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    热电偶原理

    发布者:本站     发布时间:2015-12-2     【字体:

    热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是:
       ①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。
      ②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-271--+2800℃如金铁镍铬和钨-铼。
      ③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。
      原理
      1、热电偶测温基本原理是将两种不同材料的导体或半导体焊接起来,构成一个闭合回路。由于两种不同金属所携带的电子数不同,当两个导体的二个执着点之间存在温差时,就会发生高电位向低电位放电现象,因而在回路中形成电流,温度差越大,电流越大,这种现象称为热电效应,也叫塞贝克效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。
        根据以上原理,任何两种或者两种以上的金属和合金都可以制作成热电偶,但是,不是任何金属都能够满足热电偶的要求的!必须有以下几点:
        1】,材料廉价易得  2】,材料易提纯 3】,耐高温、抗氧化
        4】,具有非常优异的复现性  5】,具有非常优秀的线性信号。
     2、热电偶的种类及结构形成
      (1)热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。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。
     (2)热电偶的结构形式 为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下: ① 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固; ② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路; ③ 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠; ④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。5安装尺寸应该尽量选用公制[中国标准]如螺纹:12X1.5,16X1.5,20X1.5,27X2,33X2mm.法兰直径95、105、115mm.
      3、热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵 金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热 电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷 端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到 仪表端子上。必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。一般显示、控制仪表都有温度自动补偿系统,不需要担心。仪表在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度一般不超过100℃,这里需要特别说明一下:网络上很多转载的技术资料都讲:补偿导线与热电偶连接端的温度一般不超过100℃,其实,这个说法是错误的!特殊工况下,可以选用热电偶延长线,即导线材质和热电偶电极材质一致的导线连接,比如:KX镍铬-镍硅补偿导线;EX镍铬-康铜补偿导线;JX铁-康铜补偿导线;TX铜-铜镍补偿导线都存不在这个问题,根据热电偶的中间导体定律,这种补偿导线温度不受限制。还有一些热电偶比如:B分度的铂铑30-铂铑6,这种热电偶没有补偿导线,在400度以下不计精度用普通双芯铜线即可。
     
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