热电势仅与两接点的温度有关,即: dEAB(T,T0)=SABdT (1—1) 式中:SAB——热电势率或塞贝克系数,其随热电极材料和两接点温度而定。 当两接点的温度分别为T,T0时,回路的热电势为: EAB(T,T0)= SABdT=eAB (T)- eAB (T0) (1—2) 式中:eAB (T),eAB (T0)——接点a,b的分热电势或分塞贝克电势 式(1—2)中角标A、B表示不同的热电极材料,按正极写在前,负极写在后的顺序排列。当温度T>T0时,eAB(T)与总电动势的方向一致,eAB (T0)与总热电动势的方向相反。如果接点的分热电势角标颠倒,它不会改变分热电势的大小,而改变热电势的方向,即: eAB (T0)=- eBA(T0) (1—3) 代入式(1—2)得: EAB(T,T0)= eAB (T)+ eBA(T0) (1—4) 由此可知,热电偶回路的总热电动势的大小仅与热电极的材料和两接点的温度有关,与热电极中间温度分布无关。 对于已定的热电偶,当其参考端温度T0恒定时,eAB(T0)为一常数,则热电势EAB(T,T0)仅是测量端温度的函数,即:

基于单片机的热电阻温度检测

温度是一个非常重要的物理量,因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、产品产量等一系列问题。因此对温度的检测的意义就越来越大。温度采集控制系统在工业生产、科学研究和人们的生化领域中,得到了广泛应用。在工业生产过程中,很多时候都需要对温度进行严格的监控,以使得生产能够顺利的进行,产品的质量才能够得到充分的保证。使用自动温度控制系统可以对生产环境的温度进行自动控制,保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行,从而提高企业的生产效率。本课程设计采用金属热电阻温度计进行测温,工业中常采用三线制接法,尤其是在测温范围窄,导线长,架设铜导线途中温度发生变化等情况。并通过ADC0809模数转换后经单片机送显示。 关键词:热电阻 ADC0809 AT89C52 显示

引言 (1) 一.系统原理及原理图 (1) 1.系统原理 (1) (1)温度检测与处理 (1) (2)模数转换 (2) (3)温度显示 (2) 2.系统原理图 (2) 二.温度检测模块的设计 (2) 1.电阻温度计简介 (2) 2.温度检测及信号处理 (3) 三.模数转换 (3) 1.模数转换简介 (3) 2.ADC0809简介…………………………………………4. 3.单片机与ADC0809的连接 (4) 四.显示及声光报警电路 (5) 五.系统总电路图 (6) 六.总结 (8) 体会 (9) 参考文献 (10)

引言 自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着极其广泛的应用,温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着单片机技术的飞速发展,通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如:在冶金工业、化化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行监测和控制。采用MCS-51单片机对温度进行控制,不仅具有控制方便、组太简单和灵活性大等优点,而且可以把幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。因此,单片机对温度的控制问题是一个工业中经常会遇到的问题。温度控制在我们的日常生活中是非常有用的,我们利用温度控制来更好的为我们的生活工作所服务,随着单片机行业的迅速发展,将会有更好的温度控制仪的出现。一.系统原理及原理图 1.系统原理 该电阻温度检测系统由三部分组成:温度检测与处理,模数转换,温度显示。(1)温度检测与处理 电阻式温度计是利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。当被测介质中有温度阶梯存在时,所所测得温度是感温元件所在范围介质中的平均温度。尽管导体或半导体材料的电阻值对温度的变化都有一定的依赖关系,但适用于制作温度检测元件的并不多,作为热电阻必须满足以下要求: ①要有尽可能大而且稳定的电阻温度系数 ②电阻率要大,以便在同样灵敏度下减小元件的尺寸 ③电阻随温度变化要有单值函数关系,最好呈线性关系 ④在电阻的使用温度范围内,其化学和物理性能稳定,在加工时要有较好的工艺性 ⑤材料要易于提纯,要能分批复制而不改变其性能,要有良好的相互互换性

热电偶测量温度原理.

1、2两点的温度不同时,回路中就会产生热电势,因而?就有电流产生,电流表就会?发生偏转,这一现象称为热?电效应(塞贝克效应),产生的电势、电流分别叫热电?势、热电流。 热电偶温度计属于接触式温度测量仪表。是根据热电效应即塞贝克效应原理来测量温度的,是温度测量仪表中常用的测温元件。将不同材料的导体A、B接成闭合回路,接触测温点的一端称测量端,一端称参比端。若测量端和参比端所处温度t和t0 不同,则在回路的A、B之间就产生一热电势EAB(t,t0 ),这种现象称为塞贝克效应,即热电效应。EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0 而变,这种回路称为原型热电偶。在实际应用中,将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处,而将参比端分开,用导线接入显示仪表,并保持参比端接点温度t0稳定。显示仪表所测电势只随被测温度而t变化。 第一节热电偶的测温原理 在1821年德国医生塞贝克在实验中发现热电效应以来,经珀尔帖、汤姆逊以及开尔文等科学家的大量研究,热电效应理论得到了不断的发展,并日趋完善。热电偶是热电效应的具体应用之一,它在温度测量中得到了广泛的应用,热电偶具有结构简单、容易制造、使用方便和测量精度高等优点。可用于快速测温、点温测量和表面测量等,但是热电偶也存在着不足的地方,如使用的参考端温度必须恒定,否则将歪曲测量结果;在高温或长期使用中,因受被测介质或气氛的作用(如氧化、还原等)而发生劣化,降低使用寿命。尽管如此,热电偶仍在工业生产和科研活动中起着举足轻重的作用。下面我们从三个热电效应的阐述中来讨论热电偶的测温原理。 一、塞贝克效应和塞贝克电势 热电偶为什么能用来测量温度呢?这就是从热能和电能的相互转化的热电现象说起。在1821年,塞贝克通过实验发现一对异质金属A、B组成的闭合回路(如图1-1)中,如果对

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