《CH热电式传感器-《传感器与检测技术(第版)》习题及解答(共21页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《CH热电式传感器-《传感器与检测技术(第版)》习题及解答(共21页).doc(21页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上第8章 热电式传感器一、单项选择题1、热电偶的基本组成部分是( )。A. 热电极 B. 保护管C. 绝缘管 D. 接线盒2、在实际应用中,用作热电极的材料一般应具备的条件不包括( )。A. 物理化学性能稳定 B. 温度测量范围广C. 电阻温度系数要大 D. 材料的机械强度要高3、为了减小热电偶测温时的测量误差,需要进行的温度补偿方法不包括( )。A. 补偿导线法 B. 电桥补偿法C. 冷端恒温法 D. 差动放大法4、用热电阻测温时,热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( )。A接线方便 B. 减小引线电阻变化产生的测量误差C. 减小桥路中其它电阻对热电阻的影响 D.
2、减小桥路中电源对热电阻的影响5、目前,我国生产的铂热电阻,其初始电阻值有( )。A30W B50WC100W D40W6、我国生产的铜热电阻,其初始电阻R0为( )。A50 B100C10 D407、目前我国使用的铂热电阻的测量范围是( )A200850 B50850C200150 D2006508、我国目前使用的铜热电阻,其测量范围是( )。A200150 B0150C50150 D506509、热电偶测量温度时( )A. 需加正向电压 B. 需加反向电压C. 加正向、反向电压都可以 D. 不需加电压10、热敏电阻测温的原理是根据它们的( )。A伏安特性 B热电特性C标称电阻值 D测量功率1
3、1、热电偶中热电势包括( )A感应电势 B补偿电势C接触电势 D切割电势12、用热电阻传感器测温时,经常使用的配用测量电路是( )。A交流电桥 B差动电桥 C直流电桥 D. 以上几种均可13、一个热电偶产生的热电势为E0,当打开其冷端串接与两热电极材料不同的第三根金属导体时,若保证已打开的冷端两点的温度与未打开时相同,则回路中热电势( )。A增加 B减小C增加或减小不能确定 D不变14、热电偶中产生热电势的条件有( )。A两热电极材料相同 B两热电板材料不同C两热电极的几何尺寸不同 D两热电极的两端点温度相同15、利用热电偶测温时,只有在( )条件下才能进行。A分别保持热电偶两端温度恒定 B保
4、持热电偶两端温差恒定C保持热电偶冷端温度恒定 D保持热电偶热端温度恒定16、通常用热电阻测量( )。A电阻 B扭矩 C温度 D流量17、实用热电偶的热电极材料中,用的较多的是( )。A纯金属 B非金属 C半导体 D合金18、工程(工业)中,热电偶冷端处理方法不包括( )。A热电势修正法 B温度修正法C0恒温法 D补偿导线法19、下列关于热电偶传感器的说法中,( )是错误的。A.热电偶必须由两种不同性质的均质材料构成B.计算热电偶的热电势时,可以不考虑接触电势C.在工业标准中,热电偶参考端温度规定为0D.接入第三导体时,只要其两端温度相同,对总热电势没有影响20、在实际的热电偶测温应用中,引用测
5、量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪个基本定律( )。A. 中间导体定律 B. 中间温度定律C. 标准电极定律 D. 均质导体定律21、热电偶温度计采用补偿导线的目的是为了( )A节省热电偶的长度 B. 避免使用冷端补偿 C. 可以直接使用分度表 D. 降低成本22、热电阻的引线电阻对测量结果有较大影响,采用( )引线方式测量精度最高。A两线制 B三线制C四线制 D五线制23、下列方法中,不属于热电偶的冷端温度补偿法的是( )A补偿导线法 B冷端恒温法C电桥补偿法 D热端温度校正法24、温度传感器是一种将温度变化转换为( )变化的装置。A.电流 B.电阻 C.电压 D.电量25、自19世纪
