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热电偶测温原理5 D& L0 z/ L2 M, K' Y1 e! M
" B Q1 r1 H- ?) {( M2 Q: `
& p) j* a; P D" Z5 |9 X6 C两种电子密度不同的导体构成闭合回路1 ~0 ^0 {5 H* {, X
,# o5 {% V, o2 m9 h3 ]' k1 F+ W2 ]
如果两接头的温度不同- o+ E% [7 f6 A. c' M1 L! r* c
,
& q! y: |; N4 |) K4 H; m3 Q回路中就有电流产生
, i* i0 q' F+ A0 O+ p) z! k; k, A. j& a,
1 }' m0 a' a1 w这种现象成为热电现象7 H9 E' Z+ V* Y, f2 Z! l
,) [2 p; h: h. p9 Y$ [& D9 Y" c! [
相应的电动势成为温差电势或热电势: ^' _7 T; C0 ?: s s3 M# p
,
" m7 R! ]2 p9 M1 p& @. ]: F6 o6 |它与温度有一定的函数关系, ^, v- m2 Y$ p! y0 X+ L/ j
,- W5 A0 X0 M# S/ X% ?
利用此关系就可测量温度。
3 I* F0 P4 ~) F$ _; l: f 8 V% x3 o" u3 K) L7 d( N
: `: t8 Z( v3 Z0 f/ t: Q
这种现象包含的原理有* e) A" _. p5 p; g- r+ ]
:
# r$ M5 b( u7 Q% G: N帕尔帖定理
6 H. {; _0 z6 o0 P* s----
# B6 i$ U+ T9 ~7 J1 T2 t2 K* b不同材料结合在一起* V4 j( p5 ], G6 j J
,
9 M8 Y, w3 y- `- j& Z在其结合面产生电势。6 r M; ^% L* C4 l4 w
* ]) C7 n. r% M- s汤姆逊定理
" x" P( [0 B( ^# @. g---9 }( p& e7 ~2 P0 W
由温差引起的电势。
1 }$ w6 u$ C4 _( t) [
/ q& @# t: e5 N+ i 4 T# n& @5 v- e* L/ j u
当组成热电偶的导体材料均匀时
# d+ c& c( b4 t3 ]. ]% U,
) U* o \) X2 O5 R, p/ ~6 M其热电势的大小与导体本身的长度和直径大小无关 \1 N5 k3 d$ C2 O" b6 I
,8 h# c% H* J! a Q' }9 ]4 }
只
. D8 M* j" y6 O与导体材料的成分及两端的温度有关。因此
+ H; O- n( c9 `/ P5 p5 |: b/ X; g- t" S,
3 o) t, ~' p8 Z+ S) B- d4 P; \用各种不同的导体或半导体可做成各种用途的
- O+ D& y, z% c4 Y8 ?( t$ A! C热电偶$ X1 A0 d! E$ L
,
7 Q3 A2 D, s! h7 r/ p& r) i以满足不同温度对象测量的需要。* n; F" m6 D# J- H: J: _, f& q) p
热电偶的结构4 b* V0 d7 l, ^4 |5 e, n9 n7 t
! c/ {6 P6 U% X0 o2 o+ {/ f
/ W! N) o% d3 U+ M y
热电偶是有两根不同导体" h9 A }! G% \' R: I e; h
(! J7 |) r5 r- t4 J7 D
或称电极
" R1 u5 y% a) a3 X7 t' U)
b4 ~5 O2 P% D5 G构成的- C3 w8 C# w& ]0 Q$ ^/ J8 n0 z
.
8 r* H7 `$ Q9 ^3 e; k& k这两根导体一端焊接在一起. ^: p, Y e1 `9 `" h5 l5 D
, X/ Y: o& t) G; m$ r
成为热端
' p5 @# T2 Z; a) ?, O8 G8 b(
& D0 d' {7 B: x7 y0 t或
7 X s" T# ^" w! D称工作端3 _ X9 v( g6 e! L
),/ W0 c- m5 D: X7 d1 ?7 `$ w
测温时将此端处于被测介质中。
& k. Z) ?4 `, \另一端称为冷端. G- y, s$ ~2 y; U+ Z1 b. S: f% ]2 v" I
(1 l* ?8 R7 T- M8 ~% ?8 q
或自由端
4 H: ~3 X- \- b& |; {1 \),
. z5 N5 q9 H! F( I. l接入二次仪表
9 [1 f6 Z% d! n! O4 M/ B(
. f* r0 M) q) [+ b+ n9 R* D显示
, D: [% l% \# f3 |: u; _6 o仪表: ?, o/ J3 j# }/ R
)
; O! i% E& C! W% \9 \( O或电测设备。
: O2 @0 q$ L0 h2 e
, j& p+ F4 q Z" n& s a1 D6 h% J" s' j: n
、普通型热电偶- h. ]" c! w0 t+ x* ?
