的机械零位在0℃时,这时指示值为400℃,则认为换热器内的温度为430℃对不对?为什么?正确值为多少度?
解 认为换热器内的温度为430℃不对。
设换热器内的温度为t,实测热电势为E(t,30),根据显示仪表指示值为400℃,则有E(t,30)= E(400,0),由中间温度定律并查镍铬-铜镍(E型)热电偶分度表,有
E(t,0)= E(t,30)+ E(30,0)= E(400,0)+ E(30,0)=28943+1801=30744?V 反查镍铬-铜镍热电偶分度表,得换热器内的温度t=422.5℃
7—26 热电偶温度传感器的输入电路如习题7-26图所示,已知铂铑-铂热电偶在温度
0~100℃之间变化时,其平均热电势波动为6μV/℃,桥路中供桥电压为4V,三个锰铜电阻(Rl、R2、R3)的阻值均为1Ω,铜电阻的电阻温度系数为α=0.004/℃,已知当温度为0℃时电桥平衡,为了使热电偶的冷端温度在0~50℃范围其热电势得到完全补偿,试求可调电阻的阻值只R5。 解:热电偶冷端补偿电势
E(t,0)=kt,
习题图7-26
式中,k为热电偶灵敏度(k=6?V/℃),
而补偿电桥输出电压(见习题图7-26)
U0?冷端补偿时有
Ui?RUR?tUi????t4R4R4
Ui4k4?6?t?Ui???6000?V4?0.004=6mV
根据电桥电路,其等效电路为R1、Rcu和R2、R3分别串联后再并联,然后与电源、R5串联,桥臂电阻串并联后为1Ω,由此可得
1×Ui =1?E/(R+1)
所以
R=E/ Ui?1=4000/6?1=665.7(Ω)
7—28 有一台数字电压表,其分辨力为100?V/1个字,现与Cul00热电阻配套应用,测量范围为0~100℃,试设计一个标度变换电路,使数字表直接显示温度数值。
解 利用Cul00热电阻测温,测温范围为0~100℃时,其电阻变化100~142.8?,即电阻满度变化值?Rt=42.8?。数字电压表分辨力为100?V/1个字,若要使数字表直接显示温度数值,当被测温度为满度值100℃时,要显示“100”这个数字,电压表需要输入电压为100?100=10000?V=10mV。现在的任务就是要将“42.8?”转换为“10mV”,这种转换电路(即标度变换电路)可选电子电桥电路,如题解图7—28所示。
kt?题解7-28 电阻信号的标度变换(R-V变换)
根据不平衡电桥原理(题解图7—28),可得
EEUo?Rt?RoR?RtR?Ro
当被测温度处于下限(0℃)时,有Rt=Rt0=R0,则
EE?R?Rt0R?R0
桥路设计时取R>>R0,那么在被测温度处于非下限时有
EEI1???I2?IR?RtR?R0
于是
Uo=I(Rt?R0)=I(?Rt)
上式说明了可由不平衡电桥的转换关系,通过改变桥路参数来实现标度变换。 根据前面分析,有
U10I?o??0.234(mA)?R142.80
显然通过适当选取E或R便可得到I=0.234mA。当取R=20k?时,电源电压E为
E?I?(R?R0)?0.234?(20000?100)?4703.4mV?4.7V