6、发现热电效应以来,热电偶被越来越广泛地用来测量( )范围内的温度,根据需要还可以用来测量更高或更低的温度。A.1001300 B.1001200 C.1001100 D.100100026、下面对热电极极性阐明正确的是( )。 A.测量端失去电子的热电极为负极,得到电子的热电极为正极。B.输出端失去电子的热电极为正极,得到电子的热电极为负极。C.测量端失去电子的热电极为正极,得到电子的热电极为负极。D.输出端失去电子的热电极为负极,得到电子的热电极为正极。27、对于热电偶冷端温度不等于( ),但能保持恒定不变的情况,可采用修正法。 A.20 B.0 C.10 D.528、采用热电偶测温与其它感
7、温元件一样,是通过热电偶与被测介质之间的( )。 A.热量交换 B.温度交换 C.电流传递 D.电压传递29、随着科学技术的发展,热电阻的应用范围已扩展到的( )超低温领域。同时在1000-1200温度范围内也有足够好的特性。A.110K B.115K C.15K D.120K30、测量钢厂钢水温度,一般采用( )热电偶A 铂铑铂铑 B 镍铬镍硅 C 铜铜镍31、工业上广泛应用热电阻作为( )范围的温度测量。A-50300 B1001300C300800 D-20050032、在高精度测量要求场合,热电阻测量电路应设计成( )A两线制 B三线制 C四线制二、多项选择题1、热电偶近年来被广泛采用
8、,以下属于热电偶具有的优点有:( ) A.结构简单 B.精度高 C.热惯性小D.可测局部温度和便于远距离传送与集中检测2、产生补偿电势的方法很多,下面属于补偿电势的方法有:( ) A.电桥补偿法 B.温度补偿法 C.结构补偿法 D.PN结补偿法3、以下热电偶属于标准化的热电偶的有:( ) A.铂铑10-铂热电偶 B.铂铑30-铂铑6热电偶 C.铁一康铜热电偶 D. 镍铬一考铜热电偶4、以下热电偶属于非标准化的热电偶的是:( ) A.铜一康铜热电偶 B.钨一钼热电偶 C.镍钴一镍铝热电偶 D.双铂钼热电偶5、半导体热敏电阻包括:( ) A.正温度系数热敏电阻 B.负温度系数热敏电阻 C.临界温度
9、系数热敏电阻 D.非温度系数热敏电阻6、热敏电阻的主要参数包括:( ) A.电阻温度系数 B.能量灵敏度 C.标称电阻值 D.耗散系数7、热电偶冷端温度补偿法有( )A.补偿导线法 B.三线制法C. 冷端恒温法 D.四线制法E. 冷端温度校正法8、下列关于热电偶热电势叙述正确的是()A热电势EAB(T,T0)是温度函数之差B热电势EAB(T,T0)是温度差的函数C接触电动势EAB(T,T0)大于温差电动势EA(T,T0)D接触电动势EAB(T,T0)小于温差电动势EA(T,T0)E热电势EAB(T,T0)是测量端温度的单值函数三、填空题1、 热电偶是将温度变化转换为 的测温元件;热电阻和热敏电
10、阻是将温度变化转换为 变化的测温元件。2、热电动势来源于两个方面,一部分由两种导体的 构成,另一部分是单一导体的 。3、由于两种导体 不同,而在其 形成的电动势称为接触电动势。4、接触电动势的大小与导体的 、 有关,而与导体的直径、长度、几何形状等无关。5、温差电动势的大小取决于 和 。6、热电偶的 与 的对照表,称为分度表。7、热电组丝通常采用双线并绕法的目的是为了 。8、热电阻是利用 的电阻值随温度变化而变化的特性来实现对温度的测量;热敏电阻是利用 的电阻值随温度显著变化这一特性而制成的一种热敏元件。9、工业和计量部门常用的热电阻,我国统一设计的定型产品是 和 。10、铜热电阻在一些测量精
11、度要求 ,且温度较低的场合,用来测量 范围的温度。11、按热电偶本身结构划分,有 热电偶,铠装热电偶、 热电偶。12、热敏电阻的阻值与 之间的关系称热敏电阻的热电特性,它是热敏电阻测温的基础。13、热电偶传感器是基于 工作的。14、工业和计量部门常用的热电阻,我国统一设计的定型产品是 热电阻和 热电阻。15、热电阻在电桥测量电路中的接法有: 制、 制和 制。16、采用热电阻作为测量元件是将 的测量转换为 的测量。17、不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路,如果两端温度不同,电路中会产生电动势,这种现象称 效应;若两金属类型相同两端温度不同,加热一端时电路中电动势E = 。18、补偿导线法常用
