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熱電偶的測溫原理

熱電偶是壹種感溫元件,是壹次儀表,它直接測量溫度,並把溫度信號轉換成熱電動勢信號, 通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質導體組成閉合回路,當兩端存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過,此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢,這就是所謂的塞貝克效應。兩種不同成份的均質導體為熱電極,溫度較高的壹端為工作端,溫度較低的壹端為自由端,自由端通常處於某個恒定的溫度下。根據熱電動勢與溫度的函數關系, 制成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。

在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時, 只要該材料兩個接點的溫度相同, 熱電偶所產生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此, 在熱電偶測溫時, 可接入測量儀表, 測得熱電動勢後, 即可知道被測介質的溫度。

工作原理

兩種不同成份的導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路,當接合點的溫度不同時,在回路中就會產生電動勢,這種現象稱為熱電效應,而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的,其中,直接用作測量介質溫度的壹端叫做工作端(也稱為測量端),另壹端叫做冷端(也稱為補償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢。

熱電偶實際上是壹種能量轉換器,它將熱能轉換為電能,用所產生的熱電勢測量溫度,對於熱電偶的熱電勢,應註意如下幾個問題:

1:熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數的差,而不是熱電偶冷端與工作端,兩端溫度差的函數;

2 :熱電偶所產生的熱電勢的大小,當熱電偶的材料是均勻時,與熱電偶的長度和直徑無關,只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關;

3:當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定後,熱電偶熱電勢的大小,只與熱電偶的溫度差有關;若熱電偶冷端的溫度保持壹定,這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數。將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來,構成壹個閉合回路,如圖所示。當導體A和B的兩個執著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成壹個大小的電流,這種現象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這壹效

特點

◆裝配簡單,更換方便

◆壓簧式感溫元件,抗震性能好

◆測量範圍大

◆ 機械強度高,耐壓性能好

[編輯本段]熱電偶 - 種類及結構形成

(1)熱電偶的種類

常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調用標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、並有統壹的標準分度表的熱電偶,它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用範圍或數量級上均不及標準化熱電偶,壹般也沒有統壹的分度表,主要用於某些特殊場合的測量。標準化熱電偶我國從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產,並指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統壹設計型熱電偶。

(2)熱電偶的結構形式為了保證熱電偶可靠、穩定地工作,對它的結構要求如下:

①組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固;

②兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣,以防短路;

③補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;

④保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離。

常用熱電偶材料

熱電偶分度號 熱電極材料

正極 負極

S 鉑銠10 純鉑

R 鉑銠13 純鉑

B 鉑銠30 鉑銠6

K 鎳鉻 鎳矽

T 純銅 銅鎳

J 鐵 銅鎳

N 鎳鉻矽 鎳矽

E 鎳鉻 銅鎳

熱電偶的種類:裝配熱電偶,鎧裝熱電偶,端面熱電偶,壓簧固定熱電偶,高溫熱電偶,鉑銠熱電偶,防腐熱電偶,耐磨熱電偶,高壓熱電偶,特殊熱電偶,手持式熱電偶,微型熱電偶,貴金屬熱電偶等等。