熱電偶的應(yīng)用原理及使用方法

熱電偶原理:

熱電偶是工業(yè)上zui常用的溫度檢測(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(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)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(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)線時(shí)，要注意形式一致，不能搞錯(cuò)極性，補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電偶連接端的溫度不得超過(guò)100℃。

正確使用熱電偶:

例如，熱電偶的安裝位置和插入深度不能反映爐膛的真實(shí)溫度等，換句話說(shuō)，熱電偶不能安裝在離門和加熱太近的地方。 由于插入深度必須是保護(hù)管直徑的至少8~10倍，在熱電偶的保護(hù)套與壁之間未填充絕熱物質(zhì)，因此熱電偶保護(hù)管與爐壁孔之間的間隙被耐火泥或石棉繩等絕熱物質(zhì)堵塞，冷熱空氣對(duì)流而影響測(cè)溫準(zhǔn)確性，熱電偶的冷端過(guò)于接近爐體，溫度降低 由于熱電偶的安裝必須盡量避免強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)電場(chǎng)，因此請(qǐng)將熱電偶和動(dòng)力電纜設(shè)置在同一管道內(nèi)，以免干擾進(jìn)入。熱電偶無(wú)法設(shè)置在被測(cè)量介質(zhì)流動(dòng)較少的區(qū)域，用熱電偶測(cè)量管道內(nèi)的氣體溫度時(shí)，請(qǐng)將熱電偶設(shè)置在流速方向上的相反方向 2、絕緣變差導(dǎo)入的誤差，如熱電偶絕緣，保護(hù)管和導(dǎo)線板的污垢和鹽渣過(guò)多，熱電偶的極間和爐壁之間的絕緣變得不良，在高溫下變得更加嚴(yán)重，這不僅引起熱電勢(shì)的損失，還導(dǎo)入噪聲，由此引起的誤差達(dá)到百度 3、熱惰性導(dǎo)入的誤差由于熱電偶的熱惰性，儀表的指示值被測(cè)定溫度的變化延遲，因此在進(jìn)行快速測(cè)定時(shí)該影響特別顯著。 盡量采用熱電極細(xì)、保護(hù)管直徑小的熱電偶。 如果允許測(cè)溫環(huán)境，也可以拆下保護(hù)管。 由于存在測(cè)量延遲，熱電偶檢測(cè)出的溫度變動(dòng)的振幅比爐溫變動(dòng)的振幅小。 測(cè)量滯后越大，熱電偶的波動(dòng)振幅越小，與實(shí)際爐溫的差也越大。 用時(shí)間常數(shù)大的熱電偶測(cè)溫或控制溫度時(shí)，儀表顯示的溫度變動(dòng)小，但實(shí)際爐子的溫度變動(dòng)可能大。 為了準(zhǔn)確測(cè)量溫度，請(qǐng)選擇時(shí)間常數(shù)小的熱電偶。 時(shí)間常數(shù)與傳熱系數(shù)成反比，與熱電偶的熱端直徑、材料密度和比熱成正比，為了減小時(shí)間常數(shù)，除了增加傳熱系數(shù)以外，zui盡量減小熱端的尺寸是有效的。 使用通常采用熱傳導(dǎo)性良好的材料，管壁薄，內(nèi)徑小的保護(hù)套管。 在較精密的溫度測(cè)量中，使用的是沒(méi)有保護(hù)套的裸線熱電偶，但熱電偶容易破損，請(qǐng)立即進(jìn)行校正更換。 4、熱阻誤差為高溫時(shí)，保護(hù)管上有煤灰，附著灰塵時(shí)，熱阻增加，熱傳導(dǎo)受阻，此時(shí)溫度顯示值低于被測(cè)溫度的真值。 因此，應(yīng)保持熱電偶保護(hù)管的外部清潔。

本文熱電偶高頻詞： 測(cè)溫  測(cè)量 

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