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热电 偶的应用原理


作者 :承德艾利特仪器仪表 日期:1970-01-01
热电 偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是:
  ①测 量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
  ②测 量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均 可边续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃   (如 金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。
  ③构 造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
  1.热 电偶测温基本原理
将两 种不同材料的导体或半导体A和B焊接 起来,构成一个闭合回路,如图2-1-1所
示。 当导体A和B的两 个执着点1和2之间 存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在
回路 中形成一个大小的电流,这种 现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工
作的。
  2.热 电偶的种类及结构形成
(1)热 电偶的种类
常用 热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家
标准 规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它
有与 其配套的显示仪表可供选用。非标准 化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准
化热 电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。
标准 化热电偶 我国从1988年1月1日起 ,热电偶和热电阻全部按IEC国际 标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准 化热电偶为我国统一设计型热电偶。
(2)热电 偶的结构形式 为了 保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:
① 组成 热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;
② 两个 热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;
③ 补偿 导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;
④ 保护 套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
  3.热 电偶冷端的温度补偿
由于 热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵 金属 时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热 电偶 材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷 端( 自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到 仪表 端子上。必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时 对测温的影响。
在使 用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃

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