:
6 v7 G( M! l) k* B/ B是应用最多的7 K# Z% N& [6 t
,& o" w" p, P4 x" a" P: ?+ G
主要用来测量气体、蒸汽和液体等介质的温度。根据
- m6 L7 f* u* t, z; U. U测温范围及环境的不同: i% Y& [7 z( A
,* b. \3 P! C. i* K
所用的热电偶电极和保护套管的材料也不同
$ w) E: U F( D# q( j. b5 h) A# S! Q,
- p9 V7 I: y9 J, `但因使用条件基本类3 D! L7 A5 A+ ], f2 i8 s" f" F R
似8 c; n: r/ O! q' e
,/ o+ D* R; N8 h' P: L; H
所以这类热电偶已标准化、系列化。按其安装时的连接方法可分为螺纹连接合法兰连接
8 u$ |; i9 \8 j- J6 F! l- S: h两种。
; P+ |7 u( U' J5 e. z: r
) r8 c, c, L3 \/ Y- [- r+ i! |5 E1 U b' ]' Y6 _7 j: a% N& Y0 X G
、" i) k( P' B0 ? q7 d. s+ G
铠装热电偶1 x' x: e1 f' U k2 Z
:
3 _" a v |$ y1 t: O又称缆式热电偶6 ~8 }- N1 [5 J+ G. |6 \
,
3 x1 F& j' p! K& Q9 E是由热电极 E9 q& E) `2 ^( X) h
(
' T% F9 y2 J" @ _: Y* A多数采用的是铂丝; J' X B' W% k% H
, n' p" ~: R! C& L
也有用镍丝的5 Y- i, h+ Y: u2 q. E0 H
)" j8 F- ]6 S# e |2 D0 i+ c6 h
、) ?3 I4 I, [: y
绝缘
, J* P1 Q- Z6 R材料/ r9 u5 Z1 U2 Z) e; g/ U
(& S( T1 i3 h! ^9 r7 X; A/ n; }4 u- d
通常为氧化镁粉末
) A: o; B; V7 e)+ W Y& ]: [; u: K$ y
和金属保护管三者结合
2 u0 L5 \+ T( A' M,
# a6 O2 q0 _0 h5 O2 J: D( I经拉制而成一个坚实的整体。) B4 |! z# h$ M a' _
- O; k: T0 l! |
铠装热电偶有单支
% J o: W6 h% `(6 ` d4 v. L. v& ^+ N J' j5 i
双芯
# i5 N7 }6 ^) K9 S% ?: Z)! u3 H( o' W- C, L# b1 d8 j
和双支$ C8 Y8 y- E. p3 ]8 t
(
7 A+ }4 ?! z5 ^* I' l四芯
3 S, w' p- ]4 p& F)
' `- Z) p' ?6 }+ K: {# J之分) t' ?3 y. x1 v( U# o% n0 }6 y
,4 a. e: r5 `. D! u2 V" L
其测量端有露头型、接壳型和绝缘型三种基本
) u! p* k3 }1 f+ t- Z( K: m+ u/ A形式。
. N3 Q; |$ q. V7 ^" @: N # I3 c0 ?6 {( J9 Q2 v" Q. _ `
铠装热电偶的参比端
& L( p# t- \0 ]) h. Q8 F0 g(( k4 }% n& ~6 ~5 F. C8 b8 n6 C) M
接线盒: Z& E% A4 d. M+ q1 b" p
)
6 P6 y' x! ~3 {1 d1 t0 k# i形式有简易式、防水式、防溅式、接插式和小接线盒式等。
6 A' `' S6 g2 O) F6 i' [
5 l( w+ g0 r% F9 a( J铠装热电偶具有体积小、精度高、反应迅速、耐震动、耐冲击、机械强度高、可绕性好、寿
% h. }- r: p" t9 N8 N3 I命长、便于安装等优点。外形尺寸有; G6 O2 }/ M6 I1 p9 y
φ
9 L% g" h/ D5 |6 X) i5
" N: D8 V1 ~7 H g+ D' R! {/ N: L、
9 I# N1 }( | e" {) \φ
H4 {$ B8 L, }$ X! o6
" s% S; x r, ^- V* s6 w6 W3 _、. O% x% X7 U0 k' s& x+ {7 K
φ
$ @/ y6 J% h7 `# Z% Y2 _8
! D1 i$ ]0 g7 T7 c2 F0 w多种3 c0 `6 }- c7 z- ~: n8 {
,1 u; r j5 z0 m3 u
长度为+ ?' A7 J! [) m- w2 Z5 i% m
10~1000mm
* c" f" W. Z g6 s+ j: n/ s。: Z+ X S4 [9 [# G c
