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热电偶工作原理

点击次数:2577 发布时间:2010-02-05

热电偶是工业上zui常用的温度检测元件之一,热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的。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℃均可边续测量,某些特殊热电偶zui低可测到-269℃(如金铁镍铬),zui高可达+2800℃(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。


常用的热电偶材料有

热电偶分度号 热电极材料
正极 负极
S 铂铑10 纯铂
R 铂铑13 纯铂
B 铂铑30 铂铑6
K 镍铬 镍硅
T 纯铜 铜镍
J 铁 铜镍
N 镍铬硅 镍硅
E 镍铬 铜镍

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。所调用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标准生产,并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。

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。

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。

   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不能超过100℃。

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