12、作热电偶的冷端温度补偿,它的理论依据是 定律。 19、两种均质金属组成的热电偶,其电势大小与热电极直径、长度及沿热电极长度上的 无关,只与热电极材料和 有关。20、电桥补偿法是用电桥的 去消除冷端温度变化的影响,这种装置称为 。21、一般恒温装置或补偿器距被测对象较远,需要很长的热电极把冷端引到这些装置中,这对于贵金属热电偶是很不经济的。可以用比较便宜的、在 温度范围内热电性质与工作热电偶相近的导线代替 。这种导线常称为延引电极、冷端延长线或 。22、当热交换达到平衡状态时,热电偶的测量端也就达到一个稳定的温度。但由于热量的散失,热电偶测量端的温度低于被测介质的温度,这时热电偶的显示误差称为
13、。23、常用的热电式传感元件有 、 和热敏电阻。24、热电式传感器是一种能将 变化转换为 变化的元件。25、在各种热电式传感器中,以将温度转换为 或 的方法最为普遍,例如热电偶是将温度变化转换为 的测温元件,热电阻和热敏电阻是将温度转换为 变化的测温元件。26、接触电动势的大小与 和 有关,而与导体的 、长度、 等无关;温差电动势的大小取决于 和 。27、如果热电偶两电极相同,则总热电动势始终为 ;如果热电偶两接点温度相同,回路中总电动势为 。28、热电偶冷端温度补偿方法有:补偿导线法; ; 、 。29、热电阻最常用的材料是 和 ,工业上被广泛用来测量 温区的温度,在测量温度要求不高且温度较低
14、的场合, 电阻得到了广泛应用。30、热电阻引线方式有3种,其中 适用于工业测量,一般精度要求场合; 适用于引线补偿,精度要求较低场合; 适用于实验室测量,精度要求高的场合。31、热敏电阻是利用 的电阻值随温度显著变化这一特性而制成的一种热敏元件,特点是 随温度显著变化。根据半导体电阻温度特性,热敏电阻可分为 、 和 。四、简答题1、什么是热电效应和热电动势?什么叫接触电动势?什么叫温差电动势?2、什么是热电偶的中间导体定律?中间导体定律有什么意义?3、什么是热电偶的标准电极定律?标准电极定律有什么意义?4、热电偶串联测温线路和并联测温线路主要用于什么场合,并简述各自的优缺点。5、目前热电阻常用
15、的引线方法主要有哪些?并简述各自的应用场合。6、 图2中的电桥是热电偶的冷端 电路。 图2中:Rt是 的铜线电阻。R1、R3、R4是 的锰铜线电阻。 图2中电路的作用是: 当 变化时,由 提供补偿,从而保证热电偶回路的输出不变。7、说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。8、热电偶冷端温度对热电偶的热电势有什么影响?为消除冷端温度影响可采用哪些措施?9、半导体热敏电阻的主要优缺点是什么? 10、热电阻传感器主要分为哪两种类型?它们应用在什么不同场合?11、说明热电偶测温原理。分析热电偶测温的误差因素,并说明减小误差的方法。12、试比较电阻温度计与热电偶温度计的异同点。13、要用热电偶来测量2点的
16、平均温度,若分别用并联和串联的方式。请简述其原理,指出这两种方式各自的优缺点是什么?14、请简单阐述一下热电偶与热电阻的异同。15、请简要说明一下什么是热电效应。16、请简述一下珀尔帖效应的原理。17、请简要阐明一下什么是汤姆逊效应。18、热电偶对热电极材料有哪些基本要求? 19、请简要说明一下热电阻的定义。 20、请简要叙述一下热敏电阻的优缺点及改进措施。 21、画图说明热电偶冷端补偿器的补偿原理22、热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿?补偿的方法有哪几种?23、试述热电偶与热电阻的基本测温原理。24、采用热电阻测量温度时,常用的引线方式主要有哪几种?试述这几种引线方式各自的特点及适用场合
