广西机电工程学校：《传感器原理与技术》课程教学资源（教案）5.2热电偶的结构、实用测温电路与温度补偿

5.2热电偶的结构、实用测温电路与温度补偿 心一、教学目标 1.了解热电偶的结构形式和特点 2.掌握热电偶的实用测温电路和原理。 3.学习热电偶的温度补偿方法。 目二、教学内容 1.热电偶的结构形式 普通型热电偶：由热电极、绝缘套、保护套和接线盒构成，安装连接时可采 用螺纹或法兰方式连接。 铠装型热电偶：在铠装套与热电偶丝之间填充氧化镁和氧化铝等保护物而构 成，具有好的抗腐蚀、抗氧化和抗振性能。 薄膜型热电偶：将热电偶材料蒸镀到绝缘基板上面而制成，适合于测量微小 面积和瞬时变化的温度。 2热电偶的实用测温电路 一支热电偶配一台显示仪表的测量线路：显示仪表如果是动圈式仪表，就必 须考虑测量线路电阻对测温精度的影响。 热电偶串联测量线路：将支相同型号的热电偶正负极依次相连接，总热 电势为n倍平均值，优点是精度高，缺点是易断开或短路 热电偶并联测量线路：将支相同型号的热电偶正负极分别连在一起，并 联总热势等于平均值。 温差测量线路：将两支同型号的热电偶反串联，直接测量温差。 3热电偶的温度补偿 温度补偿原理：由于参比端不可能始终保持恒定温度(0℃)，因此需要根 据参比端实际温度进行补算或补充。 温度补算方法：利用数学公式或分度表计算出参比端产生额外冷端势，并加 到显示仪表上得到正确示值。 温度补充方法：利用冷端补貨器（如铜康铜）或自动冷端补償器（如半导体 元件)来产生与额外冷端势相等但方向相反的冷端势，并加到显示仪表上得到正 确示值。 可三、教学方法 采用讲授法、示范法和讨论法相结合。 6○四、教学流程 入果失于老元种定义及其是入本承内

5.2 热电偶的结构、实用测温电路与温度补偿 一、教学目标 1. 了解热电偶的结构形式和特点。 2. 掌握热电偶的实用测温电路和原理。 3. 学习热电偶的温度补偿方法。 二、教学内容 1.热电偶的结构形式 普通型热电偶：由热电极、绝缘套、保护套和接线盒构成，安装连接时可采 用螺纹或法兰方式连接。 铠装型热电偶：在铠装套与热电偶丝之间填充氧化镁和氧化铝等保护物而构 成，具有好的抗腐蚀、抗氧化和抗振性能。 薄膜型热电偶：将热电偶材料蒸镀到绝缘基板上面而制成，适合于测量微小 面积和瞬时变化的温度。 2.热电偶的实用测温电路 一支热电偶配一台显示仪表的测量线路：显示仪表如果是动圈式仪表，就必 须考虑测量线路电阻对测温精度的影响。 热电偶串联测量线路：将 n 支相同型号的热电偶正负极依次相连接，总热 电势为 n 倍平均值，优点是精度高，缺点是易断开或短路。 热电偶并联测量线路：将 n 支相同型号的热电偶正负极分别连在一起，并 联总热势等于平均值。 温差测量线路：将两支同型号的热电偶反串联，直接测量温差。 3.热电偶的温度补偿 温度补偿原理：由于参比端不可能始终保持恒定温度（0℃），因此需要根 据参比端实际温度进行补算或补充。 温度补算方法：利用数学公式或分度表计算出参比端产生额外冷端势，并加 到显示仪表上得到正确示值。 温度补充方法：利用冷端补償器（如铜康铜）或自动冷端补償器（如半导体 元件）来产生与额外冷端势相等但方向相反的冷端势，并加到显示仪表上得到正 确示值。 三、教学方法 采用讲授法、示范法和讨论法相结合。 四、教学流程 1.导入新课 通过回顾上节课关于热敏元件定义及其原理知识点引入本节课内容

2.讲解新知 讲授热电偶的结构形式。利用多媒体展示热电偶的结构图，讲解普通型、铠 装型和薄膜型热电偶的组成、特点和适用范围。提问学生区分不同类型热电偶的 优 讲授热电偶的实用测温电路。利用多媒体展示热电偶的测温线路图，讲解 支热电偶配一台仪表、串联、并联和温差测量线路的原理和计算方法。提问学生 分析不同测温线路的适用条件和精度影响因素。 进授热电偶的温度补偿。利用多媒体展示冷端势与参比端温度之间的关系曲 线，讲解温度补算和温度补充两种方法的原理和实现方式。提问学生比较两种方 法的优缺点和应用场合。 示范实验操作。在实验室中，演示如何使用不同类型的热电偶测量不同物体 或介质的温度，并注意观察显示仪表上的示值变化。指导学生注意安全操作规范 和正确使用仪器设备。 组织课堂讨论。根据实验结果，引导学生讨论以下问题 热电偶在测量时会不会影响被测对象或介质的温度？ 环境温度变化会不会影响热电偶测量精度？ 如何选择合适类型和规格的热电偶？

2.讲解新知 讲授热电偶的结构形式。利用多媒体展示热电偶的结构图，讲解普通型、铠 装型和薄膜型热电偶的组成、特点和适用范围。提问学生区分不同类型热电偶的 优缺点。 讲授热电偶的实用测温电路。利用多媒体展示热电偶的测温线路图，讲解一 支热电偶配一台仪表、串联、并联和温差测量线路的原理和计算方法。提问学生 分析不同测温线路的适用条件和精度影响因素。 讲授热电偶的温度补偿。利用多媒体展示冷端势与参比端温度之间的关系曲 线，讲解温度补算和温度补充两种方法的原理和实现方式。提问学生比较两种方 法的优缺点和应用场合。 示范实验操作。在实验室中，演示如何使用不同类型的热电偶测量不同物体 或介质的温度，并注意观察显示仪表上的示值变化。指导学生注意安全操作规范 和正确使用仪器设备。 组织课堂讨论。根据实验结果，引导学生讨论以下问题： 热电偶在测量时会不会影响被测对象或介质的温度？ 环境温度变化会不会影响热电偶测量精度？ 如何选择合适类型和规格的热电偶？