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熱電偶測溫基本原理
瀏覽次數:973發布日期:2011-03-31

熱電偶是工業上zui常用的溫度檢測元件之一。其優點是:
 
  ①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質的影響。
 
  ②測量範圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續測量,某些特殊熱電偶zui低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),zui高可達+2800℃(如鎢-錸)。
 
  ③構造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限製,外有保護套管,用起來非常方便。
 
  1.熱電偶測溫基本原理
  
  將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來,構成一個閉合回路。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,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。
 
  2.熱電偶的種類及結構形成
 
  (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係、允許誤差、並有統一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,一般也沒有統一的分度表,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(即分度號)七種標準化熱電偶為我國統一設計型熱電偶。
 
  (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。
 
  3.熱電偶冷端的溫度補償
 
  由於熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴金屬時),而測溫點到儀表的距離都很遠,為了節省熱電偶材料,降低成本,通常采用補償導線把熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩定的控製室內,連接到儀表端子上。必須指出,熱電偶補償導線的作用隻起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動到控製室的儀表端子上,它本身並不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補償作用。因此,還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。
 
  在使用熱電偶補償導線時必須注意型號相配,極性不能接錯,補償導線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。
 
  例如:S型熱電偶)鉑銠10-鉑熱電偶
 
  鉑銠10-鉑熱電偶(S型熱電偶)為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規定為0.5mm,允許偏差-0.02mm,其正極(SP)的名義化學成分為鉑銠合金,其中含銠為10%,含鉑為90%,負極(SN)為純鉑,故俗稱單鉑銠熱電偶。該熱電偶長期zui高使用溫度為1300℃,短期zui高使用溫度為1600℃。
 
  S型熱電偶在熱電偶係列中具有準確度zui高,穩定性,測溫溫區寬,使用壽命長等優點。它的物理,化學性能良好,熱電勢穩定性及在高溫下抗氧化性能好,適用於氧化性和惰性氣氛中。由於S型熱電偶具有優良的綜合性能,符合國際使用溫標的S型熱電偶,長期以來曾作為國際溫標的內插儀器,“ITS-90”雖規定今後不再作為國際溫標的內查儀器,但國際溫度谘詢委員會(CCT)認為S型熱電偶仍可用於近似實現國際溫標。
 
  S型熱電偶不足之處是熱電勢,熱電勢率較小,靈敏讀低,高溫下機械強度下降,對汙染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。

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