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熱電偶基礎知識

熱電偶是工業上最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測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續測量,某些特殊熱電偶最低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),最高可達+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制,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系、允許誤差、并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范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,主要用于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,并指定S、B、E、K、R、J、T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

由于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制室內,連接到 儀表端子上。必須指出,熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動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℃。

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