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热电偶的工作原理及常见种类

上海锐驰创通电子科技有限公司

2010/7/5 11:54:38

两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量 端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对于热电偶 的热电势,应注意如下几个问题:
  1
:热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差,而不是热电偶两端温度差的函数;
  2
:热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成份和两端的温差有关;
  3
:当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关;若热电偶冷端的温度保持一定,则进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。

二、热电偶优点:

热电偶是工业中常用的温度测温元件,具有如下特点:

① 测量精度高:热电偶与被测对象直接接触,不受中间介质的影响。

② 热响应时间快:热电偶对温度变化反应灵敏。

③ 测量范围大:热电偶从 -40~+ 1600℃ 均可连续测温。

④性能可靠, 机械强度好。

⑤ 使用寿命长,安装方便。

三、热电偶的种类及结构:

1 常用的热电偶材料有: 

热电偶分度号

热电极材料

 

正极

负极

S

铂铑10

纯铂

R

铂铑13

纯铂

B

铂铑30

铂铑6

K

镍铬

镍硅

T

纯铜

铜镍

J

铜镍

N

镍铬硅

镍硅

E

镍铬

铜镍

 

2 ) 热电偶的结构形式:

热电偶的基本结构是热电极,绝缘材料和保护管;并与显示仪表、记录仪表或计算机等配套使用。在现场使用中根据环境,被测介质等多种因素研制成适合各种环境的热电偶。热电偶简单分为装配式热电偶,铠装式热 电偶和特殊形式热电偶;按使用环境细分有耐 高温热电偶,耐磨热电偶,耐腐热电偶,耐高压热电偶,隔爆热电偶,铝液测温用热电偶,循环硫化床用热电偶,水泥回转窑炉用热电偶,阳极焙烧炉用热电偶,高 温热风炉用热电偶,汽化炉用热电偶,渗碳炉用热电偶,高温盐浴炉用热电偶,铜、铁及钢水用热电偶,抗氧化钨铼热电偶,真空炉用热电偶,铂铑热电偶等。


热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对于热电偶的热电势,应注意如下几个问题:

1热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关, 只与热电偶材料的成份和两端的温差有关;

2热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数 的差,而不是热电偶冷端与工作端,两端温 度差的函数;

3:当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热 偶的温度差有关;若热电偶冷端的温度保 持一定,这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体AB焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。当导体AB的两个执着点12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。

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