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熱電偶的優(yōu)越性表現在哪里? |
發(fā)布時(shí)間:2017-11-29 14:46:55 點(diǎn)擊次數: |
熱電偶 具有能彎曲、耐高壓、熱響應時(shí)間快和堅固耐用等許多優(yōu)點(diǎn),它和工業(yè)用裝配式熱電偶一樣,作為測量溫度的變送器,通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調節器配套使用,同時(shí)亦可作 為裝配式熱電偶的.它可以直接測量名種生產(chǎn)過(guò)程中從0~800℃范圍內的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度。 兩種不同成份的導體兩端經(jīng)焊接,形成回路,直接測溫端叫工作端,接線(xiàn) 端子端叫冷端,也稱(chēng)參比端。
當工作端和參比端存在溫差時(shí),就會(huì )在回路中產(chǎn)生熱電流,接上顯示儀表,儀表上就會(huì )指示出熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢的對應溫度值。熱電偶的熱電動(dòng)勢將隨著(zhù)測量端溫度升高而增長(cháng), 熱電動(dòng)勢的大小只和熱電偶導體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān),和熱電極的長(cháng)度、直徑無(wú)關(guān)。熱電偶的結構原理是,是由導體、高絕緣氧化鎂、外套 1Cr18Ni9Ti不銹鋼保護管,經(jīng)多次一體拉制而成 。熱電偶產(chǎn)品主要由接線(xiàn)盒、接線(xiàn)端子和鎧裝熱電偶組成基本結構,并配以各種安裝固定裝置組成。
熱電偶的熱電勢與溫度關(guān)系
熱電偶溫度計屬于接觸式溫度測量?jì)x表。是根據熱電效應即塞貝克效應原理來(lái)測量溫 度的,是溫度測量?jì)x表中常用的測溫元件。將不同材料的導體A、B接成閉合回路,接觸測溫點(diǎn)的一端稱(chēng)為 測量端(或工作端),另一端稱(chēng)為參比端(或自由端)。 若測量端和參比端所處溫度t和t0不同,則在回路的A、B之間就產(chǎn)生一熱電勢EAB(t,t0),這種現象稱(chēng)為塞貝克效應,即熱電效應。EAB大小 隨導體 A、B的材料和兩端溫度t和t0而變,這種回路稱(chēng)為原型熱電偶。在實(shí)際應用中,將A、B的一端焊接在一起作為熱電偶的測量端放到被測溫度t處,而將參比端 分開(kāi),用導線(xiàn)接入顯示儀表 ,并保持參比端接點(diǎn)溫度t0穩定。顯示儀表所測電勢只隨被測溫度而t變化。
熱電偶溫度計的特點(diǎn)有:
(1)測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續測量,某些特殊熱電偶很低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),很高可達+2800℃(如鎢-錸)。
(2)測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。
(3)構造簡(jiǎn)單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開(kāi)頭的限制,外有保護套管,用起來(lái)非常方便。熱電偶是一種感溫元件,它能將溫度信號轉換成熱電勢 信號,通過(guò)與電氣測量?jì)x表的配合,就能測量出被測的溫度。
在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí),只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)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(shí),可接入測量?jì)x 表,測得熱電勢后,即可知道被測介質(zhì)的溫度。
根據熱電勢與溫度函數關(guān)系?芍瞥蔁犭娕挤侄缺。分度表是在自由端溫度To=0℃的條件下得到的。不同的熱電偶具有不同的分度表。
從理論上講,任何兩種導體都可以配制成熱電偶,但實(shí)際上并不是所有材料都能制作熱電偶,故對熱電極材料必須滿(mǎn)足以下幾點(diǎn):
(1)要求材料的電阻溫度系數要小,電阻率高,導電性能好,熱容量要小;復現性要好,便于大批生產(chǎn)和互換,便于制定統一的分度表;
(2)熱電偶材料受溫度作用后能產(chǎn)生較高的熱電勢,熱電勢和溫度之間的關(guān)系很好呈線(xiàn)性或近似線(xiàn)性的單值函數關(guān)系;
(3)機械性能好,材質(zhì)均勻;
(4)能測量較高的溫度,并在較寬的溫度范國內應用,經(jīng)長(cháng)期使用后,物理、化學(xué)性能及熱電特性保持穩定;
為了保證熱電偶可靠和穩定地工作對熱電偶有如下要求:
(1)補償導線(xiàn)與熱電偶自由端的連接要方便可靠;
(2)組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固;
(3)保護套管應能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。
(4)兩個(gè)熱電極彼此之間應很好地絕緣,以防短路;