热電(diàn)偶热電(diàn)阻详细介绍
在热電(diàn)偶回路中(zhōng)接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热電(diàn)偶所产(chǎn)生的热電(diàn)势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中(zhōng)的影响。因此,在热電(diàn)偶测温时,可(kě)接入测量仪表, 测得热電(diàn)动势后,即可(kě)知道被测介质(zhì)的温度。
]工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)
两种不同成份的导體(tǐ)(称為(wèi)热電(diàn)偶丝材或热電(diàn)极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中(zhōng)就会产(chǎn)生電(diàn)动势,这种现象称為(wèi)热電(diàn)效应,而这种電(diàn)动势称為(wèi)热電(diàn)势。热電(diàn)偶就是利用(yòng)这种原理(lǐ)进行温度测量的,其中(zhōng),直接用(yòng)作(zuò)测量介质(zhì)温度的一端叫做工(gōng)作(zuò)端(也称為(wèi)测量端),另一端叫做冷端(也称為(wèi)补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热電(diàn)偶所产(chǎn)生的热電(diàn)势。
热電(diàn)偶实际上是一种能(néng)量转换器,它将热能(néng)转换為(wèi)電(diàn)能(néng),用(yòng)所产(chǎn)生的热電(diàn)势测量温度,对于热電(diàn)偶的热電(diàn)势,应注意如下几个问题:
1:热電(diàn)偶的热電(diàn)势是热電(diàn)偶工(gōng)作(zuò)端的两端温[2]度函数的差,而不是热電(diàn)偶冷端与工(gōng)作(zuò)端,两端温度差的函数;
2 :热電(diàn)偶所产(chǎn)生的热電(diàn)势的大小(xiǎo),当热電(diàn)偶的材料是均匀时,与热電(diàn)偶的長(cháng)度和直径无关,只与热電(diàn)偶材料的成份和两端的温差有(yǒu)关;
3:当热電(diàn)偶的两个热電(diàn)偶丝材料成份确定后,热電(diàn)偶热電(diàn)势的大小(xiǎo),只与热電(diàn)偶的温度差有(yǒu)关;若热電(diàn)偶冷端的温度保持一定,这进热電(diàn)偶的热電(diàn)势仅是工(gōng)作(zuò)端温度的单值函数。将两种不同材料的导體(tǐ)或半导體(tǐ)A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。当导體(tǐ)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(chǎn)生電(diàn)动势,因而在回路中(zhōng)形成一个大小(xiǎo)的電(diàn)流,这种现象称為(wèi)热電(diàn)效应。热電(diàn)偶就是利用(yòng)这一效应来工(gōng)作(zuò)的。
特点
◆装(zhuāng)配简单,更换方便
◆压簧式感温元件,抗震性能(néng)好
◆测量范围大
◆ 机械强度高,耐压性能(néng)好
◆ 耐高温可(kě)达2400度
热電(diàn)偶 - 种类及结构形成
(1)热電(diàn)偶的种类
常用(yòng)热電(diàn)偶可(kě)分(fēn)為(wèi)标准热電(diàn)偶和非标准热電(diàn)偶两大类。所调用(yòng)标准热電(diàn)偶是指******标准规定了其热電(diàn)势与温度的关系、允许误差、并有(yǒu)统一的标准分(fēn)度表的热電(diàn)偶,它有(yǒu)与其配套的显示仪表可(kě)供选用(yòng)。非标准化热電(diàn)偶在使用(yòng)范围或数量级上均不及标准化热電(diàn)偶,一般也没有(yǒu)统一的分(fēn)度表,主要用(yòng)于某些特殊场合的测量。标准化热電(diàn)偶我國(guó)从1988年1月1日起,热電(diàn)偶和热電(diàn)阻全部按IEC******标准生产(chǎn),并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热電(diàn)偶為(wèi)我國(guó)统一设计型热電(diàn)偶。
