熱電偶的工作原理及常見(jiàn)種類

在兩個(gè)不同成分的導(dǎo)體(稱為熱電偶芯線和熱電極)的兩端連接電路，如果接合點(diǎn)的溫度不同，則在電路中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，該電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)。 熱電偶是利用該原理進(jìn)行溫度測(cè)量的，其中直接用于測(cè)量介質(zhì)溫度的一端稱為工作端(也稱為測(cè)量端，另一端稱為冷端(也稱為補(bǔ)償端) )的冷端與顯示器或輔助器連接，顯示器表示熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)。

熱電偶實(shí)際上是將熱能轉(zhuǎn)換為電能，利用產(chǎn)生的熱電勢(shì)測(cè)量溫度的能量轉(zhuǎn)換器，熱電偶的熱電勢(shì)是熱電偶的兩端溫度函數(shù)的差，不是熱電偶的兩端溫度差的函數(shù)， 2 :熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)的大小，在熱電偶的材料均勻的情況下，與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無(wú)關(guān)，只與熱電偶材料的成分和兩端的溫度差有關(guān)的3 :熱電偶的兩個(gè)熱電偶線材的成分確定后，熱電偶的熱電勢(shì)的大小， 如果只與熱電偶的溫度差有關(guān)的熱電偶的冷端溫度保持一定，進(jìn)入熱電偶的熱電勢(shì)只不過(guò)是工作端溫度的一值函數(shù)。

二、熱電偶的優(yōu)點(diǎn):

熱電偶是工業(yè)常用的溫度測(cè)溫元件，具有以下特點(diǎn)

①測(cè)量精度高:熱電偶與被測(cè)量對(duì)象直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響。

②熱響應(yīng)時(shí)間快:熱電偶對(duì)溫度變化敏感。

③測(cè)量范圍廣:熱電偶可連續(xù)測(cè)溫至-40~+ 1600℃。

④性能可靠，機(jī)械強(qiáng)度好。

⑤壽命長(zhǎng)，安裝方便。

三、熱電偶的種類和結(jié)構(gòu):

(1)一般熱電偶材料如下:

熱電偶索引編號(hào)

熱電極材料

正極

負(fù)極

s

鉑銠10

純鉑

r

鉑銠13

純鉑

乙組聯(lián)賽

鉑銠30

鉑銠6

K

鎳鉻合金

硅鎳合金

t.t

純銅

銅鎳

日本職業(yè)足球聯(lián)賽

鐵

銅鎳

n

鎳鉻合金

硅鎳合金

e

鎳鉻合金

銅鎳

(2)熱電偶的結(jié)構(gòu)形式:

熱電偶的基本結(jié)構(gòu)與熱電極、絕緣材料和作為保護(hù)管的顯示器、記錄儀、計(jì)算機(jī)等組合使用。 在現(xiàn)場(chǎng)的使用中，根據(jù)環(huán)境、被檢測(cè)介質(zhì)等各種因素，開(kāi)發(fā)了適合各種環(huán)境的熱電偶。 熱電偶簡(jiǎn)單分為組裝式熱電偶、套管式熱電偶和特殊形式熱電偶，每個(gè)使用環(huán)境都有耐熱熱電偶、耐高溫?zé)犭娕?、耐腐蝕熱電偶、耐壓熱電偶、鋁液測(cè)溫用熱電偶、循環(huán)硫化臺(tái)熱電偶、水泥旋轉(zhuǎn)窯用熱電偶、陽(yáng)極燒成爐用熱電偶、高溫?zé)犸L(fēng)爐用熱電偶、氣化爐用熱電偶， 碳滲透爐用熱電偶、高溫鹽浴爐用熱電偶、銅、鐵及鋼水用熱電偶、抗氧化鎢錸熱電偶、真空爐用熱電偶、鉑銠熱電偶等被細(xì)分化。

熱電偶實(shí)際上是能量轉(zhuǎn)換器，將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用產(chǎn)生的熱電勢(shì)測(cè)量溫度。 關(guān)于熱電偶的熱電勢(shì)，請(qǐng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題

1 :熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)的大小，在熱電偶的材料均勻的情況下，與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無(wú)關(guān)，只與熱電偶材料的成分和兩端的溫度差有關(guān)

2 :熱電偶的熱電勢(shì)是熱電偶的工作端的兩端溫度函數(shù)的差，不是熱電偶的冷端和工作端、兩端溫度差的函數(shù)

3 :確定了熱電偶的兩個(gè)熱電偶線材的成分后，熱電偶的熱電勢(shì)的大小，只要與熱電偶的溫度差有關(guān)的熱電偶的冷端溫度保持一定，該熱電偶的熱電勢(shì)只是工作端溫度的一值函數(shù)。 焊接兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體a和b，構(gòu)成如圖所示的閉合電路。 當(dāng)導(dǎo)體a和b的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫度差時(shí)，在兩者之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，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(gè)效果發(fā)揮作用。

本文熱電偶高頻詞： 電勢(shì)  測(cè)量 

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