熱電偶是一種感溫元件,屬于一次儀表,它可以直接測量溫度,并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號,通過二次儀表轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。
熱電偶測溫的基本原理是兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體(稱為熱電偶絲材或熱電極)組成閉合回路,當(dāng)接合點兩端的溫度不同,存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過,此時兩端之間就存在熱電動勢,這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極,溫度較高的一端為工作端(也稱為測量端),溫度較低的一端為自由端(也稱為補償端),自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系,制成熱電偶分度表。分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的,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(chǎn)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,測得熱電動勢后,即可知道被測介質(zhì)的溫度。
熱電偶實際上是一種能量轉(zhuǎn)換器,它將熱能轉(zhuǎn)換為電能,用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度。
對于熱電偶的熱電勢,應(yīng)注意如下幾個問題:
1.熱電偶的熱電勢是熱電偶兩端溫度函數(shù)的差,而不是熱電偶兩端溫度差的函數(shù)。
2.熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的大小,當(dāng)熱電偶的材料是均勻時,與熱電偶的長度和直徑無關(guān)只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān)。
3.當(dāng)熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后,熱電偶熱出勢的大小,只與熱電偶的溫度差有關(guān);若熱電偶冷端的溫度保持一定,這時熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。
常用的熱電偶材料有下面這些:
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