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熱電偶測量原理

點擊:2428 日期:[ 2014-04-20 00:59:05 ]

熱電偶測量原理

1、熱電偶測量原理
    熱電偶是一種感溫元件, 它能將溫度信號轉換成熱電勢信號, 通過電氣測量儀表的配合, 就能測量出被測的溫度。熱電偶測溫的基本原理是熱電效應。在由兩種不同材料的導體 A 和 B 所組成的閉合回路中 , 當 A 和 B 的兩個接點處于不同溫度 T 和 To時, 在回路中就會產生熱電勢。這就是所謂的塞貝克效應。導體 A 和 B 稱為熱電極。溫度較高的一端 (T >叫工作端 ( 通常焊接在一起 );溫度較低的一端 (To >叫自由端 ( 通常處于某個恒定的溫度下>。根據熱電勢與溫度函數關系??芍瞥蔁犭娕挤侄缺?。分度表是在自由端溫度 To=00C 的條件下得到的。不同的熱電偶具有不同的分度表。
    在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時, 只要該材料兩個接點的溫度相同, 熱電偶所產生的熱電勢將保持不變,
即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此, 在熱電偶測溫時, 可接入測量儀表, 測得熱電勢后, 即可知道被測介質的溫度。

2、熱電偶特點是:
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。
測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續測量,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)。
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。
 
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℃。
冷端溫度補償器的型號應與熱電偶的型號相符,并在規定溫度范圍內使用;
冷端溫度補償器與熱電偶連接時極性不能接錯;
根據補償器的平衡點溫度調整儀表起始點,使指針批示在平衡點溫度;
具有自動補償機構的顯示儀表不安裝補償器;
補償器必須定期檢查和檢定.

4、熱電偶的分度號
    標準化熱電偶,按IEC國際標準生產。熱電偶的分度號有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等幾種。其中S、R、B屬于貴金屬熱電偶,N、K、E、J、T屬于廉金屬熱電偶。
    S分度號的特點是抗氧化性能強,宜在氧化性、惰性氣氛中連續使用,長期使用溫度1400℃,短期1600℃。在所有熱電偶中,S分度號的精確度等級最高,通常用作標準熱電偶;
    R分度號與S分度號相比除熱電動勢大15%左右,其它性能幾乎完全相同;
    B分度號在室溫下熱電動勢極小,故在測量時一般不用補償導線。它的長期使用溫度為1600℃,短期1800℃??稍谘趸曰蛑行詺夥罩惺褂?,也可在真空條件下短期使用。
    N分度號的特點是1300℃下高溫抗氧化能力強,熱電動勢的長期穩定性及短期熱循環的復現性好,耐核輻照及耐低溫性能也好,可以部分代替S分度號熱電偶;
    K分度號的特點是抗氧化性能強,宜在氧化性、惰性氣氛中連續使用,長期使用溫度1000℃,短期1200℃。在所有熱電偶中使用最廣泛;
    E分度號的特點是在常用熱電偶中,其熱電動勢最大,即靈敏度最高。宜在氧化性、惰性氣氛中連續使用,使用溫度0-800℃;$vme
    J分度號的特點是既可用于氧化性氣氛(使用溫度上限750℃),也可用于還原性氣氛(使用溫度上限950℃),并且耐H2及CO氣體腐蝕,多用于煉油及化工;
    T分度號的特點是在所有廉金屬熱電偶中精確度等級最高,通常用來測量300℃以下的溫度。


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