17、。五、计算题1、铜热电阻的阻值Rt与温度t的关系可用式RtR0(1+t)表示。已知0时铜热电阻R0为50,温度系数为4.2810-3/,求当温度为100时的电阻值。2、已知分度号为S的热电偶冷端温度为t0=20,现测得热电势为11.710mV,求热端温度为多少度?3、已知分度号为K的热电偶热端温度t=800,冷端温度为t0=30,求回路实际总电势。4、现用一只铜-康铜热电偶测温,其冷端温度为30,动圈仪表(未调机械零位)指示320。若认为热端温度为350对不对?为什么?若不对,正确温度值应为多少? 5、一热敏电阻在0和100时,电阻值分别为200k和10k。试计算该热敏电阻在20时的电阻值。6
18、、下面是热电阻测量电路,试说明电路工作原理并计算A. 已知Rt是Pt100铂电阻,且其测量温度为T=50,试计算出Rt的值和Ra的值。B. 电路中已知R1、R2、R3和E,试计算电桥的输出电压VAB。其中(R1=10K,R2=5K,R3=10K,E=5伏)7、使用k型热电偶,基准接点为0、测量接点为30和900时,温差电动势分别为1.203mV和37.326mV。当基准接点为300,测温接点为9000时的温差电动势为多少? 8、使用镍铬-镍硅热电偶,其基准接点为30 ,测温接点为400时的温差电动势为多少?若仍使用该热电偶,测得某接点的温差电动势为10.275mV,则被测接点的温度为多少?镍铬
19、-镍硅热电偶分度表 (参考端温度为0)工作端温度/0102030405060708090热电动势/mV00.0000.3970.7981.2031.6112.0222.4362.8503.2663.6811004.0954.5084.9195.3275.7336.1376.5396.9397.3387.7372008.1378.5378.9389.3419.74510.15110.56010.96911.38111.79330012.20712.62313.03913.45613.87414.29214.71215.13215.55215.97440016.39516.81817.24117.
20、66418.08818.51318.93819.36319.78820.21450020.64021.06621.49321.91922.34622.77223.19823.62424.05024.4769、用两只K型热电偶测量两点温度差,其连接线路如图所示。已知t1=420,t0=30,测得两点的温差电势为15.24mV,问两点的温度差是多少? 如果t1温度下那只热电偶错用的是E型热电偶,其他都正确,则两点的实际温度差是多少? 10、将一只镍铬-镍硅热电偶与电压表相连,电压表接线端温度是50,若电位计上读数是50mV,问热电偶热端温度是多少?11、镍铬-镍硅热电偶的灵敏度为0.04mV/,把
21、它放在温度为1200之处,若以指示表作为冷端,此处温度为50,试求热电势的大小。12、某热敏电阻,其B值为2900K,若冰点电阻为500k,求该热敏电阻在100时的阻抗。13、某测量者想用两只K型热电偶测量两点温度,其连接线路如图所示,已知 =420, =30,测得两点的温度电势为15.132mv。但后来经检查发现温度下的那只热电偶错用E型热电偶,其他都正确,试求两点实际温差?(可能用到的热电偶分度表数据见表一和表二,最后结果可以只保留到整数位)表一 K型热电偶分度表(部分)分度号:K (参考端温度为0)测量端温度/30506070热电动势/mv+01.2032.0222.4362.85030
22、013.45614.29214.71215.132表二 E型热电偶分度表(部分)分度号:E (参考端温度为0)测量端温度/203040热电动势/mv+01.1921.8012.41940030.54631.35032.15514、将一支铬镍康铜热电偶与电压表相连,电阻表接线端是50时,热电偶输出为4mV。如果电位计上读数是60mV,若该热电偶的灵敏度为0.08mV/,问热电偶热端温度是多少?15、将一支灵敏度0.08mV的热电偶与电压表相连,电压表接线端处温度为50,电压表上读数为60mV,求热电偶热端温度。16、现用一支镍铬一铜镍热电偶测某换热器内温度,其冷端温度为30,而显示仪表机械零位为
