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熱電偶的工作原理及其结构相关介绍

2019-05-07 10:09浏覽數:29

  一、什么是熱電偶

  熱電偶是工业上最常用的温度检测元件之一,熱電偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。

  二、熱電偶测温基本原理

  熱電偶是一种感温元件,是一次仪表,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号, 再通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。

  熱電偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。

  两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系, 制成熱電偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,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种金属材料时, 只要该材料两个接点的温度相同, 熱電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, 在熱電偶测温时, 可接入测量仪表, 测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。

  熱電偶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,如图所示。

  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。熱電偶就是利用这一效应来工作的。

  两种不同成份的导体(称为熱電偶丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。熱電偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出熱電偶所产生的热电势。

  熱電偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对于熱電偶的热电势,应注意如下几个问题:

  1:熱電偶的热电势是熱電偶两端温度函数的差,而不是熱電偶两端温度差的函数;

  2 :熱電偶所产生的热电势的大小,当熱電偶的材料是均匀时,与熱電偶的长度和直径无关,只与熱電偶材料的成份和两端的温差有关;

  3:当熱電偶的两个熱電偶丝材料成份确定后,熱電偶热电势的大小,只与熱電偶的温度差有关;若熱電偶冷端的温度保持一定,这进熱電偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。【以上内容由上海自動化儀表三廠爲你整理發布】


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