热电偶 与 热电阻.doc

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件, 是由两种不同成分的导体两端接合成回路时, 当两接合点热电偶温度不同时, 就会在回路内产生热电流。如果热电偶的工作端与参比端存有温差时,显示仪表将会指示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。热电偶的热电动热将随着测量端温度升高而增长,它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关,与热电极的长度、直径无关。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, 记录仪表和电子调节器配套使用。目录基本介绍 ,是一种仪表。它直接测量温度,并把温度信号转热电偶换成热电动势信号, 通过电气仪表( 二次仪表)转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路, 当两端存在温度梯度时, 回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect) 。两种不同成份的均质导体为热电极, 温度较高的一端为工作端, 温度较低的一端为自由端, 自由端通常处于某个恒定的温度下。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。在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表, 测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。铠装热电偶热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时, 冷端的( 环境) 温度变化, 将严重影响测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿正常。附:热电偶冷端补偿计算方法:从毫伏到温度:测量冷端温度,换算为对应毫伏值,与热电偶的毫伏值相加,换算出温度。从温度到毫伏:测量出实际温度与冷端温度,分别换算为毫伏值,相减後得出毫伏值,即得温度特点◆装配简单,更换方便◆压簧式感温元件,抗震性能好◆测量范围大(- 200 ℃~ 1300 ℃, 特殊情况下- 270 ℃~ 2800 ℃) ◆机械强度高,耐压性能好◆耐高温可达 2800 度结构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, 这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶, 一般也没有统一的分度表, 主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从 1988 年1月1 日起, 热电偶和热电阻全部按 IEC 国际标准生产,并指定 S、B、E、K、R、J、T 七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。常用热电偶材料热电偶分度号热电极材料使用温度范围( ℃)正极负极 S 铂铑合金(铑含量 10%) 纯铂 0-140