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熱電偶溫度傳感器的測(cè)溫原理

2023-10-13  閱讀(249)

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熱電偶是一種感溫元件,屬于一次儀表,它可以直接測(cè)量溫度,并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào),通過(guò)二次儀表轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。

熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體(稱(chēng)為熱電偶絲材或熱電極)組成閉合回路,當(dāng)接合點(diǎn)兩端的溫度不同,存在溫度梯度時(shí),回路中就會(huì)有電流通過(guò),此時(shí)兩端之間就存在熱電動(dòng)勢(shì),這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極,溫度較高的一端為工作端(也稱(chēng)為測(cè)量端),溫度較低的一端為自由端(也稱(chēng)為補(bǔ)償端),自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù)關(guān)系,制成熱電偶分度表。分度表是自由端溫度在0℃時(shí)的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。

圖1.jpg

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(shì)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(cè)溫時(shí),可接入測(cè)量?jī)x表,測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)后,即可知道被測(cè)介質(zhì)的溫度。

熱電偶實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器,它將熱能轉(zhuǎn)換為電能,用所產(chǎn)生的熱電勢(shì)測(cè)量溫度。

對(duì)于熱電偶的熱電勢(shì),應(yīng)注意如下幾個(gè)問(wèn)題:

1.熱電偶的熱電勢(shì)是熱電偶兩端溫度函數(shù)的差,而不是熱電偶兩端溫度差的函數(shù)。

2.熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)的大小,當(dāng)熱電偶的材料是均勻時(shí),與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無(wú)關(guān)只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān)。

3.當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料成份確定后,熱電偶熱出勢(shì)的大小,只與熱電偶的溫度差有關(guān);若熱電偶冷端的溫度保持一定,這時(shí)熱電偶的熱電勢(shì)僅是工作端溫度的單值函數(shù)。

常用的熱電偶材料有下面這些:

圖2.png



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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