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热电偶的应用原理

热电偶是工业上***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***低可测到-269℃(如金铁镍铬),***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。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。

(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。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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