公司動(dòng)態(tài)
熱電偶測(cè)溫原理及其應(yīng)用重點(diǎn):
1、掌握熱電偶測(cè)溫原理
2、了解熱電偶測(cè)量電路及其補(bǔ)償方法
3、了解熱電偶應(yīng)用
一、熱電偶簡(jiǎn)介
熱電溫度記錄儀常以熱電偶作為測(cè)溫元件.它廣泛用來測(cè)量-200℃~1300℃范圍內(nèi)的溫度,特殊情況下,可測(cè)至2800℃的高溫或4K的低溫.它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,準(zhǔn)確度高,測(cè)溫范圍廣等特點(diǎn).由于熱電偶將溫度轉(zhuǎn)化成電量進(jìn)行檢測(cè),使溫度的測(cè)量、控制、以及對(duì)溫度信號(hào)的放大變換都很方便,適用于遠(yuǎn)距離測(cè)量和自動(dòng)控制。在接觸式測(cè)溫法中,熱電溫度計(jì)的應(yīng)用很普遍。
二、熱電偶測(cè)溫原理:
1.定義:由兩種導(dǎo)體組合而成,將溫度轉(zhuǎn)化為熱電動(dòng)勢(shì)的傳感器叫做熱電偶。2.測(cè)溫原理:熱電偶的測(cè)溫原理基于熱電效應(yīng)。將兩種不同材料的導(dǎo)體A和B串接成一個(gè)閉合回路,當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)1和2的溫度不同時(shí),如果T>T0(如上圖12-1熱電效應(yīng)),在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì),在回路中產(chǎn)生一定大小的電流,此種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電動(dòng)勢(shì)記為EAB,導(dǎo)體A、B稱為熱電極。接點(diǎn)1通常是焊接在一起的,測(cè)量時(shí)將它置于測(cè)溫場(chǎng)所感受被測(cè)溫度,故稱為測(cè)量端(或工作端,熱端)。 接點(diǎn)2要求溫度恒定,稱為參考端(或冷端)。3.熱電效應(yīng):導(dǎo)體A和B組成的熱電偶閉合電路在兩個(gè)接點(diǎn)處分別由eAB(T)與eAB(T0)兩個(gè)接觸電勢(shì),又因?yàn)門>T0,在導(dǎo)體A和B中還各有一個(gè)溫差電勢(shì)。所以閉合回路總熱電動(dòng)勢(shì)EAB(T,T0)應(yīng)為接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電勢(shì)的代數(shù)和,即:4.閉合回路總熱電動(dòng)勢(shì)對(duì)于已選定的熱電偶,當(dāng)參考溫度恒定時(shí),總熱電動(dòng)勢(shì)就變成測(cè)量端溫度T的單值函數(shù),即EAB(T,T0)=f(T)。這就是熱電偶測(cè)量溫度的基本原理。在實(shí)際測(cè)溫時(shí),必須在熱電偶閉合回路中引入連接導(dǎo)線和儀表。
三、有關(guān)熱電偶測(cè)溫的基本原則
由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路,不論導(dǎo)體的橫截面積,長(zhǎng)度以及溫度分布如何均不產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)。如果熱電偶的兩根熱電極由兩種均質(zhì)導(dǎo)體組成,那么,熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)僅與兩接點(diǎn)的溫度有關(guān),與熱電偶的溫度分布無關(guān);如果熱電極為非均質(zhì)電極,并處于具有溫度梯度的溫場(chǎng)時(shí),將產(chǎn)生附加電勢(shì),如果僅從熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)大小來判斷溫度的高低就會(huì)引起誤差。1、均質(zhì)導(dǎo)體定則: 2、中間導(dǎo)體定則: 在熱電偶回路中接入第三種材料的導(dǎo)體,只要兩端的溫度相等,該導(dǎo)體接入就不會(huì)影響熱電偶回路的總熱電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)這一定則,可以將熱電偶的一個(gè)接點(diǎn)斷開接入第三種導(dǎo)體,也可以將熱電偶的一種導(dǎo)體斷開接入第三種導(dǎo)體,只要每一種導(dǎo)體的兩端溫度相同,均不影響回路的總熱電動(dòng)勢(shì)。在實(shí)際測(cè)溫電路中,必須有連接導(dǎo)線和顯示儀器,若把連接導(dǎo)線和顯示儀器看成第三種導(dǎo)體,只要他們的兩端溫度相同,則不影響總熱電動(dòng)勢(shì)。3、參考電極定則:兩種導(dǎo)體A,B分別與參考電極C(或稱標(biāo)準(zhǔn)電極)組成熱電偶,如果他們所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)為已知,A和B兩極配對(duì)后的熱電動(dòng)勢(shì)可用下式求得由此可見,只要知道兩種導(dǎo)體分別與參考電極組成熱電偶時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì),就可以依據(jù)參考電極定則計(jì)算出兩導(dǎo)體組成熱電偶時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)。從而簡(jiǎn)化了熱電偶的選配工作。由于鉑的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,熔點(diǎn)高,易提純,所以人們多采用高純鉑作為參考電極。
四、常用熱電偶
適于制作熱電偶的材料有300多種,其中廣泛應(yīng)用的有40~50種。國(guó)際電工委員會(huì)向世界各國(guó)推薦8種熱電偶作為標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶.我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶也有8種。分別是:鉑銠10-鉑(分度號(hào)為S)、鉑銠13-鉑(R)、鉑銠30-鉑銠6(B)、鎳鉻-鎳硅(K)、鎳鉻-康銅(E)、鐵-康銅(J)、銅-康銅(T)和鎳鉻硅-鎳硅(N)。下面簡(jiǎn)要介紹其中幾種
五、幾種常用的熱電偶
1、鉑銠10-鉑熱電偶 1.組成:由φ0.5mm的純鉑絲和直徑相同的鉑銠絲制成,分度號(hào)為S鉑銠絲為正極,純鉑絲為負(fù)極。2.特點(diǎn):熱電性能好,抗氧化性強(qiáng),宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用。長(zhǎng)期適用的溫度為1400℃,超過此溫度時(shí),即使在空氣中純鉑絲也將再結(jié)晶而使晶粒增大。短期使用溫度為1600℃。在所有的熱電偶中,它的準(zhǔn)確度等級(jí)很高,通常用作標(biāo)準(zhǔn)或測(cè)量高溫的熱電偶,其使用溫度范圍廣(0~1600℃),均質(zhì)性及互換性好。
其缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴,熱電勢(shì)較小,需配靈敏度高的顯示儀表。
- 下一個(gè):壓力表的類型選用