23、0,这时指示值为400,若认为换热器内的温度为430,对不对?为什么? 已知,则换热器内的温度正确值如何得到? 17、已知某负温度系数热敏电阻,在温度为298K时阻值,当温度为303K时阻值,试求该热敏电阻的材料常数B。18、镍铬镍硅热电偶,工作时冷端温度为30,测得热电动势E(t,t0)=38.560mv,求被测介质实际温度。(E(30,0)=1.203mv) 工作端温度()0204060708090热电动势 (mv)90037.32538.12238.91539.70340.09640.48840.897第8章 热电式传感器一、单项选择题题号答案知识点1A热电偶2C热电偶3D热电偶4B热电
24、阻5C热电阻6A热电阻7A热电阻8C热电阻9D热电偶10B热敏电阻11C热电偶12C热电阻13D热电偶14B热电偶15C热电偶16C热电阻17D热电偶18A热电偶19B热电偶20A热电偶21B热电偶22C热电阻23C热电偶24D概述25A热电偶26C热电偶27B热电偶28A热电偶29C热电阻30A热电偶31D热电阻32C热电阻二、多项选择题题号答案知识点1ABCD热电偶2AD热电偶3ABD热电偶4BCD热电偶5ABC热敏电阻6ABCD热敏电阻7ACE热电偶8AC热电偶三、填空题 题号答案知识点1热电动势;电阻值热电偶2接触电动势;温差电动势热电偶3自由电子密度;接触处热电偶4材料;接点的温度热
25、电偶5导体材料;两端的温度热电偶6热电动势;温度 热电偶7防止电阻体出现电感热电阻8导体;半导体热电阻9铂热电阻;铜热电阻热电阻10不高;-50 +150 热电阻11普通;薄膜热电偶12温度热敏电阻13热电效应热电偶14铂;铜热电阻15两线;三线;四线热电阻16温度;电阻值 热电阻17热电热电偶18中间温度热电偶19温度分布;两端温度热电偶20不平衡电压(补偿电势);冷端温度补偿器热电偶210100;负金属热电极;冷端补偿导线热电偶22传热误差热电偶23热电偶;热电阻热电偶;热电阻;热敏电阻24温度;电量概述25电势;电阻;热电动势;电阻值概述26导体的材料;接点的温度;直径;几何形状;导体材
26、料;两端的温度热电偶270;0热电偶28冷端恒温法;冷端温度校正法;自动补偿法热电偶29铂;铜;中低;铜热热电阻30三线制;两线制;四线制热电阻31半导体;电阻率;负温度系数热敏电阻;正温度系数热敏电阻;临界温度系数热敏电阻热敏电阻四、简答题1、答:两种不同材料的导体(或半导体)A、B两端相互紧密地连接在一起,组成一个闭合回路。当两接点温度不等时,回路中就会产生大小和方向与导体材料及两接点的温度有关的电动势,从而形成电流,这种现象称为热电效应。该电动势称为热电动势。接触电动势:接触电势是由两种导体的自由电子密度不同而在其接触处形成的热电势。它的大小取决于两导体的材料及接触点的温度,而与导体的形
27、状和尺寸无关。温差电动势:是在同一根导体中,由于两端温度不同而产生的一种电势。知识点:热电偶2、答:中间导体定律:热电偶测温时,若在回路中接入第三种导体,只要其两端的温度相同,则对热电偶回路总的热电势不产生影响。 中间导体定律的意义在于:在实际的热电偶测温应用中,测量仪表和连接导线可以作为第三种导体对待。知识点:热电偶3、答: 标准电极定律:如果两种导体A,B分别与第三种导体C组成的热电偶所产生的热电动势已知,则由这两个导体A,B组成的热电偶产生的热电动势可由下式确定:EAB(t,t0)=EAC(t,t0)- EBC(t,t0) 标准电极定律的意义在于,纯金属的种类很多,合金的种类更多,要得出
28、这些金属件组成热电偶的热电动势是一件工作量极大的事。在实际处理中,由于铂的物理化学性质稳定,通常选用高纯铂丝作标准电极,只要测得它与各种金属组成的热电偶的热电动势,则各种金属间相互组合成热电偶的热电动势就可根据标准电极定律计算出来。知识点:热电偶4、答:热电偶串联测温线路主要用于测量两点间温度差,还可以测量平均温度;热电偶并联测温线路主要用于测量平均温度。 并联电路的特点是:当有一只热电偶烧断时,难以觉察出来。当然,它也不会中断整个测温系统的工作。 串联电路的特点是:热电动势大,仪表的灵敏度大大增加,线路中只要有一只热电偶断路,总的热电动势消失,立即可以发现断路。但是只要有一只热电偶断路,整个
