熱電偶的原理和結(jié)構(gòu)

熱電偶是工業(yè)上zui常用的溫度檢測元件之一。 優(yōu)勢包括:

①測量精度高。 由于熱電偶直接與被測對象接觸，因此不受中間介質(zhì)的影響。

②測量范圍廣。 通常的熱電偶可以從-50~+1600℃連續(xù)測量，特定的特殊熱電偶zui可以測量到-269℃(例如鐵鎳鉻合金)，zui可以測量到+2800℃(例如鎢-錸)。

③結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。 熱電偶通常由兩種不同的電線組成，且不受大小和開頭限制，外面有保護(hù)套，使用方便。

1 .熱電偶測溫的基本原理

焊接兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體a和b，構(gòu)成一個閉合電路。 當(dāng)導(dǎo)體a和b的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫度差時，在兩者之間產(chǎn)生電動勢，在電路中產(chǎn)生大電流的現(xiàn)象被稱為熱電效應(yīng)。 熱電偶利用這個效果發(fā)揮作用。

2 .熱電偶的種類和結(jié)構(gòu)形成

(1)熱電偶的種類

常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩類。 調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱電勢和溫度的關(guān)系、允許誤差、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)尺度的熱電偶，有與其配套的顯示器。 未標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶不及使用范圍或數(shù)量級標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的標(biāo)度表，主要用于特殊情況下的測量。 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶

我國自1988年1月1日起，熱電偶和熱阻均由IEC國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，將s、b、e、k、r、j、t (索引編號)標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶指定為中國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶。

(2)為了保證熱電偶可靠且穩(wěn)定地工作，熱電偶的結(jié)構(gòu)形式有以下要求

①構(gòu)成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固

②兩個熱電極應(yīng)該相互絕緣，防止短路

③補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接應(yīng)簡單可靠

④保護(hù)套必須保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

3 .熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償

熱電偶的材料一般是貴重的(特別是采用貴金屬時)，但是從測溫點到儀表的距離很遠(yuǎn)，為了節(jié)約熱電偶的材料，降低成本，通常使用補(bǔ)償導(dǎo)線將熱電偶的冷端(自由端)延長到溫度比較穩(wěn)定的控制室，并與儀表端子連接。 必須指出，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只是將熱電偶的冷端子移動到控制室的儀表端子，不能消除冷端子的溫度變化對測溫的影響，不能進(jìn)行補(bǔ)償。 因此，為了補(bǔ)償冷卻溫度t0&ne，還需要其他修正方法，對0℃下的測溫產(chǎn)生影響。

使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時，要注意形式一致，不能搞錯極性，補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電偶連接端的溫度不得超過100℃。

例如，s型熱電偶)鉑銠10-鉑熱電偶鉑銠10-鉑熱電偶( s型熱電偶)為貴金屬熱電偶。 偶數(shù)絲的直徑為0.5mm，容許偏差為-0.02mm，其正極( SP )的名義化學(xué)成分為鉑銠合金，其中規(guī)定銠為10%、鉑為90%、負(fù)極( SN )為純鉑，因此通稱為鉑銠熱電偶。 該熱電偶的長期zui高使用溫度為1300℃，短期zui高使用溫度為1600℃。 s型熱電偶為熱電偶系列，具有精度zui高、穩(wěn)定性zui好、測溫溫度范圍寬、壽命長等優(yōu)點。 其物理、化學(xué)性能良好，熱電勢穩(wěn)定性和高溫抗氧化性能良好，適合氧化性和惰性氣氛。 由于s型熱電偶具有良好的綜合性能，符合國際使用的溫度標(biāo)準(zhǔn)的s型熱電偶長期以來被用作國際溫度標(biāo)準(zhǔn)的插補(bǔ)器具，&ldquo； its-90與rdquo； 今后，規(guī)定不再作為國際溫度指標(biāo)的內(nèi)部檢查機(jī)器使用，但國際溫度咨詢委員會( CCT )認(rèn)為，s型熱電偶還可以近似地實現(xiàn)國際溫度指標(biāo)。 缺乏s型熱電偶是熱電勢，熱電勢率小，靈敏度低，高溫下機(jī)械強(qiáng)度下降，對污染敏感，貴金屬材料昂貴，一次性投資大。

本文熱電偶高頻詞： 補(bǔ)償導(dǎo)線  測溫 

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