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工业热电偶原理

热电偶是工业中常用的温度检测元件之一。它的优点是:①测量精度高。由于热电偶与被测对象直接接触,所以不受中间介质的影响。

②测量范围宽。普通热电偶可在-50℃至+1600℃范围内连续测量,一些特殊热电偶可测量低至-269℃(如Au-Fe-Ni-Cr),高至+2800℃(如W-Re)。

③结构简单,使用方便。热电偶通常由两种不同的导线组成,不受尺寸和开头的限制。外面有保护套使用起来非常方便。

1.热电偶测温的基本原理:两个不同材料的导体或半导体A和B焊接在一起,形成一个闭合回路。当导体A和B的两个连接点1和2之间存在温差时,它们之间产生电动势,从而在回路中形成大电流和小电流。这种现象被称为热电效应。热电偶利用这种效应来工作。

电站专用热电偶.jpg

2.热电偶的类型和结构形式

(1)热电偶的种类常用的热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶。所称标准热电偶是指国家标准中规定了热电势与温度的关系、允许误差和统一的标准分度表,并有配套显示仪表可供选择的热电偶。非标准化热电偶在使用范围或数量级上都不如标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于一些特殊场合的测量。标准化热电偶我国自1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶被指定为我国统一设计热电偶。

(2)热电偶的结构为了保证热电偶的可靠稳定运行,其结构要求如下:

(1)热电偶两个热电极的焊接必须牢固;

②两个热电极应绝缘良好,防止短路;

③补偿线与热电偶自由端的连接应方便可靠;

④保护套应能保证热电极与有害介质完全隔离。

3.热电偶冷端的温度补偿

由于热电偶的材料一般比较昂贵(尤其是使用昂贵的金属时),测温点与仪表的距离很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿线将热电偶的冷端(自由端)延伸到温度相对稳定的控制室,并连接到仪表端子上。必须指出的是,热电偶补偿线仅起到延长热电极和将热电偶冷端移至控制室仪表端子的作用,并不能自行消除冷端温度变化对温度测量的影响,没有补偿功能。因此,需要其他校正方法来补偿冷端温度t0≠0℃对温度测量的影响。使用热电偶补偿线时,一定要注意型号匹配,极性不能错,补偿线与热电偶连接端之间的温度不能超过100℃。

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