热电偶温度传感器课程设计

毕业设计文献翻译热电偶温度传感器Thermocouple Temperatur sensor

Thermocouple Temperatur sensor

Introduction to Thermocouples

The thermocouple is one of the simplest of all sensors. It consists of two wires of dissimilar metals joined near the measurement point. The output is a small voltage measured between the two wires.

While appealingly simple in concept, the theory behind the thermocouple is subtle, the basics of which need to be understood for the most effective use of the sensor.

Thermocouple theory

A thermocouple circuit has at least two j

热电偶传感器的原理与发展应用

温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程都与温度密切相关。常用的温度传感器有热电偶、热电阻传感器等。热电偶传感器是目前测温度中应用最广泛的热电式传感器，其中热电偶温度传感器是工业上最常用的温度检测元件。热电偶传感器属于自发电型传感器，测量时可以不需外加电源，可直接驱动动圈式仪表直接与被测对象接触，不受中间介质的影响，其具有结构简单，制造方便，测温范围宽，热惯性小，准确度高，输出信号便于远传等优点。鉴于上述优点，热电偶传感器在工业温度测量检测与控制系统中得到广泛的应用。

2 热电偶传感器的种类

常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所谓标准热电偶是指按照国家标准，确定了其热电势与温度的关系，有统一标准的分度表。而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。通常所说的热电偶指的是标准热电偶，而在工业测量中使用得最多的标准热电偶主要有E （镍铬铜镍）、K （镍铬.镍硅）、J（铁一铜镍）、T（铜一铜镍）四种类型。每种热电偶材料都有常用的测温范围，如最常用的K型热电偶，其覆盖测量温区为；270～1370℃，常使用的温度范围为0～600。

3 热电偶传感器的应

电子设计基础II温度传感器设计报告

组 员：肖 勃 2011112158

郭 鹏 2011148116 贾永天 2011109101

完成日期： 2013-4-20

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一、设计要求

热源 测量头 被测量

热信号 热学 系统 热元件 电参量 信号 电子测 量电路 可用信号 图一温度传感器基本结构 温度传感器是一种依靠被测物与热元件和温度之间的关系，来达到测量目的的，因此光电传感器的热源扮演着很重要的角色，温度传感器的电源要是一个恒温电源，电源稳定性的设计至关重要，电源的稳定性直接影响到测量的准确性。

二、工作原理

温度传感器DS18B20从设备环境的不同位置采集温度，单片机AT89S51 获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备 (压缩制冷器)，当采集的温度经处理后低于设定温度的下时,单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备(加热器)。

当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度

东北石油大学

课 程 设 计

课 程 传感器课程设计

题 目 热电阻测温系统设计 院 系 电气信息工程学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师

任务书

课程 传感器课程设计 题目 热电阻测温系统设计 专业 姓名 学号 主要内容：

热电阻的特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精度最高。此次设计主要是利用铂热电阻的特性设计测温系统。常用电桥作热电阻的测量电路，其中可设计二线式、三线式、四线式电桥连接测量电路来高精度的测量温度。同时我们还可以利用A/D转换器将温度信号转换成电压或电流来实现温度测量。 基本要求:

1、按照实验原理：以获得被测量温

1、简述热电偶与热电阻的测量原理的异同。 答：(1). 相同点：都能测温度且只能直接测温度量

(2). 不同点：热电阻传感器原理为阻值大小变化对应温度变化，而热电偶

传感器为热电动势大小变化对应温度变化

2、设一热电偶工作时产生的热电动势可表示为EAB(t , t0)，其中A、B、t、t0各代表什么意义？ t0在实际应用时常应为多少？ 答：A、B——两热电极

T——热端温度，即被测温度 t0————冷端温度 t0常应为0℃

3、用热电偶测温时，为什么要进行冷端补偿？冷端补偿的方法有哪几种？ 答：因工作现场常常缺乏使热电偶传感器的冷端保持在0℃的条件

4、热电偶在使用时为什么要连接补偿导线？

答：因为在使用热电偶测温时，必须将热电偶的参考端温度保持恒定，但在现场使用时，热电偶参考端往往处于高温热源附近，必须将它远离热源，移动到温度较为稳定的场所，又因补偿导线在规定使用温度范围内具为与热电偶相同的温度—热电势关系，因而它可以起到延长热电偶的作用，所以热电偶在使用时要连接补偿导线

5、什么叫测温仪表的准确度等级？

答：测温仪表的准确度等级是指测温仪表准确度的数字部分，也就是仪表的准确度去掉百分

K型热电偶温度测量实验

一、实验目的：

1、通过本实验了解热电偶测温的基本原理以及热电偶的基本构造。

二、实验原理：

1、热电偶测温原理：

热电偶由两个不同材质的金属材料焊接而成，焊接端称为热端，非焊接端为自由的两金属导体称为冷端。如果将热端置于与冷端有温度差的地方，将在冷端两导体上产生（热）电势。电势的大小取决于冷热端间的温度差和所采用的金属材料。这就是热电偶测温的基本原理。但需要说明的是热电势的数值通常很小，每度只有数十微伏，并且热电势在整个测温的范围内一般是非线性的。因此，要在测温电路中进行必要的冷端补偿和非线性补偿。

2、应用介绍：

热电偶和热电阻同是工业测温的常用元件，相对于热电阻来说，热电偶的测量温度范围较宽：－200～1200℃，结构上也较为坚固，但使用时需要冷端补偿，需要铺设专用的补偿导线。工业现场中，常用于测量温度较高的介质：如蒸汽、高温水等。而热电阻的常用测量范围是－200～400℃，使用时也相对简单，不需要铺设专用的补偿导线，也不需要进行冷端补偿。

