熱電偶工作原理

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什么叫電偶?這就要從熱電偶測溫原理說起,熱電偶是一種感溫元件,是一次儀表,它直 接測量溫度,并把溫度信號轉換成熱電動勢信號,通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質 的溫度。

熱電偶溫的基本原理是兩種不同成份的材質導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)組成閉合回路,當接合點兩端的溫度不同,存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過,此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢,這就是所謂的塞貝克效應。兩種不同成份的均質導體為熱電極,溫度較高的一端為工作端(也稱為測量端),溫度較低的一端為自由端(也稱為補償端),自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據熱電動勢與溫度的函數關系,制成熱電偶分度表;分度表是自由端溫度在 0℃時條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。

在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時,只要該材料兩個接點的溫度相同,熱電偶所產生的熱 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,可接入測 量儀表,測得熱電動勢后,即可知道被測介質的溫度。

熱電偶際上是一種能量轉換器,它將熱能轉換為電能,用所產生的熱電勢測量溫度,對

于熱電偶的熱電勢,應注意如下幾個問題:

1:熱電偶的熱電勢是熱電偶兩端溫度函數的差,而不是熱電偶兩端溫度差的函數;

2:熱電偶所產生的熱電勢的大小,當熱電偶的材料是均勻時,與熱電偶的長度和直徑無關,只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關;

3:當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后,熱電偶熱電勢的大小,只與熱電偶的溫度差有 關;若熱電偶冷端的溫度保持一定,這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數。常用的熱電偶材料有:

熱電偶分度號

熱電極材料

正極

負極

S

鉑銠 10

純鉑

R

鉑銠 13

純鉑

B

鉑銠 30

鉑銠 6

K

鎳鉻

鎳硅

T

純銅

銅鎳

J

銅鎳

N

鎳鉻硅

鎳硅

E

鎳鉻

銅鎳

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