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热电偶的工作原理及结构 热电偶的测温优点及安装注意事项

作者:温度传感器小编 发布时间:2020-09-21 09:49:04 浏览次数: 评论:4条评论  来源:无锡众测传感器技术有限公司

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导读:工作原理 当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为T0 ,称为自由端(也称参考端)或冷端,

  

  一、工作原理

  当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为T0 ,称为自由端(也称参考端)或冷端,回路中将产生一个电动势,该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”,两种导体组成的回路称为“热电偶”,这两种导体称为“热电极”,产生的电动势则称为“热电动势”。

  热电动势由两部分电动势组成,一部分是两种导体的接触电动势,另一部分是单一导体的温差电动势。热电偶回路中热电动势的大小,只与组成热电偶的导体材料和两接点的温度有关,而与热电偶的形状尺寸无关。当热电偶两电极材料固定后,热电动势便是两接点温度t和t0。的函数差。即这一关系式在实际测温中得到了广泛应用。

  因为冷端t0恒定,热电偶产生的热电动势只随热端(测量端)温度的变化而变化,即一定的热电动势对应着一定的温度。我们只要用测量热电动势的方法就可达到测温的目的。

  热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect)。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。

  根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。

  热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时,冷端的(环境)温度变化,将严重影响测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿正常。与测量仪表连接用专用补偿导线。

  热电偶冷端补偿计算方法:从毫伏到温度:测量冷端温度,换算为对应毫伏值,与热电偶的毫伏值相加,换算出温度;从温度到毫伏:测量出实际温度与冷端温度,分别换算为毫伏值,相减後得出毫伏值,即得温度。

  二、热电偶结构

  热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。

  三、热电偶原理相关特点及优点

  1、装配简单,更换方便;

  2、压簧式感温元件,抗震性能好;

  3、测量精度高;

  4、测量范围大(-200℃~1300℃,特殊情况下-270℃~2800℃);

  5、热响应时间快;

  6、机械强度高,耐压性能好;

  7、耐高温可达2800度;

  8、使用寿命长。

  热电偶测量优点:

  1 测量精度高。因直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。

  2、测量范围广。常用的热电偶从零下50度——1600度均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269度(如金铁镍铬),最高可达2800度(如钨、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。

  四、热电偶安装注意事项及安装要求

  现场使用注意事项及安装要求是温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。 热电偶的安装方式有:主要固定方式有螺纹连接、法兰连接和焊接,其适用场合和要求不同,主要根据压力、温度等参数来定。那么我们在安装和使用时应该注意哪些方面呢?

  1、在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。

  2、当用时间常数大的热电偶测温或控温时,仪表显示的温度虽然波动很小,但实际炉温的波动可能很大,应当选择时间常数小的热电偶。

  3、按照仪表接线图进行正确接线通电后,仪表先是显示仪表的热电偶分度号,接着显示仪表量程范围,再测仪表下排的数码管显示设定温度,仪表上排数码管显示测量温度。

以上边是众测温度传感器小编对于热电偶的工作原理及结构 热电偶的测温优点及安装注意事项的解读,希望可以帮助到大家!

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