熱電偶/探頭的相關(guān)知識(shí)
一，熱電偶/探頭是工業(yè)上zui常用的溫度檢測(cè)元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是：
①測(cè)量精度高。因熱電偶/探頭直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。
②測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶/探頭從-50~+1600℃均可邊續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶/探頭zui低可測(cè)到-269℃熱電偶/探頭熱電偶/探頭 （如金鐵鎳鉻），zui高可達(dá)+2800℃（如鎢-錸）。
③構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶/探頭通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。
二，什么是熱電偶
熱電偶是一種感溫元件, 屬于溫度測(cè)量中的接觸式測(cè)溫。它能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電勢(shì)信號(hào), 通過(guò)電氣測(cè)量?jī)x表的配合, 就能測(cè)量出被測(cè)的溫度。
三，熱電偶/探頭測(cè)溫基本原理
將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)。就是所謂的塞貝克效應(yīng)。熱電偶/探頭就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。
導(dǎo)體 A 和 B 稱(chēng)為熱電極。溫度較高的一 端 (T >叫工作端 ( 通常焊接在一起 )；溫度較低的一端 (To >叫自由端 ( 通常處于某個(gè)恒定的溫度下>。
根據(jù)熱電勢(shì)與溫度函數(shù)關(guān)系?？芍瞥蔁犭娕挤侄缺?。分度表是在自由端溫度 To=00C 的條件下得到的。不同的熱電偶具有不同的分度表。
在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí), 只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同, 熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此, 在熱電偶測(cè)溫時(shí), 可接入測(cè)量?jī)x表, 測(cè)得熱電勢(shì)后, 即可知道被測(cè)介質(zhì)的溫度。
從理論上講, 任何兩種導(dǎo)體都可以配制成熱電偶, 但實(shí)際上并不是所有材料都能制作熱電偶, 故對(duì)熱電極材料必須滿(mǎn)足以下幾 點(diǎn)：
(1) 熱電偶材料受溫度作用后能產(chǎn)生較高的熱電勢(shì), 熱電勢(shì)和溫度之間的關(guān)系呈線(xiàn)性或近似線(xiàn)性的單值函數(shù)關(guān)系；
(2)能測(cè)量較高的溫度, 并在較寬的溫度范國(guó)內(nèi)應(yīng)用, 經(jīng)長(zhǎng)期使用后, 物理、化學(xué)性能及熱電特性保持穩(wěn)定；
(3) 要求材料的電阻溫度系數(shù)要小, 電阻率高, 導(dǎo)電性能好, 熱容量要??；
(4) 復(fù)現(xiàn)性要好, 便于大批生產(chǎn)和互換, 便于制定統(tǒng)一的分度表；
(5) 機(jī)械性能好, 材質(zhì)均勻；
(6)資源豐富, 價(jià)格便宜。
四．熱電偶/探頭的種類(lèi)及結(jié)構(gòu)形成
（1）熱電偶/探頭的種類(lèi)
常用熱電偶/探頭可分為：
1，標(biāo)準(zhǔn)熱電偶/探頭
2，非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶/探頭兩大類(lèi)。
所謂用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶/探頭是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶/探頭，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶/探頭在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶/探頭，一般也沒(méi)有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場(chǎng)合的測(cè)量。
標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶/探頭 我國(guó)從1988年1月1日起，熱電偶/探頭和熱電阻全部按IEC標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶/探頭為我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶/探頭。
(2)熱電偶/探頭的結(jié)構(gòu)形式 為了保證熱電偶/探頭可靠、穩(wěn)定地工作，對(duì)它的結(jié)構(gòu)要求如下：
① 組成熱電偶/探頭的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固；
② 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；
③ 補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)與熱電偶/探頭自由端的連接要方便可靠；
④ 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。
(3)．冷端的溫度補(bǔ)償
由于熱電偶/探頭的材料一般都比較貴重（特別是采用貴 金屬時(shí)），而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱 電偶材料，降低成本，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)把熱電偶/探頭的冷 端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到 儀表端子上。必須指出，熱電偶/探頭補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的作用只起延伸熱電極，使熱電偶/探頭的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。
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