欧美另类日韩中文色综合,天堂va亚洲va欧美va国产,www.av在线播放,大香视频伊人精品75,奇米777888,欧美日本道免费二区三区,中文字幕亚洲综久久2021

熱電偶傳感器習題

時間:2023-05-01 12:55:15 資料 我要投稿
  • 相關(guān)推薦

熱電偶傳感器習題

第5章 熱電偶傳感器習題答案

1.什么是金屬導體的熱電效應?試說明熱電偶的測溫原理。

答:熱電效應就是兩種不同的導體或半導體A和B組成一個回路,其兩端相互連接時,只要兩結(jié)點處的溫度不同,回路中就會產(chǎn)生一個電動勢,該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關(guān)。熱電偶測溫就是利用這種熱電效應進行的,將熱電偶的熱端插入被測物,冷端接進儀表,就能測量溫度。

2.試分析金屬導體產(chǎn)生接觸電動勢和溫差電動勢的原因。

答:當A和B兩種不同材料的導體接觸時,由于兩者內(nèi)部單位體積的自由電子數(shù)目不同(即電子密度不同),因此,電子在兩個方向上擴散的速率就不一樣,F(xiàn)假設導體A的自由電子密度大于導體B的自由電子密度,則導體A擴散到導體B的電子數(shù)要比導體B擴散到導體A的電子數(shù)大。所以導體A失去電子帶正電荷,導體B得到電子帶負電荷,于是,在A、B兩導體的接觸界面上便形成一個由A到B的電場。該電場的方向與擴散進行的方向相反,它將引起反方向的電子轉(zhuǎn)移,阻礙擴散作用的繼續(xù)進行。當擴散作用與阻礙擴散作用相等時,即自導體A擴散到導體B的自由電子數(shù)與在電場作用下自導體B到導體A的自由電子數(shù)相等時,便處于一種動態(tài)平衡狀態(tài)。在這種狀態(tài)下,A與B兩導體的接觸處就產(chǎn)生了電位差,稱為接觸電動勢。對于導體A或B,將其兩端分別置于不同的溫度場t、t0中(t> t0)。在導體內(nèi)部,熱端的自由電子具有較大的動能,向冷端移動,從而使熱端失去電子帶正電荷,冷端得到電子帶負電荷。這樣,導體兩端便產(chǎn)生了一個由熱端指向冷端的靜電場。該電場阻止電子從熱端繼續(xù)跑到冷端并使電子反方向移動,最后也達到了動態(tài)平衡狀態(tài)。這樣,導體兩端便產(chǎn)生了電位差,我們將該電位差稱為溫差電動勢。

3.簡述熱電偶的幾個重要定律,并分別說明它們的實用價值。

答:一是勻質(zhì)導體定律:如果熱電偶回路中的兩個熱電極材料相同,無論兩接點的溫度如何,熱電動勢為零。根據(jù)這個定律,可以檢驗兩個熱電極材料成分是否相同,也可以檢查熱電極材料的均勻性。

二是中間導體定律:在熱電偶回路中接入第三種導體,只要第三種導體的兩接點溫度相同,則回路中總的熱電動勢不變。它使我們可以方便地在回路中直接接入各種類型的顯示儀表或調(diào)節(jié)器,也可以將熱電偶的兩端不焊接而直接插入液態(tài)金屬中或直接焊在金屬表面進行溫度測量。

三是標準電極定律:如果兩種導體分別與第三種導體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢已知,則由這兩種導體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢也就已知。只要測得各種金屬與純鉑組成的熱電偶的熱電動勢,則各種金屬之間相互組合而成的熱電偶的熱電動勢可直接計算出來。

四是中間溫度定律:熱電偶在兩接點溫度t、t0時的熱電動勢等于該熱電偶在接點溫度為t、tn和tn、t0時的相應熱電動勢的代數(shù)和。中間溫度定律為補償導線的使用提供了理論依據(jù)。

4.試述熱電偶冷端溫度補償?shù)膸追N主要方法和補償原理。

答:熱電偶冷端溫度補償?shù)姆椒ㄖ饕校阂皇抢涠撕銣胤。這種方法將熱電偶的冷端放在恒溫場合,有0℃恒溫器和其他恒溫器兩種;二是補償導線法。將熱電偶的冷端延伸到溫度恒定的場所(如儀表室),其實質(zhì)是相當于將熱電極延長。根據(jù)中間溫度定律,只要熱電偶和補償導線的二個接點溫度一致,是不會影響熱電動勢輸出的;三是計算修正法。修正公式為:

四是電橋補償法。利用不平衡電橋產(chǎn)生的電動勢補償熱EAB(t,t0)?EAB(t,t1)?EAB(t1,t0);

電偶因冷端波動引起的熱電動勢的變化,工作原理如下圖所示。

t圖中,e為熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢,U為回路的輸出電壓;芈分写恿艘粋補償電橋。R1~R5及RCM均為橋臂電阻。RCM是用漆包銅絲繞制成的,它和熱電偶的冷端感受同一溫度。R1~R5均用錳銅絲繞成,阻值穩(wěn)定。在橋路設計時,使R1=R2,并且R1、R2的阻值要比橋路中其他電阻大得多。這樣,即使電橋中其他電阻的阻值發(fā)生變化,左右兩橋臂中的電流卻差不多保持不變,從而認為其具有恒流特性。線路設計使得I1=I2=I/2=0.5mA。

回路輸出電壓U為熱電偶的熱電動勢e、橋臂電阻RCM的壓降URCM及另一橋臂電阻R5的壓降UR5三者的代數(shù)和:

U?e?URCM-UR5

當熱電偶的熱端溫度一定,冷端溫度升高時,熱電動http://www.lotusphilosophies.com/news/55A87A8D814E41AC.html勢將會減小。與此同時,銅電阻RCM的阻值將增大,從而使URCM增大,由此達到了補償?shù)哪康摹?/p>

自動補償?shù)臈l件應為

?e?I1RCM??t

5.用鎳鉻-鎳硅(K)熱電偶測量溫度,已知冷端溫度為40℃,用高精度毫伏表測得這時的熱電動勢為29.188mV,求被測點的溫度。

解:由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表查出E(40,0)=1.638mV,根據(jù)式(5-2-1)計算出

E(t,0)?(29.188?1.638)mV?30.826mV

再通過分度表查出其對應的實際溫度為

t?700?(30.826-29.129)?100?740.9℃ 33.275?29.129

6.已知鉑銠10-鉑(S)熱電偶的冷端溫度t0=25℃,現(xiàn)測得熱電動勢E(t,t0)=11.712mV,求熱端溫度是多少度?

解:由鉑銠10-鉑熱電偶分度表查出E(25,0)=0.161mV,根據(jù)式(5-2-1)計算出

E(t,0)?(11.712?0.161)mV?11.873mV

再通過分度表查出其對應的實際溫度為

t?1200?(11.873-11.851)?100?1216.8℃ 13.159?11.851

7.已知鎳鉻-鎳硅(K)熱電偶的熱端溫度t=800℃,冷端溫度t0=25℃,求E(t,to)是多少毫伏?

解:由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表可查得E(800,0)=33.275mV,E(25,0)=1.024 mV,故可得 E(800,5)=33.275-1.024=32.251mV

8.現(xiàn)用一支鎳鉻-康銅(E)熱電偶測溫。其冷端溫度為30℃,動圈顯示儀表(機械零位在0℃)指示值為400℃,則認為熱端實際溫度為430℃,對不對?為什么?正確值是多少? 解:不對,因為儀表的機械零位在0℃,正確值為400℃。

9.如圖5.14所示之測溫回路,熱電偶的分度號為K,毫伏表的示值應為多少度? 答:毫伏表的示值應為(t1-t2-60)℃。

10.用鎳鉻-鎳硅(K)熱電偶測量某爐溫的測量系統(tǒng)如圖5.15所示,已知:冷端溫度固定在0℃,t0=30℃,儀表指示溫度為210℃,后來發(fā)現(xiàn)由于工作上的疏忽把補償導線A?和B?,相互接錯了,問:爐溫的實際溫度t為多少度?

解:實際溫度應為270℃,因為接反后不但沒有補償?shù),還抵消了30℃,故應該加上60℃。

2

圖5.14 圖5.15

【熱電偶傳感器習題】相關(guān)文章:

液體火箭發(fā)動機試驗熱電偶傳感器測量工藝05-02

熱電偶的補償導線問題04-12

焊錫對熱電偶測溫誤差影響分析05-01

傳感器的論文05-01

再談傳感器04-30

手機傳感器的作用03-14

生物傳感器04-27

什么是傳感器類型04-26

什么是傳感器像素04-26

MARKVI控制系統(tǒng)中熱電偶信號的處理分析04-28