29、测温系统将停止工作。知识点:热电偶5、答:热电阻常用的引线方法主要两线制、三线制和四线制。 两线制用于引线不长,测量精度要求较低的场合; 三线制适用于工业测量,一般精度测量场合; 四线制适用于实验室测量,高精度测量场合。知识点:热电阻6、答: 图2中的电桥是热电偶的冷端 电桥补偿(补偿器) 电路。 图2中:Rt是 温度系数较大的 的铜线电阻。R1、R3、R4是 温度系数较小的 的锰铜线电阻。 图2中电路的作用是: 当 冷端温度 变化时,由 不平衡电桥 提供补偿,从而保证热电偶回路的输出不变。知识点:热电偶7、答:薄膜型热电偶是将两种薄膜热电极材料用真空蒸镀、化学涂层等办法蒸镀到绝缘基板上制成的
30、一种特殊热电偶。薄膜热电偶的接点可以做得很小,很薄,具有热容量小,响应速度快等特点。适用于微小 面积上的表面温度以及快速变化的动态温度的测量。知识点:热电偶8、答:由热电偶的测温原理可以知道,热电偶产生的热电动势大小与两端温度有关,热电偶的输出电动势只有在冷端温度不变的条件下,才与工作温度成单值函数关系。实际应用时,由于热电偶冷端离工作端很近,且又处于大气中,其温度受到测量对象和周围环境温度波动的影响,因而冷端温度难以保持恒定,这样会带来测量误差。 为消除冷端温度影响,常用的措施有: 补偿导线法:将热电偶配接与其具有相同热电特性的补偿导线,使自由端远离工作端,放置到恒温或温度波动较小的地方。
31、冷端恒温法:把热电偶的冷端置于某些温度不变的装置中,以保证冷端温度不受热端测量温度的影响。 冷端温度校正法。 自动补偿法。知识点:热电偶9、答:半导体热敏电阻主要优点:电阻温度系数大、灵敏度高;体积小、结构简单;热惯性小、响应速度快;使用方便;寿命长;易于实现远距离测量等。 主要缺点:互换性较差,同一型号的产品特性参数有较大差别;稳定性较差;非线性严重,且不能在高温下使用。知识点:热电阻10、答:铂电阻传感器:特点是精度高、稳定性好、性能可靠。主要作为标准电阻温度计使用,也常被用在工业测量中。此外,还被广泛地应用于温度的基准、标准的传递,是目前测温复现性最好的一种。铜电阻传感器:价钱较铂金属便
32、宜。在测温范围比较小的情况下,有很好的稳定性。温度系数比较大,电阻值与温度之间接近线性关系。材料容易提纯,价格便宜。不足之处是测量精度较铂电阻稍低、电阻率小。知识点:热电阻11、答: 热电偶测温原理:热电偶的测温原理基于热电效应。所谓热电效应,就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时,若两个结点的温度不同,那么在回路中将会产生电动势的现象。两点间的温差越大,产生的电动势就越大。引入适当的测量电路测量电动势的大小,就可测得温度的大小。误差因素:参考端温度受周围环境的影响减小误差的措施有:a 0恒温法;b 计算修正法(冷端温度修正法);c 仪表机械零点调整法;d 热电偶补偿法;e 电桥补偿法;f 冷
33、端延长线法。知识点:热电偶12、答:电阻温度计利用电阻随温度变化的特性来测量温度。热电偶温度计是根据热电效应原理设计而成的。前者将温度转换为电阻值的大小,后者将温度转换为电势大小。相同点:都是测温传感器,精度及性能都与传感器材料特性有关。知识点:热电阻13、答:在并联方式中,伏特表得到的电势为2个热电偶的热电势的平均电势,即它已经自动得到了2个热电势的平均值,查表即可得到两点的平均温度。该方法的优点:快速、高效、自动,误差小,精度高。缺点:当其中有一个热电偶损坏后,不易立即发现,且测得的热电势实际上只是某一个热点偶的。在串联方式中,伏特表得到的电势为环路中2个热电偶的总热电势,还要经过算术运算
34、求平均值,再查表得到两点的平均温度。该方法的优点:当其中有一个热电偶损坏后,可以立即发现;可获得较大的热电势和提高灵敏度。缺点:过程较复杂,时效性低,在计算中,易引入误差,精度不高。知识点:热电偶14、答:热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温,作用相同,都是测量物体的温度, 精度及性能都与传感器材料特性有关。但是他们的原理与特点却不相同。热电偶是将温度变化转换为热电动势的测温元件,热电阻势将温度变化转换为电阻值变化的测温元件。热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生热电势,这种现象称为热电效应,又称为塞贝克效应。闭合回
