超長(zhǎng)熱電偶

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當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí),，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同,，一端溫度為T，稱為工作端或熱端,，另一端溫度為T0 ,，稱為自由端（也稱參考端）或冷端，回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì),，該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān),。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”，兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶”,，這兩種導(dǎo)體稱為“熱電極”,，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)則稱為“熱電動(dòng)勢(shì)” ^[1]  。

熱電動(dòng)勢(shì)由兩部分電動(dòng)勢(shì)組成,，一部分是兩種導(dǎo)體的接觸電動(dòng)勢(shì),，另一部分是單一導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)。

熱電偶回路中熱電動(dòng)勢(shì)的大小,，只與組成熱電偶的導(dǎo)體材料和兩接點(diǎn)的溫度有關(guān),，而與熱電偶的形狀尺寸無(wú)關(guān)。當(dāng)熱電偶兩電極材料固定后,，熱電動(dòng)勢(shì)便是兩接點(diǎn)溫度t和t0,。的函數(shù)差 ^[1]  。即

公式

這一關(guān)系式在實(shí)際測(cè)溫中得到了廣泛應(yīng)用,。因?yàn)槔涠藅0恒定,，熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)只隨熱端(測(cè)量端)溫度的變化而變化，即一定的熱電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)著一定的溫度,。我們只要用測(cè)量熱電動(dòng)勢(shì)的方法就可達(dá)到測(cè)溫的目的,。

超長(zhǎng)熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，

熱電偶

當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),，回路中就會(huì)有電流通過(guò),，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì)，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect）,。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極,，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端,，自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下,。根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù)關(guān)系，制成熱電偶分度表,；分度表是自由端溫度在0℃時(shí)的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。

熱電偶

在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí),，只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同,，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)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(cè)溫時(shí)，可接入測(cè)量?jī)x表,，測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)后,，即可知道被測(cè)介質(zhì)的溫度。熱電偶測(cè)量溫度時(shí)要求其冷端（測(cè)量端為熱端,，通過(guò)引線與測(cè)量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變,，其熱電勢(shì)大小才與測(cè)量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測(cè)量時(shí),，冷端的（環(huán)境）溫度變化,，將嚴(yán)重影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。在冷端采取一定措施補(bǔ)償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補(bǔ)償正常,。與測(cè)量?jī)x表連接用補(bǔ)償導(dǎo)線,。

熱電偶冷端補(bǔ)償計(jì)算方法：

從毫伏到溫度：測(cè)量冷端溫度，換算為對(duì)應(yīng)毫伏值,，與熱電偶的毫伏值相加,，換算出溫度；

從溫度到毫伏：測(cè)量出實(shí)際溫度與冷端溫度,，分別換算為毫伏值,，相減後得出毫伏值，即得溫度,。

測(cè)溫條件

熱電偶

是一種感溫元件,，是一種一次儀表，熱電偶直接丈量溫度,。由2種不同成分材質(zhì)的導(dǎo)體組成的閉合回路,，由于材質(zhì)不同，不同的電子密度產(chǎn)生電子擴(kuò)散,，穩(wěn)定均衡后就產(chǎn)生 了電勢(shì),。當(dāng)兩端存在梯度溫度時(shí)，回路中就會(huì)有電流產(chǎn)生,，產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì),，溫度差越大，電流就會(huì)越大,。測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)之后即可曉得溫度值,。熱電偶實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器,，可將熱能轉(zhuǎn)換成電能。

熱電偶的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：熱電偶測(cè)溫范圍寬,，性能比擬穩(wěn)定,；丈量精度高，熱電偶與被測(cè)對(duì)象直接接觸,，不受中間介質(zhì)的影響,；熱響應(yīng)時(shí)間快，熱電偶對(duì)溫度變化反響靈活,；丈量范圍 大,，熱電偶從-40~+ 1600℃ 均可連續(xù)測(cè)溫；熱電偶性能牢靠,， 機(jī)械強(qiáng)度好,。運(yùn)用壽命長(zhǎng)，裝置便當(dāng),。

電偶必需是由兩種性質(zhì)不同但契合一定要求的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）材料構(gòu)成回路,。熱電偶丈量端和參考端之間必需有溫差。

將兩種不同資料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái),，構(gòu)成一個(gè)閉合回路,。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因此在回路中構(gòu)成一個(gè)大小的電流,這 種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),。熱電偶就是應(yīng)用這一效應(yīng)來(lái)工作的,。

主要特點(diǎn)

1、裝配簡(jiǎn)單,，

熱電偶 

更換方便,；

2、壓簧式感溫元件,，抗震性能好,；

3、測(cè)量精度高,；

4,、測(cè)量范圍大（－200℃～1300℃，特殊情況下－270℃～2800℃）,；

5,、熱響應(yīng)時(shí)間快；

6,、機(jī)械強(qiáng)度高,，耐壓性能好；

7,、耐高溫可達(dá)2800度,；

8,、使用壽命長(zhǎng)。

結(jié)構(gòu)要求

熱電偶的結(jié)構(gòu)形式為了保證熱電偶可靠,、

熱電偶 

穩(wěn)定地工作,，對(duì)它的結(jié)構(gòu)要求如下：

1,、組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固,；

2、兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣,，以防短路,；

3、補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠,；

4,、保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

工作原理

兩種不同成份的導(dǎo)體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路,，

熱電偶

當(dāng)兩個(gè)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí),，在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),，而這種電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì),。熱電偶就是利用這種原理進(jìn)行溫度測(cè)量的，其中,，直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測(cè)量端）,，另一端叫做冷端（也稱為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接,，顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì),。

熱電偶實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能,，用所產(chǎn)生的熱電勢(shì)測(cè)量溫度,，對(duì)于熱電偶的熱電勢(shì)，應(yīng)注意如下幾個(gè)問(wèn)題：

1,、熱電偶的熱電勢(shì)是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差,，而不是熱電偶冷端與工作端，兩端溫度差的函數(shù),；

2,、熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)的大小，當(dāng)熱電偶的材料是均勻時(shí),，與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無(wú)關(guān),，只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān)；

3,、當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料成份確定后,，熱電偶熱電勢(shì)的大小,，只與熱電偶的溫度差有關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持一定,，這進(jìn)熱電偶的熱電勢(shì)僅是工作端溫度的單值函數(shù),。將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路,，如圖所示,。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),，因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。

常見(jiàn)種類

常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類,。所謂標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系,、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶,，它有與其配套的顯示儀表可供選用,。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒(méi)有統(tǒng)一的分度表,，主要用于某些特殊場(chǎng)合的測(cè)量,。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶中國(guó)從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),，并S,、B、E,、K,、R、J,、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為中國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶,。