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热电偶测温基本原理
将两种不同材料的导体或半导体A或B焊接起来,构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。
热电偶工作原理 什么叫热电偶?这就要从热电偶测温原理说起,热电偶是一种感温元件,是一次仪表,它直 接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质 的温度。 热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体(称为热电偶丝材或热电极)组成闭合回路,当接合点两端的温度不同,存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端(也称为测量端),温度较低的一端为自由端(也称为补偿端),自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在 0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。 在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热 电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测 量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。 热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对 于热电偶的热电势,应注意如下几个问题: 1:热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差,而不是热电偶两端温度差的函数; 2:热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成份和两端的温差有关; 3:当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有 关;若热电偶冷端的温度保持一定,这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。常用的热电偶材料有:
热电偶分度号 热电极材料 正极 负极 S 铂铑 10 纯铂 R 铂铑 13 纯铂 B 铂铑 30 铂铑 6 K 镍铬 镍硅 T 纯铜 铜镍 J 铁 铜镍 N 镍铬硅 镍硅 E 镍铬 铜镍
热电偶其优点:
热电偶是工业最常用的温度检测元件之一。
a、测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
b、测量范围广。常用的热电偶从-50°C -- +1600°C均可边续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269°C(如:金、铁、镍、铬),最高可达 + 2800°C(如:钨一铼)。
c、构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
热电偶的种类:a、标准热电偶;b、非标准热电偶
所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系,允许误差,并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用,非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶:我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
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