35、路中产生的热电势有两种电势组成:温差电势和接触电势。温差电势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电势,不同的导体具有不同的电子密度,所以他们产生的电势也不相同,而接触电势是指两种不同的导体相接触时,因为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散,当他们达到一定的平衡后所形成的电势,接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接触点的温度。另外,热电偶的电信号需要一种特殊的导线来进行传递,这种导线称为补偿导线。热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点也很多,也可以远传电信号,灵敏度高,稳定性强,互换性以及准确性都比较好,但是需要电源激励,不能够瞬时测量温度
36、的变化。热电阻不需要补偿导线,而且比热电偶便宜。知识点:热电偶15、答:将两种不同的导体或半导体两端紧密地连接在一起,组成一个闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生大小和方向与导体材料及两节电的温度有关的电动势(热电动势),从而形成电流,这种现象称为热电效应,又称为塞贝克效应。知识点:热电偶16、答:将同温度的两种不同的金属互相接触,由于不同金属内自由电子的密度不同,在两金属A和B的接触处会发生自由电子的扩散现象,自由电子将从密度大的金属A扩散到密度小的金属B,使A失去电子带正电B得到电子带负电直至在接点处建立了强度充分的电杨,能够阻止电子扩散达到平衡为止。两种不同金属的接点处产生的
37、电动势称为电势,又称接触电势。此效应称为珀尔帖效应。知识点:热电偶17、答:假设在一匀质棒状导体的一端加热,则沿此棒状导体有温度梯度导体内自由电子将从温度高的一端向温度低的一端扩散,并在温度较低一端积累起来,使棒内建立起一电场。当这电场对电子的作用力与扩散力相平衡时,扩散作用即停止。电场产生的电势称为汤姆逊电势或温差电势。知识点:热电偶18、答:(1)热电特性稳定,即热电势与湿度的对应关系不会变动;(2)热电势要足够大,这样易于测量热电势,且可得到较高的准确;(3)热电势与温度为单值关系,最好成线性关系,或简单的函数关系;(4)电阻温度系数和电阻率要小,否则热电偶的电阻将随工作端温度而有较大的
38、变影响测量结果的准确性;(5)物理性能稳定,化学成分均匀,不易氧化和腐蚀;(6)材料的复制性好;(7)材料的机械强度要高。知识点:热电偶19、答:热电阻作为一种感温元件,它导体的电阻值随温度变化而变化的特性来实现对温度测量的。它是利用感温电阻,把测量温度转化成测量电阻的电阻式测温系统,常用于测量200500范围内的温度。它是利用热电阻和热敏电阻的电阻率温度系数而制成温度传感器的。知识点:热电阻20、答:热敏电阻的优点是电阻温度系数大灵敏度高热容量小、响应速度快而且分辨率很高可达104。主要缺点是互换性差,热电特性非线性大。改进措施:可用温度系数很小的电阻与热敏电阻串联或并联,使等效电阻与温度的关系在一定的温度范围内是线性的。知识点:热敏电阻21、答:在热电偶回路中串入一个自动补偿的电动势。 H是工作热端,温度为t,冷端放在补偿器C中,温度为tn,电阻Rt具有正温度系数。外加电源为一恒定电压,补偿了的热电势输出为E(t, t0)。当冷端为一恒定温度tn0时,A点供给热电偶回路一个不变的修正电动势,其大小等于E(t, t0),t0=0。当冷端温度波动时,热电偶回路中热电势与补偿电路中的UA会相应地向相反的方向变化,补偿了热电偶电动势的变化。知识点:热电偶22、答:(1)根据热