发布时间:2015/03/25
①定义:由两种导体组合而成,将温度转化为热电动势的传感器叫做热电偶。
②测温原理:热电偶的测温原理基于热电效应。将两种不同材料的导体 A 和 B 串接成一个闭合回路,当两个接点 1 和 2 的温度不同时,如果 T > T0 ,在回路中就会产生热电动势,在回路中产生一定大小的电流,此种现象称为热电效应。热电动势记为EAB,导体 A 、B 称为热电极。接点 1 通常是焊接在一起的,测量时将它臵于测温场所感受被测温度,故称为测量端(或工作端,热端)。接点 2 要求温度恒定,称为参考端(或冷端)。
③热电效应:导体 A 和 B 组成的热电偶闭合电路在两个接点处分别由eAB (T)与 eAB (T0 )两个接触电势,又因为 T > T0 ,在导体 A 和 B 中还各有一个温差电势。所以闭合回路总热电动势EAB(T,T0) 应为接触电动势和温差电势的代数和,即:闭合回路总热电动势对于已选定的热电偶,当参考温度恒定时,总热电动势就变成测量端温度 T 的单值函数,即 EAB ( T, T0 )= f ( T ) 。这就是热电偶测量温度的基本原理。在实际测温时,必须在热电偶闭合回路中引入连接导线和仪表。
④有关热电偶测温的基本原则:均质导体定则、中间导体定则、参考电极定则。
⑤几种常用的热电偶:
Ⅰ、铂铑10 — 铂热电偶
a.组成:由φ0.5mm 的纯铂丝和直径相同的铂铑丝制成,分度号为 S。铂铑丝为正极,纯铂丝为负极。
b.特点:热电性能好,抗氧化性强,宜在氧化性、惰性气氛中连续使用。长期适用的温度为 1400℃ ,超过此温度时,即使在空气中纯铂丝也将再结晶而使晶粒增大。短期使用温度为1600℃。在所有的热电偶中,它的准确度等级最高,通常用作标准或测量高温的热电偶,其使用温度范围广(0~1600℃),均质性及互换性好。其缺点是价格昂贵,热电势较小,需配灵敏度高的显示仪表。
Ⅱ、镍铬 — 镍硅 ( 镍铝 ) 热电偶
a.组成:镍铬为正极,镍硅为负极,分度号为K。
b.特点:使用温度范围宽(50~1300℃),高温下性能较稳定,热电动势和温度的关系近似线性,价格便宜,因此是目前用量最大的一种热电偶。它适用于在氧化性和惰性气氛中连续使用,短期使用温度为1200℃,长期使用温度为1000℃。
Ⅲ镍铬 — 康铜热电偶
a.组成:镍铬为正极,康铜为负极,分度号为 E。
b.特点:它的最大特点是在常用热电偶中热电动势最大,即灵敏度最高,适宜在250~870℃范围内的氧化性或惰性气氛中使用,尤其适宜在0℃以下使用。在湿度大的情况下,较其他热电偶耐腐蚀。
Ⅳ铜 — 康铜热电偶
a.组成:纯铜为正极,康铜为负极,分度号为 T 。
b.特点:在金属热电偶中准确度最高,热电丝均匀性好,使用温度范围为-200~350℃。
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