3、实验用热电偶：

本实验中所使用的热电偶材料是镍铬—镍硅，热电偶的分度号是K，一般简称K型电偶。常用于测量0～600℃范围内的介质。冷端补偿所使用的热电阻是铂电阻Pt1000；热电偶在接入电

学院：职业技术学院 姓名： 学号： 专业及班级：

课程名称：传感器原理及其应用 设计名称：接触燃烧式气体传感器设计 指导老师： 时间：

目录

一、设计要求

二、设计原理

三、设计步骤

四、设计心得

一、设计要求：

1、功能与用途：

接触燃烧式气体传感器是煤矿瓦斯检测的主要传感器，这种传感器的应用对减少和避免矿井瓦斯爆炸事故，保障煤矿安全生产发挥了重要的作用。 2、指标要求：

对于可燃性气体爆炸下限以下浓度的气体含量，其输出信号接近线性；

每个气体成分的相对灵敏度与相对分子质量或分子燃烧热成正比；

对不可燃气体没有反应，只对可燃性气体有反应； 不受水蒸气的影响。

二、设计原理：

当易燃气体（低于LEL——下限爆炸浓度）接触这种被催化物覆盖的传感器表面时会发生氧化反应而燃烧，故得名接触燃烧式传感器，也可称为催化燃烧式传感器。传感器工作温度在高温区，目的是使氧化作用加强。气体燃烧时释放出热量，导致铂丝温度升高，使铂丝的电阻阻值发生变化。将铂丝电阻放在一个电桥电路中，测量电桥的输出电压即可反应出气体的浓度。

接触燃烧式传感器由加热器、催化剂和热量感受器三要素组成。它有两种形式：一种是用裸铂金丝作气体成分传感器件，催化剂涂在铂丝表面，铂丝线圈本身既是加热

课程设计 传感器与

检测技术

课程设计报告班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩：

电子与信息工程学院温度监控装置

摘要

当前，电子技术已经广泛应用于社会生活生产中，电子技术俨然成为了我们日常生活的必备技术，作为电子信息领域的一员无疑电子技术对我们的专业课学习至关中重要，通过对《数字电子技术基础》，《模拟电子技术基础》等课程的学习，经过不懈的探讨努力，最终完成了课程设计的任务的制作。

温度检测报警系统也是在日常生活和工业应用非常广泛的工具，能实时采集周围的温度信息进行显示，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。

某些车间或实验室，都会对温度有一定的要求，尤其是夏天温度太高，对工作人员的身体和仪器设备都有一定的影响，因此，需要对温度进行控制，当温度高于某一值时，就必须驱动冷风将其降温，同时进行报警。这次课程设计任务利用AT89C52芯片完成一个温度报警，显示，的制作。本设计中充分展示了模拟电子技

第1章 绪论

1.1 汽车防盗报警系统设计目的和意义

汽车防盗系统，是指防止汽车本身或车上的物品被盗所设的系统。它由电子控制的遥控器或钥匙、电子控制电路、报警装置和执行机构等组成。最早的汽车门锁是机械式门锁，只是用于汽车行驶时防止车门自动打开而发生意外，只起行车安全作用，不起防盗作用。随着社会的进步、科学技术的发展和汽车保有量的不断增加，后来制造的轿车、货车车门都上装了带钥匙的门锁。这种门锁只控制一个车门，其他车门是靠车内门上的门锁按钮进行开启或锁止。为了更好的发挥防盗作用，有的车上还装有一个转向锁。转向锁是用来锁车的转向轴的。转向锁与点火锁设在一起，安装在转向盘下，它是用钥匙来控制。即点火锁切断点火电路使发动机熄火后，将点火钥匙再左旋至极限位置的挡位，锁舌就会伸出嵌入转向轴槽内，将汽车转向轴机械性的锁止。即使有人将车门非法打开并起动发动机，由于转向盘被锁止，汽车不能实现转向，故不能将汽车开走，于是起到了汽车的防盗作用。有的汽车设计和制造时就没有转向锁，而是用另外一个所谓的拐杖锁锁止的转向盘，使转向盘不能转动，也可起到防盗作用。有的汽车在变速器上设有机械锁，是将变速器操纵杆锁止，使盗窃者不能挂挡而使汽车不能移动。点火开关是用来接通或断开发动

实验一 热电偶的校验

一、预习内容：

熟悉热电偶的测温原理及中间温度定律，掌握热电偶的校验方法。

二、实验目的：

1、了解工业用热电偶的结构及测量端的形状、特征。 2、学会正确使用校验中的仪器仪表。 3、掌握热电偶校验及数据处理方法。

三、实验基本原理：

热电偶使用一段时间后，测量端由于氧化腐蚀和高温下的再结晶等原因，其热电特性会发生变化，因而产生测量误差，为了确保热电偶测温精确度，必须对热电偶进行校验。

本实验采用比较法进行校验，将标准铂铑-铂热电偶与被校热电偶捆扎起来，放入管式加热炉中心，为了确保标准热电偶与被校热电偶的测量端的温度尽量相同，加热炉高温区域内放有钻孔的耐高温镍块套。

双极性比较法实验装置如图1所示。此方法直接测量标准热电偶与被校热电偶的热电势，通过比较、换算，最后确定被校热电偶的示值误差。

此方法的优点是测量直观，被校热电偶和标准热电偶可以是不同的类型；其缺点是对炉温的稳定性要求较高，为此，本实验附有一套炉温控制器，以稳定的检定炉内的温度，确保在一个温度校验点的测量时间内，检定炉内温度变化不超过±0.5℃。否则将带来较大的测量误差。

四、实验设备：

管式加热炉一台、炉温控制器一套、冰点恒温器一个、直流电位差计一