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              熱電偶工作原理及冷端補償方法
              編輯:天津市瑞成電子儀表有限公司   發布時間:2020-12-23

              小編收集了關于熱電偶工作的一些資料。

                一、工作原理

                1.熱電偶是測溫儀表中常用的測溫元件,它直接測量溫度,將溫度信號轉換成熱電動力信號,通過溫度變送器轉換成4-20mA信號,并引入控制系統顯示溫度。

                2.熱電偶測溫的基本原理是兩種不同的材料導體A和B形成一個閉合的回路,當兩端有溫度梯度時,會有電流通過回路,此時兩端之間存在——溫差電動勢的電動勢,稱為塞貝克效應。

                3.熱電偶的電極A和B通常通過電弧焊、電熔焊、釬焊等焊接在一起。焊點應光滑、直徑小、接觸良好、牢固,以增強熱電偶的靈敏度和耐用性。

                4.兩種成分不同的均勻導體為熱電極,溫度較高的一端為工作端T,溫度較低的一端為自由端T0,通常處于某一恒定溫度。電動勢的方向和大小與導體的材料和兩個觸點的溫度有關。這種現象叫做“熱電效應”,由兩種導體組成的回路叫做“熱電偶”,這兩種導體叫做“熱電極”,而產生的電動勢叫做“熱電動勢”,根據熱電勢與溫度的函數關系,制作熱電偶分度表。

                5.熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端兩端溫差的函數,而不是冷端和工作端溫差的函數。當熱電偶的材料均勻時,與熱電偶的長度和直徑無關,只與熱電偶材料的成分和兩端溫差有關。在確定兩根熱電偶絲的材料成分時,熱電偶的熱電勢只與熱電偶的溫差有關,如果熱電偶冷端溫度保持在1,則熱電偶的熱電勢只是工作端溫度的單值函數。

                6、常用熱電偶分度號

                (1)鉑銠10-鉑熱電偶的測溫范圍為0~1600

                (2)鉑-銠-30-鉑-銠-6熱電偶(分度號B)的測溫范圍為0~1700

                (3)鎳鉻鎳硅熱電偶(分度號為K)的測溫范圍為-200~1200

                (4)鎳鉻-康銅熱電偶(分度號為E)的測溫范圍為-200~900

                二、冷端補償

                當自由端溫度為0時得到分度表,不同的熱電偶有不同的分度表。根據熱電效應原理,溫差電動勢與兩端溫度有關,給出了冷端溫度為0時的分度表。但在實際使用中,冷端往往靠近被測物體,受環境溫度影響,其溫度無法保持在0,導致測量誤差。因此,必須采取相應措施進行補償或糾正,常用的方法有冷端恒溫法、補償導線法、補償電橋法、計算修正法等,補償導線。

                1.補償線是在一定溫度范圍(0~100)內,與匹配熱電偶的熱電動勢具有相同標稱值的一對絕緣線,用于將熱電偶與測量裝置連接,以補償它們與熱電偶連接處的溫度變化引起的誤差。

                2.熱電偶材料是貴金屬,補償線相對便宜。通過將補償線與熱電偶冷端連接,熱電偶輸出的溫度信號可以傳輸到數百米外的控制室,并發送到顯示儀表或控制儀表。

                3.這相當于把熱電偶延伸到一個溫度恒定的地方,解決了熱設備附近熱電偶冷端溫度高,溫度不穩定的問題。使用方便,常用于熱電偶安裝。它們是特殊的導體,一種類型的補償導體只能與相應的熱電偶一起使用,正負極性不能顛倒。

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