一、工作原理
1.熱電偶是溫度測量儀器中常用的溫度測量元件。它直接測量溫度,將溫度信號轉(zhuǎn)換為熱電勢信號,將信號引入控制系統(tǒng),通過溫度變送器轉(zhuǎn)換為4-20ma顯示溫度。
2.熱電偶溫度測量的基本原理是,當兩端有溫度梯度時,電流通過兩種不同成分的材料導體A和B。此時,兩端之間存在電勢-熱電勢,即所謂的塞貝克效應(yīng)。
三、熱電偶電極A、B兩個接頭通常采用電弧焊、電熔焊、錫焊等焊接。焊點應(yīng)光滑、直徑小、接觸良好、牢固,以提高熱電偶的靈敏度和耐久性。
4.兩種不同成分的均質(zhì)導體為熱電極,高溫端為工作端T,低溫端為自由端T,通常在恒溫下。電勢的方向和大小與導體材料和兩個連接點的溫度有關(guān)。
這種現(xiàn)象被稱為熱電效應(yīng),由兩個導體組成的電路被稱為熱電偶,這兩個導體被稱為熱電極,電勢被稱為熱電勢。根據(jù)熱電勢與溫度之間的函數(shù)關(guān)系制作熱電偶分度表;
5.熱電偶的熱電位是熱電偶工作端溫度函數(shù)的差異,而不是熱電偶冷端和工作端溫差的函數(shù)。當熱電偶材料均勻時,僅與熱電偶材料的成分和兩端溫差有關(guān)。當確定熱電偶的兩個熱電偶絲材料成分時,熱電偶的熱電位僅與熱電偶的溫差有關(guān);如果熱電偶的冷端溫度保持在1,熱電偶的熱電位只是工作端溫度的單值函數(shù)。
6.常用的熱電偶分度號
(1)鉑銠10-鉑熱電偶(分度號)S)0~1600℃的測溫范圍
(2)鉑銠30-鉑銠6熱電偶(分度號)B)0~1700℃的測溫范圍
(3)鎳鉻-鎳硅熱電偶(分度號)K)測溫范圍為-200~ 1200℃
(4)鎳鉻-康銅熱電偶(分度號)E)測溫范圍為-200~ 900℃
二、冷端補償
1.自由端溫度為0℃。根據(jù)時間條件,不同的熱電偶爾有不同的分度表。根據(jù)熱電效應(yīng)原理,其熱電勢與兩端溫度有關(guān) 0℃給出的條件。但在實際使用中,由于環(huán)境溫度的影響,冷端往往靠近被測物體,其溫度不能保持0℃,導致測量誤差。
2.因此,必須采取相應(yīng)的補償或修正措施。常用的方法有冷端恒溫法、補償導線法、補償橋法、計算修正法等。
三、補償導線
1.補償線在一定溫度范圍內(nèi)(0)~100℃)與熱電偶和測量裝置相同標稱值的絕緣線連接,以補償與熱電偶連接處溫度變化引起的誤差。
2.熱電偶材料屬于貴金屬,補償導線相對便宜。熱電偶輸出的溫度信號可以傳輸?shù)竭h離數(shù)百米的控制室,并發(fā)送到顯示器或控制器。
3.這相當于將熱電偶延伸到溫度恒定的地方,解決了熱電偶冷端在熱設(shè)備附近造成的高溫和溫度不穩(wěn)定問題,使用方便,常用于熱電偶的安裝。它們是特殊的導線,補償導線只能與相應(yīng)的熱電偶一起使用,正極性和負極性是不可逆轉(zhuǎn)的。
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