温度传感器按检测原理分有:基于气体、液体热膨胀的压力式温度传感器和基于固体热膨胀变形的双金属片温度传感器;基于电阻温度系数的热电阻型温度传感器;基于热电势的热电偶型传感器等。 铜热电阻、铂热电阻、热电偶和热敏电阻是动力装置温度测量与监视系统常用的元件。 1.铜热电阻:在-50℃~150℃范围内,其电阻值随温度t呈线性关系变化,即R:=R0(1+at)。R为0℃时的公称值,一般为1000或500。因铜热电阻高温易于氧化,使用时一般不超过100℃。船上常用于监控冷却系统的温度(40℃~60℃)。将铜热电阻作为电桥的一臂可构成热电阻温度传感器。 2.铂热电阻:铂电阻的物理化学稳定性好、准确度高,在国际实用温标(IPTS-68)中规定,在-259.34℃~630.74℃范围内以铂电阻温度计为标准仪器。铂也常用来作成标准热电阻和工业用热电阻。 3.热电偶:热电偶具有简单、可靠、精度高、可测高温和远距离传送温度信号等优点。常用来检测箱体内、管路内的液体、蒸汽和气体介质的温度以及固体材料表面的温度。不同型号的热电偶其长期工作的温度范围不完全一样,大致在一200℃~900℃范围。 (1)铂铑10-铂热电偶,分度号S型,贵金属热电偶,精密测量,测温范围0~1600℃; (2)镍铬-镍硅热电偶,分度号K型,廉金属热电偶,测温范围0~1300℃; (3)镍铬-康铜热电偶,分度号E型,廉金属热电偶,测温范围-200℃~900℃。 普通工业用热电偶的结构:金属丝热电极、隔离热电极的绝缘材料、金属或非金属的保护管套及接线盒组装成一体。若绝缘材料发生漏电或短路,将引入测量误差或无法测量。 
图2 热电偶冷端补偿电路 热电偶是基于热电效应原理将温度直接转换为毫伏级电压的转换元件。普通热电偶是由两种不同材料的金属丝A极和B极两端烧结在一起形成的闭合回路,如图1所示,两个结点之一置于温度为t的被测介质中,称为测量端或热端;另一端保持恒定温度t0,称为参考端或冷端。只要两个结点的温度不同,在A、B回路中便产生热电势E(t,t0),即 其中eAB(t)和eAB(t0)分别为两个结点的接触电势,接触电势的大小只与两种材料的性质和结点温度有关。当两种材料一定、且冷端保持温度恒定时,则它所产生的热电势E(t,t0)将随被测温度花的升降而升降,能产生毫伏级的直流电压信号,因而它有+、一极性。它的热电势及其极性可用仪表测量,测量仪表可直接指示温度,成为热电偶温度计。也可将热电势作为温度信号传送给温度记录仪或其他温度监控设备。 热电偶传感器:通常由热电偶、冷端补偿导线和冷端温度补偿电桥组成。 补偿导线的作用:热电偶本身尺寸小,故冷端温度易受热源温度的影响而不能保持恒定,补偿导线的作用就是将热电偶的冷端延伸移到远离热源的恒温处,以避免因冷端温度不能保持恒定而造成测量误差。补偿导线的热特性和联接极性必须与热电偶的相一致(通常红色补偿线为(+)极线),如果补偿线联接不正确反而会造成更大的测量误差。 温度补偿电路的作用:为使冷端温度在任何环境温度下都保持在规定的标准温度0℃,热电偶需要串联一个冷端温度补偿电桥,如图2所示。其温度补偿原理如下:热电偶产生的热电势E(t,t0)将随冷端温度t0的升高而减小,因而不能正确反映实际被测温度。 不平衡电桥的电阻R1、R2、R3基本不随温度而变,铜热电阻RC与热电偶冷端处于同一温度t0下,Rcu随t0的增加而增大,从而使电桥对角电压Ua也相应的增加(参见第一章电桥公式),Un与热电偶的热电势E(t,t0)串联相加,从而补偿了因t0变化对热电势的影响。
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