(2)热電(diàn)偶的结构形式為(wèi)了保证热電(diàn)偶可(kě)靠、稳定地工(gōng)作(zuò),对它的结构要求如下:
①组成热電(diàn)偶的两个热電(diàn)极的焊接须***牢固;
②两个热電(diàn)极彼此之间应很(hěn)好地绝缘,以防短路;
③补偿导線(xiàn)与热電(diàn)偶自由端的连接要方便可(kě)靠;
④保护套管应能(néng)保证热電(diàn)极与有(yǒu)害介质(zhì)充分(fēn)隔离。
常用(yòng)热電(diàn)偶材料
热電(diàn)偶分(fēn)度号 热電(diàn)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
热電(diàn)偶的种类:装(zhuāng)配热電(diàn)偶,铠装(zhuāng)热電(diàn)偶,端面热電(diàn)偶,压簧固定热電(diàn)偶,高温热電(diàn)偶,铂铑热電(diàn)偶,防腐热電(diàn)偶,耐磨热電(diàn)偶,高压热電(diàn)偶,特殊热電(diàn)偶,手持式热電(diàn)偶,微型热電(diàn)偶,贵金属热電(diàn)偶 ,快速热電(diàn)偶 ,钨铼热電(diàn)偶 等等。
其优点是:
①测量精(jīng)度高。因热電(diàn)偶直接与被测对象接触,不受中(zhōng)间介质(zhì)的影响。
②测量范围广。常用(yòng)的热電(diàn)偶从-50~+1600℃均可(kě)边续测量,某些特殊热電(diàn)偶***低可(kě)测到-269℃(如金铁镍铬),***高可(kě)达+2800℃(如钨-铼)。
③构造简单,使用(yòng)方便。热電(diàn)偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小(xiǎo)和开头的限制,外有(yǒu)保护套管,用(yòng)起来非常方便。
热電(diàn)偶的基本定律
1,均质(zhì)导體(tǐ)定律
由同一种均质(zhì)材料(导體(tǐ)或半导體(tǐ))两端焊接组成闭合回路,无论导體(tǐ)截面如何以及温度如何分(fēn)布,将不产(chǎn)生接触電(diàn)势,温差電(diàn)势相抵消,回路中(zhōng)总電(diàn)势為(wèi)零。
可(kě)见,热電(diàn)偶须***由两种不同的均质(zhì)导體(tǐ)或半导體(tǐ)构成。若热電(diàn)极材料不均匀,由于温度梯存在,将会产(chǎn)生附加热電(diàn)势。
2,中(zhōng)间导體(tǐ)定律
在热電(diàn)偶回路中(zhōng)接入中(zhōng)间导體(tǐ)(第三导體(tǐ)),只要中(zhōng)间导體(tǐ)两端温度相同,中(zhōng)间导體(tǐ)的引入对热電(diàn)偶回路总電(diàn)势没有(yǒu)影响,这就是中(zhōng)间导體(tǐ)定律。
应用(yòng):依据中(zhōng)间导體(tǐ)定律,在热電(diàn)偶实际测温应用(yòng)中(zhōng),常采用(yòng)热端焊接、冷端开路的形式,冷端经连接导線(xiàn)与显示仪表连接构成测温系统。
有(yǒu)人担心用(yòng)铜导線(xiàn)连接热電(diàn)偶冷端到仪表读取mV值,在导線(xiàn)与热電(diàn)偶连接处产(chǎn)生的接触電(diàn)势会使测量产(chǎn)生附加误差。根据这个定律,是没有(yǒu)这个误差的!
3,中(zhōng)间温度定律
热電(diàn)偶回路两接点(温度為(wèi)T、T0)间的热電(diàn)势,等于热電(diàn)偶在温度為(wèi)T、Tn时的热電(diàn)势与在温度為(wèi)Tn、T0时的热電(diàn)势的代数和。Tn称中(zhōng)间温度。
应用(yòng):由于热電(diàn)偶E-T之间通常呈非線(xiàn)性关系,当冷端温度不為(wèi)0摄氏度时,不能(néng)利用(yòng)已知回路实际热電(diàn)势E(t,t0)直接查表求取热端温度值;也不能(néng)利用(yòng)已知回路实际热電(diàn)势E(t,t0)直接查表求取的温度值,再加上冷端温度确定热端被测温度值,需按中(zhōng)间温度定律进行修正。初學(xué)者经常不按中(zhōng)间温度定律来修正!
4,参考電(diàn)极定律
这个定律是专业人士才研究、关注的,一般生产(chǎn)、使用(yòng)环节的人士不太了解,简单说明就是:用(yòng)高纯度铂丝做标准電(diàn)极,假设镍铬-镍硅热電(diàn)偶的正负极分(fēn)别和标准電(diàn)极配对,他(tā)们的值相加是等于这支镍铬-镍硅的值。