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热电偶的应用原理

点击次数:2988 发布时间:2009/3/10
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热电偶是工业上zui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。 
1.热电偶测温基本原理 
将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图2-1-1所 
示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在 
回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工 
作的。 
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。 
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。 
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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