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热电偶

时间:2020-12-13 点击:

热电偶

热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。

主要特点

1、装配简单,

更换方便;

2、压簧式感温元件,抗震性能好;

3、测量精度高;

4、测量范围大(-200℃1300℃,特殊情况下-270℃2800℃);

5、热响应时间快;

6、机械强度高,耐压性能好;

7、耐高温可达2800度;

8、使用寿命长。

结构要求

热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、

稳定地工作,对它的结构要求如下:

1、组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;

2、两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;

3、补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;

4、保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

工作原理

两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,

当两个接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对于热电偶的热电势,应注意如下几个问题:

1、热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差,而不是热电偶冷端与工作端,两端温度差的函数;

2、热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成份和两端的温差有关;

3、当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关;若热电偶冷端的温度保持一定,这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流。热电偶就是利用这一效应来工作的。

 

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