熱電偶與熱電阻的應(yīng)用原理

另一方面，熱電偶的應(yīng)用原理熱電偶是工業(yè)上常用于zui的溫度檢測(cè)元件之一。 ①具有測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)。 由于熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，因此不受中間介質(zhì)的影響。 ②測(cè)量范圍廣。 通常的熱電偶可以從-50~+1600℃連續(xù)測(cè)量，特定的特殊熱電偶zui可以測(cè)量到-269℃(例如鐵鎳鉻合金)，zui可以測(cè)量到+2800℃(例如鎢-錸)。 ③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。 熱電偶通常由兩種不同的電線(xiàn)組成，且不受大小和開(kāi)頭限制，外面有保護(hù)套，使用方便。 1 .熱電偶測(cè)溫的基本原理是，如圖2-1-1所示，焊接2種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體a和b，構(gòu)成一個(gè)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(chēng)為熱電效應(yīng)。 熱電偶利用這個(gè)效果發(fā)揮作用。 2、熱電偶的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)形成(1)熱電偶的種類(lèi)常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶2種。 調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱電勢(shì)與溫度的關(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(jí)標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶，一般也沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)度表，主要用于特殊情況下的測(cè)量。 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國(guó)自1988年1月1日起，熱電偶和熱阻均按IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，將s、b、e、k、r、j、t 7種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶指定為中國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。 (2)熱電偶的結(jié)構(gòu)形式為了保證熱電偶可靠且穩(wěn)定地工作，在其結(jié)構(gòu)中①構(gòu)成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固②兩個(gè)熱電極相互絕緣，必須防止短路③補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)與熱電偶自由端的連接必須簡(jiǎn)單可靠 3 .熱電偶的冷端的溫度補(bǔ)償，由于熱電偶的材料一般是貴重的(特別是采用貴金屬的情況)，因此從測(cè)溫點(diǎn)到計(jì)量?jī)x表的距離較遠(yuǎn)，為了節(jié)約熱電偶的材料，降低成本，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)將熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度穩(wěn)定的控制室，與計(jì)量?jī)x表端子連接 必須指出，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的作用只是將熱電偶的冷端子移動(dòng)到控制室的儀表端子，不能消除冷端子的溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響，不能進(jìn)行補(bǔ)償。 因此，為了補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響，需要采用其他的修正方法。 使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，要注意形式一致，不能搞錯(cuò)極性，補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)和熱電偶連接端的溫度不得超過(guò)100℃。 二、熱阻的應(yīng)用原理熱阻是中低溫區(qū)zui中常用的溫度檢測(cè)器。

其主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。 其中鉑熱的電阻測(cè)度zui高，不僅在工業(yè)測(cè)溫中，在標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)儀器中也得到了廣泛應(yīng)用。

1 .測(cè)溫電阻體的測(cè)溫原理和材料測(cè)溫電阻體是根據(jù)金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加的特性進(jìn)行溫度測(cè)定的。 熱電阻幾乎都是純金屬材料制成的，現(xiàn)在大多使用zui的是鉑和銅，除此之外，現(xiàn)在還開(kāi)始用中值、鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。 2 .熱阻的結(jié)構(gòu)(1)精通型熱阻工業(yè)中常用的熱阻感溫元件(電阻體)的結(jié)構(gòu)和特征如表2-1-11所示。 根據(jù)測(cè)溫電阻體的測(cè)溫原理，被測(cè)溫度的變化直接通過(guò)測(cè)溫電阻體的電阻值的變化來(lái)測(cè)量，因此測(cè)溫電阻體的引線(xiàn)等各種引線(xiàn)電阻的變化對(duì)溫度測(cè)量有影響。 (2)護(hù)套測(cè)溫電阻體是由感溫元件(電阻體)、導(dǎo)線(xiàn)、絕緣材料、不銹鋼制外殼組合而成的堅(jiān)固的體，如圖2-1-7所示，外徑達(dá)到φ2~φ8mm，zui達(dá)到φmm。 與普通型熱阻體相比，具有體積小、內(nèi)部無(wú)氣隙、熱慣性上測(cè)量滯后小的優(yōu)點(diǎn)②機(jī)械性能好、耐振動(dòng)、耐沖擊③能彎曲、安裝容易④壽命長(zhǎng)。 (3)端面熱阻端面熱阻感溫元件用經(jīng)過(guò)特殊處理的電阻線(xiàn)材卷繞，與溫度計(jì)端面緊密接觸，其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。 這與一般的軸向熱電阻體相比，能夠更準(zhǔn)確且迅速地反映被測(cè)量端面的實(shí)際溫度，適用于測(cè)量金屬和其他工件的端面溫度。 (4)隔爆型熱電阻隔板隔爆熱電阻體通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)的端子箱，將該殼體內(nèi)部的爆炸性混合氣體因火花或電弧等的影響而產(chǎn)生的爆炸封閉在端子箱內(nèi)，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不發(fā)生爆炸。 隔爆型熱電阻體可用于Bla~B3c級(jí)區(qū)域有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的溫度測(cè)量。 3 .構(gòu)成測(cè)溫電阻體系統(tǒng)的測(cè)溫電阻體系統(tǒng)一般由測(cè)溫電阻體、連接線(xiàn)、顯示器等構(gòu)成。 ①測(cè)溫電阻體與顯示器的分度代號(hào)必須一致②為了消除連接導(dǎo)線(xiàn)電阻變化的影響，必須注意必須采用三線(xiàn)式連接法。 具體內(nèi)容見(jiàn)本篇第三章。 (2)護(hù)套測(cè)溫電阻體是由感溫元件(電阻體)、導(dǎo)線(xiàn)、絕緣材料、不銹鋼套筒組合而成的堅(jiān)固的體，如圖2-1-7所示，外徑較小，為φ2~φ8mm，zui較小。 與普通型熱電阻相比，具有體積小、內(nèi)部無(wú)氣隙、熱慣性上測(cè)量滯后小的優(yōu)點(diǎn)②機(jī)械性能好、抗振動(dòng)、抗沖擊、③易彎曲、易安裝④壽命長(zhǎng)。 (3)端面熱阻端面熱阻感溫元件用經(jīng)過(guò)特殊處理的電阻線(xiàn)材卷繞，與溫度計(jì)端面緊密接觸，其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。 這與一般的軸向熱電阻體相比，能夠更準(zhǔn)確且迅速地反映被測(cè)量端面的實(shí)際溫度，適用于測(cè)量金屬和其他工件的端面溫度。 (4)隔爆型熱電阻抗體通過(guò)特殊構(gòu)造的端子箱，為了使其殼體內(nèi)部的爆炸性混合氣體接受電火花或電弧等影響電阻抗體的隔斷修理，改變電阻線(xiàn)的長(zhǎng)度對(duì)電阻值產(chǎn)生影響，因此較好更換新的電阻抗體，采用焊接修理時(shí)，焊接后檢查合格后使用。

本文熱電偶高頻詞： 測(cè)溫  測(cè)量 

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