常用热电偶种类* N1 a$ [: |; O
($ K9 K! q( Q. ~! U" _& W
八种, A& y( b1 z3 A
)
( F" c1 J! q2 V4 } B
, M( V; n9 i! E9 F( x型
; [) w9 k, s) f" c------
/ L" }( M5 {: M) e2 h铂铑
: {: U! i `# D, ]30-
" q# \0 P* F0 x3 d5 W+ [0 P* t6 E铂铑
/ ~6 y; Q' ], a4 @8 T9 i6 R0 x6 L2 j; v- w( q/ B. N
型% R, F# g$ A- X" ~6 Y8 C8 T3 Y
-----
# y( d9 p6 U! O% ~. ~, _) v- q铂铑
% F! q: J+ F0 n& L7 S4 P) u13-
' A( ^; W" t1 C m" n) o铂! ?* ]4 b( L. V$ M8 C
+ R- A' ~( Q/ m. g S
1 \' {6 [+ U Z( a0 l$ n型
: S6 Y/ I8 |1 j' n------2 [3 `0 E/ |- ~9 c& K
铂铑" ~! }$ w0 k% D: J! _! g+ Z3 C
10-
+ L: Q+ M) ^3 f, V; z铂/ u4 p" E! ?2 R( ]1 B3 o
E# Z ?- @3 U) G9 \0 O) D: R/ U
型3 m% D: h: B6 }; x5 H! i
------
& g H. I) ~( U6 d' `; q1 e! J, l镍铬, Y# C' m) f0 o. ~- m9 \
-6 P: o1 {; `4 l6 Y: S
康铜
/ Y: O0 L& d3 n$ U; V: W& A0 i
& O5 Q2 k" e9 {& Z- u0 i J
) i) S! V! k$ S( b+ K$ e0 d7 W型' @1 I& m0 _' q) I
------, l8 ~5 v, i2 u% u& n# g5 q6 |
铁) B% l- X- _4 u8 r
-
: b2 w) l+ v5 K& P/ v& w4 Z Q. x7 h! y康铜
6 ^1 [1 Y. x6 |( G% e K) D6 a3 N, [( G5 c( ]; Q
型, a3 D0 S- {" t; g& I
------
) A( \- e: _: ^! w5 s* U镍铬2 d* L* @$ ]3 O$ ~. K
-9 m/ g, X$ v9 _. @6 O
镍铝
9 f) j. ]" ^4 J3 H
3 x. Y% F- \( `7 z# R" k* ^+ [ T& \$ m/ {2 j& R" }6 w
型, W% q! D; `7 P8 P
------7 r- I' v" g# U6 t
铜
& s3 V, i3 f0 b1 [3 Q/ b( |-: B' ]" V* ?- j& D p: n8 c2 z. R5 i
康铜
' @' X) b: M: n7 g# Y7 ~/ G N
: |: A. T$ H) Y8 {型$ e5 i4 ]+ N& f; M' x0 U: Z3 _
------" C! q6 c, Y9 d% [& a( I, ~
镍铬硅% w1 D: S" W& b' D! z$ E
-
% d( I0 _. o/ }) E6 e1 k镍硅
r. U2 D& M6 D) C6 y+ p 6 L# r% B2 ?* q. \/ L$ w( Y8 B
9 L" @- B8 T- p) H( _/ p
其中% V I9 l7 \6 {
:B
% L- R8 s. D5 H+ A9 w% R9 h9 L、# b9 h+ ?4 x2 O9 e
R
9 q* g% F2 Z- k4 a6 s, `、
4 e5 ?( Y' O( V; ZS
" H8 B2 ?' ?$ R( f& ?0 u, I属于贵金属热电偶
& B4 F/ Z- V1 T. q;K( g+ G0 U% ^5 [" r
、
; W, h' d* i2 `. ]E' @7 }7 M d. T: x
、2 G9 i' r$ _& _; G/ \
N; W* f1 l3 ^# J- L* C
、
9 J( J' ^# m# U' N( iJ
6 W$ A" r% Y! F属于廉金属热电偶0 @0 w' v! E: X" u
; T8 L! d$ X6 ?" d+ ^" k' b" d
型热电偶用于测量
. m3 S b( O. F/ X& B低温。. q/ _: `' u/ c% M: F
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