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,、熱電偶
熱電偶是工業(yè)上zui常用的溫度檢測(cè)元件之。
其優(yōu)點(diǎn)是:
①測(cè)量精度高,。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸,,不受中間介質(zhì)的影響。
②測(cè)量范圍廣,。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測(cè)量,,某些殊熱電偶zui低可測(cè)到-269℃(如金鐵鎳鉻),zui高可達(dá)+2800℃(如鎢-錸),。
③構(gòu)造簡(jiǎn)單,,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,,而且不受大小和開(kāi)頭的限制,,外有保護(hù)套管,用起來(lái)非常方便,。
1.熱電偶測(cè)溫基本原理
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)成個(gè)閉合回路,如圖2-1-1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
回路中形成個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這效應(yīng)來(lái)工作的,。
2.熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成
(1)熱電偶的種類
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,。所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指家標(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)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,般也沒(méi)有統(tǒng)的分度表,,主要用于某些殊場(chǎng)合的測(cè)量,。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),,并S、B,、E,、K、R,、J,、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我統(tǒng)設(shè)計(jì)型熱電偶。
(2)熱電偶的結(jié)構(gòu)形式為了保證熱電偶可靠,、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)熱電的焊接必須牢固;
②兩個(gè)熱電彼此之間應(yīng)很好地緣,,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)能保證熱電與有害介質(zhì)充分隔離,。
3.熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償
由于熱電偶的材料般都比較貴重(別是采用貴金屬時(shí)),,而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn),為了節(jié)省熱電偶材料,,降低成本,,通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),連接到儀表端子上,。必須指出,,熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電,使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上,,它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響,,不起補(bǔ)償作用。因此,,還需采用其他修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響,。
在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)相配,性不能接錯(cuò),,補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過(guò)100℃,。
二、熱電阻
熱電阻是中低溫區(qū)zui常用的種溫度檢測(cè)器,。它的主要點(diǎn)是測(cè)量精度高,,性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測(cè)量度是zui高的,它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫,,而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀,。
1.熱電阻測(cè)溫原理及材料
熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。
熱電阻大都由純金屬材料制成,,目前應(yīng)用zui多的是鉑和銅,,此外,現(xiàn)在已開(kāi)始采用甸,、鎳,、錳和銠等材料制造熱電阻。
2.熱電阻的結(jié)構(gòu)
(1)精通型熱電阻工業(yè)常用熱電阻感溫元件(電阻體)的結(jié)構(gòu)及點(diǎn)見(jiàn)表2-1-11,。從熱電阻的測(cè)溫原理可知,,被測(cè)溫度的變化是直接通過(guò)熱電阻阻值的變化來(lái)測(cè)量的,因此,,熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測(cè)量帶來(lái)影響,。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制,有關(guān)具體內(nèi)容參見(jiàn)本篇第三章*節(jié).
(2)鎧裝熱電阻鎧裝熱電阻是由感溫元件(電阻體),、引線,、緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體,,如圖2-1-7所示,,它的外徑般為φ2~φ8mm,zui小可達(dá)φmm,。與普通型熱電阻相比,,它有下列優(yōu)點(diǎn):①體積小,內(nèi)部無(wú)空氣隙,,熱慣性上,,測(cè)量滯后小,;②機(jī)械性能好,、耐振,抗沖擊,;③能彎曲,,便于安裝④使用壽命長(zhǎng)。
(3)端面熱電阻端面熱電阻感溫元件由殊處理的電阻絲材繞制,,緊貼在溫度計(jì)端面,,其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。它與般軸向熱電阻相比,,能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度,,適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度,。
(4)隔爆型熱電阻隔爆型熱電阻通過(guò)殊結(jié)構(gòu)的接線盒,把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi),,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)引超爆炸,。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級(jí)區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的溫度測(cè)量。
3.熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)的組成
熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)般由熱電阻,、連接導(dǎo)線和顯示儀表等組成,。
必須注意以下兩點(diǎn):
①熱電阻和顯示儀表的分度號(hào)必須致
②為了消除連接導(dǎo)線電阻變化的影響,必須采用三線制接法,。
(1)鎧裝熱電阻鎧裝熱電阻是由感溫元件(電阻體),、引線、緣材料,、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體,如圖2-1-7所示,,它的外徑般為φ2~φ8mm,,zui小可達(dá)φmm。
與普通型熱電阻相比,,它有下列優(yōu)點(diǎn):①體積小,,內(nèi)部無(wú)空氣隙,熱慣性上,,測(cè)量滯后?。虎跈C(jī)械性能好,、耐振,,抗沖擊;③能彎曲,,便于安裝④使用壽命長(zhǎng),。
(2)端面熱電阻端面熱電阻感溫元件由殊處理的電阻絲材繞制,緊貼在溫度計(jì)端面,,其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示,。它與般軸向熱電阻相比,能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度,,適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度,。
(3)隔爆型熱電阻隔爆型熱電阻通過(guò)殊結(jié)構(gòu)的接線盒,把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影
電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長(zhǎng)短而影響電阻值,,為此更換新的電阻體為好,,若采用焊接修理,焊后要校驗(yàn)合格后才能使用,。
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