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热电偶的基本知识,讲述的是基本知识和应用
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2010-05-07
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热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一,本文讲述的是基本知识和应用
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热电偶的基本知识
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。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。常用的热电偶从均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到
(如金铁镍铬),最高可达(如钨铼)。
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。
一、热电偶测温基本原理
将两种不同材料的导体或半导体 和 焊接起来,构成一个闭合回路,如图 所示。当导体 和
的两个执着点 和 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。
图 热电偶工作原理图
如图 所示,热电偶的一端将 、 两种导体焊在一起,置于温度为 的被测介中称为自由端,放在
温度为 的恒定温度下。当工作端的被测介质温度发生变化时,热电势随之发生变化,将热电势送入显
示仪表进行指示或记录,或送入微机进行处理,即可获得温度值。
热电偶两端的热电势差可以用下式表示:
式中:
热电偶的热电势;
温度为 时工作端的热电势;
温度为 时自由端的热电势
当自由端温度
恒定时,热电势只与工作端的温度有关,即
。
当组成热电偶的热电极的材料均匀时,其热电势的大小与热电极本身的长度和直径大小无关,只与热
电极材料的成分及两端的温度有关,因此,用各种不同的导体或半导体材料可做成各种用途的热电偶,以
满足不同温度对象测量的需要。
二、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 年 月 日起,热电偶和热电阻全部按 国际标准生产,并指定
、、、、、、 七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。这七种标准化热电偶的使用特性见
表 ,分度表详见 。
表 标准化热电偶使用特性
序
号
分
度
号
热电偶名称
热电偶
丝直径
(
)
等级及允许偏差
温度范围
℃
允许偏差
温度范
围℃
允许偏差
温度范
围℃
允许偏差
铂铑 铂
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铁康铜 !&,!
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镍铬康铜
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铜康铜
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注:
为被测温度
允许偏差以℃值或实际温度的百分数表示,两者中采用计算数值的较大值
、非标准化热电偶
非标准化热电偶使用概况见表
表 非标准热电偶使用概况
名称
材料
测温范围
℃
允许误差℃ 特点 用途
正极 负极
高温热电偶
铂铑& 铂
热电势较铂铑 大,其它一样
测量钴
合金熔
液温度
-
铂铑 & 铂铑
*
( 为"
) 为
"!#
在高温下抗沾污性能和机械性能
好
各种高
温测量
铂铑 铂铑
*
在高温下抗氧化性能,机械性能好,
化学稳定性好,以下热电势
小,参比端可以不用温度补偿
铱铑 + 铂铑
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