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热电偶的运用

 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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