什么是熱電偶、熱電偶的工作原理,、以及優(yōu)點(diǎn),、
一,熱電偶,、探頭是工業(yè)上zui常用的溫度檢測(cè)元件之一,。其優(yōu)點(diǎn)是:
1:測(cè)量精度高。因熱電偶/探頭直接與被測(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,、探頭從-50~+1600℃均可邊續(xù)測(cè)量,,某些特殊熱電偶/探頭zui低可測(cè)到-269℃熱電偶、探頭熱電偶,、探頭 (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,、探頭通常是由兩種不同的金屬絲組成,,而且不受大小和開頭的限制,外有保護(hù)套管,,用起來(lái)非常方便,。
二,什么是熱電偶
熱電偶是一種感溫元件, 屬于溫度測(cè)量中的接觸式測(cè)溫,。它能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電勢(shì)信號(hào), 通過(guò)電氣測(cè)量二次儀表的配合, 就能測(cè)量出被測(cè)的溫度,。
三,熱電偶,、探頭測(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),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),。就是所謂的塞貝克效應(yīng)。熱電偶,、探頭就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的,。
導(dǎo)體A和B稱為熱電極。溫度較高的一端叫工作端,、通俗的說(shuō)可以叫熱端 ( 通常焊接在一起 ),;溫度較低的一端叫自由端、冷端 ( 通常處于某個(gè)恒定的溫度下),。
根據(jù)熱電勢(shì)與溫度函數(shù)關(guān)系,??芍瞥蔁犭娕挤侄缺怼7侄缺硎窃谧杂啥藴囟?To=00C 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(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)得熱電勢(shì)后, 即可知道被測(cè)介質(zhì)的溫度,。
從理論上講, 任何兩種導(dǎo)體都可以配制成熱電偶, 但實(shí)際上并不是所有材料都能制作熱電偶, 故對(duì)熱電極材料必須滿足以下幾點(diǎn):
1: 熱電偶材料受溫度作用后能產(chǎn)生較高的熱電勢(shì),熱電勢(shì)和溫度之間的關(guān)系呈線性或近似線性的單值函數(shù)關(guān)系;
2:能測(cè)量較高的溫度, 并在較寬的溫度范國(guó)內(nèi)應(yīng)用,經(jīng)長(zhǎng)期使用后, 物理,、化學(xué)性能及熱電特性保持穩(wěn)定,;
3: 要求材料的電阻溫度系數(shù)要小, 電阻率高, 導(dǎo)電性能好, 熱容量要小,;
4: 復(fù)現(xiàn)性要好, 便于大批生產(chǎn)和互換, 便于制定統(tǒng)一的分度表,;
5: 機(jī)械性能好, 材質(zhì)均勻;
四.熱電偶,、探頭的種類及結(jié)構(gòu)形成
(1)熱電偶,、探頭的種類
常用熱電偶、探頭可分為:
1,,標(biāo)準(zhǔn)熱電偶,、探頭
2,非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶,、探頭兩大類,。
所謂用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶、探頭是指國(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、探頭,,它有與其配套的顯示儀表可供選用,。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶/探頭在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶、探頭,,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/探頭 我國(guó)從1988年1月1日起,,熱電偶,、探頭和熱電阻全部按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、探頭為我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶,、探頭,。
(2)熱電偶、探頭的結(jié)構(gòu)形式 為了保證熱電偶,、探頭可靠,、穩(wěn)定地工作,對(duì)它的結(jié)構(gòu)要求如下:
① 組成熱電偶,、探頭的兩個(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,、探頭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,。
(3).冷端的溫度補(bǔ)償
由于熱電偶,、探頭的材料一般都比較貴重(特別是采用貴金屬時(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/探頭的冷端(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,,熱電偶探頭補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極,,使熱電偶、探頭的冷端移動(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,。
在使用熱電偶探頭補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)相配,極性不能接錯(cuò),,補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶,、探頭連接端的溫度不能超過(guò)100℃(此項(xiàng)條件非常關(guān)鍵、請(qǐng)各位專工留意)
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