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热电偶工作原理及冷端补偿方法

发布来源:天津德芃科技集团有限公司  发布日期: 2022-10-21  访问量:208

一、工作原理

1.热电偶是温度测量仪器中常用的温度测量元件。它直接测量温度,将温度信号转换为热电势信号,通过温度变送器转换为4-20mA将信号引入控制系统以显示温度。

2.热电偶测温的基本原理是两种不同成分的材料导体A和B当两端有温度梯度时,电流就会通过。此时,两端之间存在电势-热电势,即所谓的塞贝克效应。

三、热电偶电极A、B两个接头通常采用电弧焊、电熔焊、锡焊等焊接。焊点应光滑、直径小、接触良好、牢固,以提高热电偶的灵敏度和耐久性。

4.两种不同成分的均质导体是热电极,高温的一端是工作端T,低温的一端是自由端T自由端通常在恒温下。电势的方向和大小与导体材料和两个连接点的温度有关。

这种现象称为热电效应,由两个导体组成的电路称为热电偶,这两个导体称为热电极,电势称为热电势。根据热电势与温度之间的函数关系制作热电偶分度表;

5.热电偶的热电势是热电偶工作端温度函数的差异,而不是热电偶冷端与工作端温差的函数.当热电偶材料均匀时,只与热电偶材料的成分和两端的温差有关。当确定热电偶的两个热电偶丝材料成分时,热电偶的热电位仅与热电偶的温差有关;如果热电偶冷端温度保持在1,热电偶的热电位只是工作端温度的单值函数。

6.常用的热电偶分度号

(1)铂铑10-铂热电偶(分度号)S)测温范围为0~1600℃

(2)铂铑30-铂铑6热电偶(分度号)B)测温范围为0~1700℃

(3)镍铬-镍硅热电偶(分度号)K)测温范围为-200~ 1200℃

(4)镍铬-康铜热电偶(分度号)E)测温范围为-200~ 900℃

二、冷端补偿

1.自由端温度为0℃根据时间条件,不同的热电偶尔有不同的分度表。根据热电效应原理,其热电势与两端温度有关 度为0℃给出的条件。但在实际使用中,由于环境温度的影响,冷端往往靠近被测物体,其温度不能保持0℃,这就产生了测量误差。

2.因此,必须采取相应的补偿或修正措施。常用的方法有冷端恒温法、补偿导线法、补偿桥法、计算修正法等。

三、补偿导线

1.补偿导线在一定温度范围内(0)~100℃)一对具有相同标称值的绝缘线与热电偶和测量装置连接,以补偿与热电偶连接处温度变化引起的误差。

2.热电偶材料属于贵金属,补偿导线相对便宜。热电偶输出的温度信号可以传输到远离数百米的控制室,并发送到显示器或控制器。

3.这相当于将热电偶延伸到温度恒定的地方,解决了热电偶冷端在热设备附近造成的高温和温度不稳定问题,使用方便,常用于热电偶的安装。它们是特殊的导线,补偿导线只能与相应的热电偶一起使用,正极性和负极性是不可逆转的。

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