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一,热电偶、探头是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是:
1:测量精度高。因热电偶/探头直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
2:测量范围广。常用的热电偶、探头从-50~+1600℃均可边续测量,某些特殊热电偶/探头******可测到-269℃热电偶、探头热电偶、探头 (如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。
3:构造简单,使用方便。热电偶、探头通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
二,什么是热电偶
热电偶是一种感温元件, 属于温度测量中的接触式测温。它能将温度信号转换成热电势信号, 通过电气测量二次仪表的配合, 就能测量出被测的温度。
三,热电偶、探头测温基本原理
将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。就是所谓的塞贝克效应。热电偶、探头就是利用这一效应来工作的。
导体A和B称为热电极。温度较高的一端叫工作端、通俗的说可以叫热端 ( 通常焊接在一起 );温度较低的一端叫自由端、冷端 ( 通常处于某个恒定的温度下)。
根据热电势与温度函数关系。可制成热电偶分度表。分度表是在自由端温度 To=00C 的条件下得到的。不同的热电偶具有不同的分度表。
在热电偶回路中接入第三种金属材料时, 只要该材料两个接点的温度相同, 热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此, 在热电偶测温时, 可接入测量仪表, 测得热电势后, 即可知道被测介质的温度。
从理论上讲, 任何两种导体都可以配制成热电偶, 但实际上并不是所有材料都能制作热电偶, 故对热电极材料必须满足以下几点:
1: 热电偶材料受温度作用后能产生较高的热电势,热电势和温度之间的关系******呈线性或近似线性的单值函数关系;
2:能测量较高的温度, 并在较宽的温度范国内应用,经长期使用后, 物理、化学性能及热电特性保持稳定;
3: 要求材料的电阻温度系数要小, 电阻率高, 导电性能好, 热容量要小;
4: 复现性要好, 便于大批生产和互换, 便于制定统一的分度表;
5: 机械性能好, 材质均匀;
四.热电偶、探头的种类及结构形成
(1)热电偶、探头的种类
常用热电偶、探头可分为:
1,标准热电偶、探头
2,非标准热电偶、探头两大类。
所谓用标准热电偶、探头是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶、探头,它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶/探头在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶、探头,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶/探头 我国从1988年1月1日起,热电偶、探头和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶、探头为我国统一设计型热电偶、探头。
(2)热电偶、探头的结构形式 为了保证热电偶、探头可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:
① 组成热电偶、探头的两个热电极的焊接必须牢固;
② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;
③ 补偿导线与热电偶、探头自由端的连接要方便可靠;
④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。