内容正文:
专题五. 电热偶传感器(教案)-《传感器及应用》高教版-专题复习讲练测
[考纲要求]
1. 了解电热偶传感器的基本工作原理和结构
2. 掌握电热偶传感器的常见类型及其特点
3. 熟悉电热偶传感器的安装方法和注意事项
4. 理解电热偶传感器的温度测量原理和校准方法
5. 掌握电热偶传感器的故障排除技巧及常见故障处理方法
[课时安排]
2课时
[知识梳理]
重点一 热电势效应
将两种不同材料的导体构成一闭合回路,若两个接点处温度不同,则回路中会产生电动势,从而形成电流,这个物理现象称为热电势效应,简称热电效应。图3-1所示为热电偶回路及符号。回路中,把A、B两导体的组合称为热电偶;A、B两种导体称为热电极;两个接点中的1端称为工作端或热端,其温度为,2端称为自由端或冷端,其温度为。
重点二 热电偶的种类
根据热电偶的用途、结构和安装形式,热电偶有各种类型,这里仅介绍几种常用的热电偶。
(1)标准化和非标准化热电偶 标准化热电偶的工艺比较成熟,应用广泛,性能优良稳定,能成批生产。同一型号可以互相调换和统一分度,并且有配套显示仪表。国产标准化热电偶如铂铑,-铂、铂铑。-铂铑。等。表3-1列出了几种常用标准化热电偶的测温范围及特点。非标准化热电偶有钨铼丝热电偶、铱铑丝热电偶、铁一康铜丝热电偶等。非标准化热电偶在高温、低温、超低温、真空和核辐射等特殊环境中使用具有良好的性能。它们在节约贵重稀有金属方面具有重要意义。这类热电偶无统一分度表。
(2)普通型热电偶普通型热电偶的外形如图3-4所示,这种类型的热电偶主要用于测量气体、蒸汽和液体介质的温度。根据测温范围和测温环境不同,可选择合适的热电偶和保护套管。按其安装时的连接形式可分为螺纹连接和法兰连接两种;按使用状态的要求又可分为密封式和高压固定螺纹式。
重点三 热电偶的结构
普通型热电偶是工程实际中最常用的一种型式,其结构大多由热电极、绝缘套管、保护套管和接线盒四部分组成,如图3-3所示。
[真题练讲]
1.(2022年四川省统一考试) 电热偶传感器在高温环境下可能会出现哪种问题?
A. 传感器漂移
B. 输出信号波动
C. 线径膨胀
D. 接触电阻增加
正确答案:D。在高温环境下,电热偶传感器可能会出现接触电阻增加的问题。
2.(2019年浙江省统一考试)对于需要高精度温度测量的场合,通常会选择什么类型的温度传感器?
A. 电阻温度计
B. 热敏电阻
C. 热电偶
D. 热电阻
正确答案:A。对于高精度温度测量的场合,通常会选择电阻温度计。
3.(2020年四川省统一考试) 电热偶传感器的输出信号与温度之间的关系是线性的吗?
A. 是的
B. 不是
C. 只在特定温度范围内是线性的
D. 取决于传感器的长度
正确答案:B。电热偶传感器的输出信号与温度之间不一定是线性的。
4.(2021年四川省统一考试) 电热偶传感器的测量精度可能会受到哪些外部因素的影响?
A. 湿度
B. 线径
C. 材料
D. 温度范围
正确答案:A。电热偶传感器的测量精度可能会受到湿度等外部因素的影响。
5.(2020年湖北省统一考试) 电热偶传感器的原理是什么?
A. 压电效应
B. 热电效应
C. 光电效应
D. 磁电效应
正确答案:B。热电偶传感器利用两种不同金属导体在接头处产生的热电动势来测量温度变化。热电效应是电热偶传感器原理的基础。
[限时练讲]
1. 为了降低电热偶传感器的接触电阻,可以采取哪些方法?
A. 减小电热偶的长度
B. 提高电热偶的线径
C. 使用导热性能更好的材料
D. 定期更换电热偶
正确答案:C。为了降低电热偶传感器的接触电阻,可以采取使用导热性能更好的材料的方法。
2. 以下哪种金属不常用于电热偶传感器?
A. 镍铬合金
B. 铂铑合金
C. 铜
D. 铁
正确答案:C。铜不常用于电热偶传感器,常见的是镍铬合金和铂铑合金。这是因为铜的热电性能较差,不适合用作电热偶传感器的材料。
3. 电热偶传感器的测量范围一般为多少摄氏度?
A. -50℃ 到 100℃
B. 0℃ 到 200℃
C. -200℃ 到 1000℃
D. -1000℃ 到 500℃
正确答案:C。电热偶传感器的测量范围一般为-200℃ 到 1000℃。这个范围覆盖了大部分工业应用中常见的温度范围。
4. 电热偶传感器的精度通常为多少?
A. 0.1%
B. 1%
C. 5%
D. 10%
正确答案:B。电热偶传感器的精度通常为1%。这意味着测量结果与实际温度值的偏差在1%以内。
5. 电热偶传感器常用于哪些领域的温度测量?
A. 医疗
B. 工业
C. 航空航天
D. 水下探测
正确答案:B。电热偶传感器常用于工业领域的温度测量。其高温度范围和高精度使其在工业生产过程中得到广泛应用。
6. 电热偶传感