熱電偶測(cè)量法
熱電偶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
熱電偶具有測(cè)量精度高、測(cè)量范圍廣、構(gòu)造簡(jiǎn)單,使用方便等特點(diǎn)。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸,不受中間介質(zhì)的影響;常用的熱電偶從-50~ 1600℃均可邊續(xù)測(cè)量,某些特殊熱電偶較低可測(cè)到-269℃(如金鐵鎳鉻),較高可達(dá) 2800℃(如鎢-錸);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(hù)套管,用起來(lái)非常方便。是工業(yè)生產(chǎn)中較常用的溫度檢測(cè)元件之一。
熱電偶測(cè)溫原理:
將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái),構(gòu)成一個(gè)閉合回路,當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí),兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。
常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶,它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶,一般也沒(méi)有統(tǒng)一的分度表,主要用于某些特殊場(chǎng)合的測(cè)量。我國(guó)從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),并指定S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。
為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作,對(duì)它的結(jié)構(gòu)要求為:
1、組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固;
2、兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣,以防短路;
3、補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;
4、保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。
由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴金屬時(shí)),而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn),為了節(jié)省熱電偶材料,降低成本,通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),連接到儀表端子上。熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只能延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響,不起補(bǔ)償作用。因此,還需采用其他修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。