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热电偶工作原理(热电偶工作原理及冷端补偿方法)(图文)

发布时间:2021-02-23 19:30:39 作者:编辑 栏目:知识 阅读量:()

热电偶工作原理(热电偶工作原理及冷端补偿方法)工作原理

热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过温度变送器转换成4-20mA信号引入到控制系统显示温度。

热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体A和B组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect)。

热电偶工作原理及冷端补偿方法

热电偶的电极A、B两接点通常用电弧焊、电熔焊、锡焊等焊接在一起。焊点要求圆滑、直径小、接触好、牢固,增强热电偶的灵敏度和耐用性。

两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端T,温度较低的一端为自由端T0,自由端通常处于某个恒定的温度下。该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。

热电偶工作原理及冷端补偿方法

这种现象称为“热电效应”,两种导体组成的回路称为“热电偶”,这两种导体称为“热电极”,产生的电动势则称为“热电动势”。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;

热电偶工作原理及冷端补偿方法

常用热电偶分度号

(1)铂铑10-铂热电偶(分度号S)其测温范围为0~1600℃

(2)铂铑30-铂铑6热电偶(分度号为B)其测温范围为0~1700℃

(3)镍铬-镍硅热电偶(分度号为K)其测温范围为—200~+1200℃

(4)镍铬-康铜热电偶(分度号为E)其测温范围为—200~+900℃

热电偶工作原理及冷端补偿方法

冷端补偿

分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。从热电效应原理可知,其热电动势与两端温度均有关,而分度表是在冷端温 度为0℃的条件下给出的。但在实际使用时,冷端常常靠近被测物,且受环境温度的影 响,其温度无法保持0℃,这样就产生了测量误差。

所以必须采取相应的措施来进行补偿或修正,常用的方法有冷端恒温法、补偿导线法、补偿电桥法、计算修正法等几种。

热电偶工作原理及冷端补偿方法

补偿导线

补偿导线是在一定温度范围内(0~100℃)具有与所匹配热电偶热电动势相同标称值的一对带有绝缘层的导线,用它们连接热电偶与测量装置,以补偿它们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。

热电偶工作原理及冷端补偿方法

补偿导线

热电偶材料属于贵金属,而补偿导线相对便宜。用补偿导线与热电偶的冷端连结,就可以将热电偶输出的温度信号传输到远离数百米的控制室里,送给显示仪表或控制仪表。

热电偶工作原理及冷端补偿方法

这就相当于把热电偶延长到温度恒定的地方,解决了热电偶冷端在热设备附近造成的高温和温度不稳定问题,使用方便,是热电偶安装中经常采用的。它们是专用导线,一种类型的补偿导线只能同相应的一类热电偶配套使用,而且正、负极性不可接反。

关键字: 热电偶

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