热电偶工作原理.doc

热电偶工作原理.doc热电偶热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一,热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在路内产生热电流的物理现象。其优点是: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。测量范围广。常用的热电偶从-50〜+1600°C均可边续测量,某些特殊热电偶最彳氐可测到-269°C(如金铁操辂),最高可达+280CTC(如¥乌■铢)0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。,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。(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:组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。(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z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toHO°C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°co将两种不同的金属导体焊接在一起,构成闭合回路,如在焊接端(即测量端)加热产生温差,则在回路中就会产生热电动势,此种现象称为塞贝克效应(Seebeck-k)。如将另一端(即参考端)温度保持一定(一般为0°c),那么回路的热电动势则变成测理端温度的单值函数。这种以测量热电动势的方法来测量温度的元件,即两种成对的金属导体,称为热电偶。热电偶[5]是一种感温元件,是一次仪表。它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体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。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的—端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度