熱電偶探頭的相關原理

來源：重慶歐德儀表有限公司 2022年03月27日 08:45

一、熱電偶/探頭是工業上的溫度檢測元件之一。

其優點是:

1、測量精度高。因熱電偶/探頭直接與被測對象接觸,不受中間介質的影響。

測量范圍廣。常用的熱電偶/探頭從-50℃~+1600℃均可邊續測量,某些特殊熱電偶/探頭可測到-269℃熱電偶/探頭熱電偶/探頭(如金鐵鎳鉻),可達+2800℃(如鎢-錸)。③構造簡單,使用方便。熱電偶/探頭通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護套管,用起來非常方便。

二、什么是熱電偶

熱電偶是一種感溫元件,屬于溫度測量中的接觸式測溫。它能將溫度信號轉換成熱電勢信號,通過電氣測量儀表的配合,就能測量出被測的溫度。

三、熱電偶/探頭測溫基本原理
將兩種不同材料的導體或半導體a和b焊接起來,構成一個閉合回路,當導體a和b的兩個執著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現象稱為熱電效應。就是所謂的塞貝克效應。熱電偶/探頭就是利用這一效應來工作的。導體a和b稱為熱電極。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(通常處于某個恒定的溫度下〉。根據熱電勢與溫度函數關系。可制成熱電偶分度表。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,只要該材料兩個接點的溫度相同,熱電偶所產生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測溫時,可接入測量儀表,測得熱電勢后,即可知道被測介質的溫度。從理論上講,任何兩種導體都可以配制成熱電偶,但實際上并不是所有材料都能制作熱電偶。

故對熱電極材料必須滿足以下幾點:

(1)熱電偶材料受溫度作用后能產生較高的熱電勢,熱電勢和溫度之間的關系呈線性或近似線性的單值函數關系;

(2)能測量較高的溫度,并在較寬的溫度范國內應用,經長期使用后,物理、化學性能及熱電特性保持穩定;

(3)要求材料的電阻溫度系數要小,電阻率高,導電性能好,熱容量要小;

(4)復現性要好,便于大批生產和互換,便于制定統一的分度表;

(5)機械性能好,材質均勻;

(6)資源豐富,價格便宜。

四、熱電偶/探頭的種類及結構形成

(1)熱電偶/探頭的種類常用熱電偶/探頭可分為:

1,標準熱電偶/探頭

2,非標準熱電偶/探頭兩大類。
所謂用標準熱電偶/探頭是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統一的標準分度表的熱電偶/探頭,它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶/探頭在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶/探頭,一般也沒有統一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶/探頭我國從1988年1月1日起,熱電偶/探頭和熱電阻全部按iec國際標準生產,并s、b、e、k、r、j、t七種標準化熱電偶/探頭為我國統一設計型熱電偶/探頭。

(2)熱電偶/探頭的結構形式為了保證熱電偶/探頭可靠、穩定地工作,對它的結構要求如下:

①組成熱電偶/探頭的兩個熱電極的焊接必須牢固;

②兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣,以防短路;

③補償導線與熱電偶/探頭自由端的連接要方便可靠;

④保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離。

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