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    熱電偶的工作原理及安裝注意事項(xiàng)

    一、工作原理
      
      當(dāng)兩個(gè)不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B形成一個(gè)回路,并且它們的兩端相互連接時(shí),只要兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度不同,一端的溫度為T,稱為工作端或熱端,另一端的溫度為t0,稱為自由端(也稱為參考端)或冷端,回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。 電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料和兩個(gè)觸點(diǎn)的溫度有關(guān)  這種現(xiàn)象被稱為熱電效應(yīng)。由兩個(gè)導(dǎo)體組成的回路叫做熱電偶。這兩個(gè)導(dǎo)體被稱為熱電極。產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)力。
      
      熱電動(dòng)力由兩部分組成
      
      一部分是兩個(gè)導(dǎo)體的接觸電動(dòng)勢(shì),另一部分是單個(gè)導(dǎo)體的熱電電動(dòng)勢(shì)。  熱電偶電路中熱電動(dòng)力的大小***與構(gòu)成熱電偶的導(dǎo)體材料和兩個(gè)觸點(diǎn)的溫度有關(guān),而與熱電偶的形狀和尺寸無(wú)關(guān)。  當(dāng)熱電偶的兩種電極材料固定時(shí),熱電動(dòng)力為兩個(gè)接觸溫度T和t0。  的功能差異  也就是說(shuō),這種關(guān)系在實(shí)際溫度測(cè)量中已被廣泛使用。  因?yàn)槔涠藅0是恒定的,所以由熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)力***隨著熱端(測(cè)量端)的溫度變化而變化,即某個(gè)熱電動(dòng)力對(duì)應(yīng)于某個(gè)溫度  我們只能通過(guò)測(cè)量熱電動(dòng)力來(lái)測(cè)量溫度。
      
      熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成分的導(dǎo)體形成一個(gè)閉環(huán)。當(dāng)兩端都有溫度梯度時(shí),電流將通過(guò)回路,電動(dòng)勢(shì)會(huì)存在于兩端之間。熱電動(dòng)力,稱為塞貝克效應(yīng)  兩種不同成分的均勻?qū)w是熱電極,高溫端是工作端,低溫端是自由端,自由端通常處于某一恒定溫度。  根據(jù)溫差電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù)關(guān)系,制作了熱電偶分度表。分度表是在自由端溫度為0℃的條件下得到的,不同的熱電偶有不同的分度表。
      
      當(dāng)?shù)谌饘俨牧线B接到熱電偶電路中時(shí),只要該材料的兩個(gè)觸點(diǎn)的溫度相同,由熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)將保持不變,即不受第三金屬連接到電路中的影響。  因此,當(dāng)使用熱電偶測(cè)量溫度時(shí),可以連接測(cè)量?jī)x器,并且在測(cè)量熱電動(dòng)力之后可以知道待測(cè)介質(zhì)的溫度。  測(cè)量溫度時(shí),熱電偶要求其冷端(測(cè)量端是熱端,通過(guò)導(dǎo)線連接到測(cè)量電路的一端稱為冷端)的溫度保持不變,這樣熱電勢(shì)與測(cè)量溫度成正比。  如果測(cè)量過(guò)程中冷端的(環(huán)境)溫度發(fā)生變化,測(cè)量精度將受到嚴(yán)重影響。
      
      在冷端采取某些措施來(lái)補(bǔ)償冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶冷端補(bǔ)償是正常的。  與測(cè)量?jī)x器連接的專用補(bǔ)償導(dǎo)體  熱電偶冷端補(bǔ)償?shù)挠?jì)算方法:從毫伏到溫度:測(cè)量冷端溫度,轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的毫伏值,與熱電偶的毫伏值相加,轉(zhuǎn)換成溫度;從溫度到毫伏:測(cè)量實(shí)際溫度和冷端溫度,分別轉(zhuǎn)換成毫伏值,減去毫伏值,得到溫度。
      
      二、熱電偶結(jié)構(gòu)
      
      熱電偶是測(cè)溫儀表中常用的測(cè)溫元件,它直接測(cè)量溫度,并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)力信號(hào),通過(guò)電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度  由于需要,各種熱電偶通常具有非常不同的形狀,但是它們的基本結(jié)構(gòu)大致相同。它們通常由熱電極、絕緣套管保護(hù)管和接線盒等主要部件組成,通常與顯示儀器、記錄儀器和電子調(diào)節(jié)器一起使用。
      
      三、熱電偶原理相關(guān)特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)
      
      1、組裝簡(jiǎn)單,更換方便;
      
      2.壓縮彈簧式溫度傳感元件具有良好的抗震性能;
      
      3.測(cè)量精度高;
      
      4.測(cè)量范圍大(-200℃ ~ 1300℃,特殊情況下-270℃~ 2800℃);
      
      5.快速熱響應(yīng)時(shí)間;
      
      6.機(jī)械強(qiáng)度高,耐壓性好;
      
      7、高溫可達(dá)2800度;
      
      7.長(zhǎng)使用壽命

      
      熱電偶測(cè)量的優(yōu)點(diǎn):
      
      1..高測(cè)量精度  由于與被測(cè)物體直接接觸,它不受中間介質(zhì)的影響。
      
      2.寬測(cè)量范圍  常用熱電偶的溫度范圍為零下50度至零下20度。1600度可以連續(xù)測(cè)量,一些特殊的熱電偶可以測(cè)量到低至-269度(如金、鐵、鎳、鉻)和高達(dá)2800度(如鎢和錸)
      
      3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便  熱電偶通常由兩種不同的金屬線組成,不受尺寸和起點(diǎn)的限制。外面帶保護(hù)套非常方便。
      
      四、熱電偶安裝注意事項(xiàng)
      
      現(xiàn)場(chǎng)使用注意事項(xiàng)和安裝要求是測(cè)溫儀表中常用的測(cè)溫元件,它直接測(cè)量溫度,并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)力信號(hào),通過(guò)電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度  熱電偶的安裝方法如下:主要的固定方法有螺紋連接、法蘭連接和焊接,它們的應(yīng)用場(chǎng)合和要求不同,主要根據(jù)壓力和溫度等參數(shù)來(lái)確定。  安裝和使用時(shí)我們應(yīng)該注意什么?
      
      1.使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)須***注意型號(hào)匹配,補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶的連接溫度不能超過(guò)100℃
      
      2.當(dāng)使用具有大時(shí)間常數(shù)的熱電偶來(lái)測(cè)量或控制溫度時(shí),盡管儀表顯示的溫度波動(dòng)很小,但實(shí)際爐溫可能波動(dòng)很大。應(yīng)選擇時(shí)間常數(shù)小的熱電偶。
      
      3.根據(jù)儀表接線圖正確接線和通電后,儀表將首先顯示儀表的熱電偶刻度數(shù),然后顯示儀表的測(cè)量范圍,然后測(cè)量?jī)x表下排數(shù)碼管設(shè)定的溫度和儀表上排數(shù)碼管測(cè)量的溫度。


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