熱電偶的應用原理

發布時間：2021-10-28  人看過

熱電偶(ou)是工業(ye)上最常用的溫度(du)檢測元件(jian)之一。
其優(you)點是：
  ①測(ce)量精(jing)度(du)高。因(yin)熱電偶直接(jie)(jie)與(yu)被測(ce)對象(xiang)接(jie)(jie)觸(chu)，不(bu)受(shou)中間介質的影(ying)響(xiang)。
  ②測量范圍廣。常(chang)用的熱電(dian)偶(ou)(ou)從-50~+1600℃均可(ke)邊續測量，某些特(te)殊熱電(dian)偶(ou)(ou)最低可(ke)測到(dao)-269℃（如(ru)金鐵鎳鉻），最高可(ke)達(da)+2800℃（如(ru)鎢-錸）。
  ③構造(zao)簡單，使用方便(bian)。熱電偶通常(chang)是由兩種不(bu)同的金屬絲(si)組成，而(er)且不(bu)受大小(xiao)和開頭的限制，外有保護套管，用起來(lai)非常(chang)方便(bian)。
1.熱電(dian)偶測溫基(ji)本(ben)原理
   將兩種(zhong)不(bu)同材(cai)料的導(dao)體或(huo)半(ban)導(dao)體A和B焊接起來，構(gou)成一(yi)(yi)個閉合(he)回(hui)路，如圖2-1-1所示(shi)。當導(dao)體A和B的兩個執著點1和2之(zhi)間(jian)存在溫差時，兩者(zhe)之(zhi)間(jian)便產(chan)生(sheng)電(dian)動勢(shi),因(yin)而在回(hui)路中形成一(yi)(yi)個大小的電(dian)流,這(zhe)種(zhong)現象稱為熱(re)電(dian)效應。熱(re)電(dian)偶(ou)就是(shi)利(li)用這(zhe)一(yi)(yi)效應來工(gong)作的。

2．熱電偶的種(zhong)類及結構(gou)形成
  （1）熱電(dian)偶的種類
常(chang)用(yong)熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)可(ke)分(fen)為(wei)標(biao)準(zhun)熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)和非標(biao)準(zhun)熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)兩大類(lei)。所調(diao)用(yong)標(biao)準(zhun)熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)是指國家標(biao)準(zhun)規定了其熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)勢與溫度(du)的(de)關(guan)系、允許(xu)誤(wu)差、并(bing)有(you)統(tong)(tong)一的(de)標(biao)準(zhun)分(fen)度(du)表(biao)的(de)熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)，它有(you)與其配套的(de)顯示(shi)儀表(biao)可(ke)供(gong)選用(yong)。非標(biao)準(zhun)化熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)在使用(yong)范(fan)圍或數(shu)量(liang)級上均不及標(biao)準(zhun)化熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)，一般也沒有(you)統(tong)(tong)一的(de)分(fen)度(du)表(biao)，主要用(yong)于某些(xie)特殊場(chang)合的(de)測量(liang)。標(biao)準(zhun)化熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou) 我國從1988年1月1日起，熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)和熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻全(quan)部按IEC國際標(biao)準(zhun)生產，并(bing)指定S、B、E、K、R、J、T七種(zhong)標(biao)準(zhun)化熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)為(wei)我國統(tong)(tong)一設計型熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)。
  (2)熱電(dian)偶的(de)結構形式 為了保證熱電(dian)偶可靠、穩定地(di)工作(zuo)，對它的(de)結構要求如下(xia)：
    ① 組成熱電偶的兩個熱電極(ji)的焊接(jie)必須(xu)牢固；
    ② 兩個(ge)熱(re)電極彼此(ci)之間應很好地(di)絕緣，以防短路；
   ; ③ 補償導線與熱電(dian)偶自由端的連接(jie)要方便可靠；
    ④ 保護套(tao)管應(ying)能保證熱電極與有害介(jie)質充分隔離。
3．熱電偶冷(leng)端(duan)的溫度補償
    由于熱(re)(re)電(dian)偶(ou)的(de)材料(liao)一(yi)般都比(bi)(bi)較貴重（特別是(shi)采(cai)(cai)用(yong)貴 金(jin)屬時(shi)），而測溫點(dian)到(dao)儀表的(de)距離都很遠，為了(le)節省(sheng)熱(re)(re) 電(dian)偶(ou)材料(liao)，降低成本，通(tong)常采(cai)(cai)用(yong)補償導線把熱(re)(re)電(dian)偶(ou)的(de)冷 端(duan)（自由端(duan)）延伸到(dao)溫度(du)比(bi)(bi)較穩定的(de)控(kong)制(zhi)室(shi)內(nei)，連接到(dao) 儀表端(duan)子上(shang)。必(bi)須(xu)指出，熱(re)(re)電(dian)偶(ou)補償導線的(de)作用(yong)只起延伸熱(re)(re)電(dian)極，使(shi)熱(re)(re)電(dian)偶(ou)的(de)冷端(duan)移動到(dao)控(kong)制(zhi)室(shi)的(de)儀表端(duan)子上(shang)，它本身并不(bu)能消除(chu)冷端(duan)溫度(du)變(bian)化對測溫的(de)影響(xiang)，不(bu)起補償作用(yong)。因(yin)此，還需采(cai)(cai)用(yong)其他修正方法來補償冷端(duan)溫度(du)t0≠0℃時(shi)對測溫的(de)影響(xiang)。
在(zai)使用熱電偶(ou)補償導線時必(bi)須注(zhu)意型號相配，極性不能接錯，補償導線與熱電偶(ou)連(lian)接端的(de)溫度不能超過100℃。