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熱電偶工作原理及冷端補償方法

發布來源:天津德芃科技集團有限公司  發布日期: 2022-09-03  訪問量:2856

一、工作原理

1.熱電偶是溫度測量儀器中常用的溫度測量元件。它直接測量溫度,將溫度信號轉換為熱電勢信號,通過溫度變送器轉換為4-20mA將信號引入控制系統以顯示溫度。

2.熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成分的材料導體A和B當兩端有溫度梯度時,電流就會通過。此時,兩端之間存在電勢-熱電勢,即所謂的塞貝克效應。

三、熱電偶電極A、B兩個接頭通常用電弧焊、電熔焊、錫焊等焊接在一起。焊點應光滑、直徑小、接觸良好、牢固,以提高熱電偶的靈敏度和耐久性。

4.兩種不同成分的均質導體是熱電極,高溫的一端是工作端T,低溫的一端是自由端T自由端通常處于恒定溫度下。電勢的方向和大小與導體材料和兩個連接點的溫度有關。

這種現象被稱為熱電效應,由兩個導體組成的電路被稱為熱電偶,這兩個導體被稱為熱電極,電勢被稱為熱電勢。根據熱電勢與溫度之間的函數關系,制作熱電偶分度表;

5.熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端兩端溫度函數的差異,而不是熱電偶冷端與工作端溫差的函數.當熱電偶材料均勻時,只與熱電偶材料的成分和兩端的溫差有關。當確定熱電偶的兩個熱電偶絲材料成分時,熱電偶的熱電勢只與熱電偶的溫差有關;如果熱電偶冷端的溫度保持在1,熱電偶的熱電勢只是工作端溫度的單值函數。

6.常用的熱電偶分度號

(1)鉑銠10-鉑熱電偶(分度號)S)其測溫范圍為0~1600℃

(2)鉑銠30-鉑銠6熱電偶(分度號為)B)測溫范圍為0~1700℃

(3)鎳鉻-鎳硅熱電偶(分度號)K)測溫范圍為-200~ 1200℃

(4)鎳鉻-康銅熱電偶(分度號)E)測溫范圍為-200~ 900℃

二、冷端補償

1.自由端溫度為0℃根據時間條件,不同的熱電偶有不同的分度表。根據熱電效應原理,其熱電勢與兩端溫度有關,度 度為0℃給出的條件。但在實際使用中,冷端往往靠近被測物體,受環境溫度影響,其溫度不能保持0℃,這就產生了測量誤差。

2.因此,必須采取相應的補償或修正措施。常用的方法有冷端恒溫法、補償導線法、補償橋法、計算修正法等。

三、補償導線

1.補償導線在一定溫度范圍內(0)~100℃)一對具有與匹配熱電偶熱電勢相同標稱值的絕緣導線與熱電偶和測量裝置連接,以補償與熱電偶連接處溫度變化引起的誤差。

2.熱電偶材料屬于貴金屬,補償導線相對便宜。熱電偶輸出的溫度信號可偶的冷端,熱電偶輸出的溫度信號可以傳輸到遠離數百米的控制室,并送到顯示儀器或控制儀器。

3.這相當于將熱電偶延伸到溫度恒定的地方,解決了熱電偶冷端在熱設備附近造成的高溫和溫度不穩定問題,使用方便,常用于熱電偶安裝。它們是專用導線,一種補償導線只能與相應的熱電偶一起使用,正負極性不可逆轉。

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