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热电偶的原理分析
- 2019-04-01-

        热电偶作为工业测温中应用最广泛的温度传感器之一,与铂热阻一起占总温度传感器的60%左右。热电偶通常与显示仪器一起使用,直接测量液体、蒸气、气态介质和固体的各种产品在-40至1800之间的表面温度。

        热电偶工作原理:导体的两个不同部件(热电偶线或热电极)在两端连接成一个回路。当温度不同时,回路中产生电动势。这个现象叫做热电效应,这个电动势叫做热电势。热电偶使用这一原理进行温度测量。直接用于测量介质温度的一端称为工作端(也称测量端),另一端称为冷端(也称补偿端);冷端与显示器、仪表或辅助仪表相连,显示仪表指示热电偶产生的热电电位。

        热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转化为电能,并用产生的热电势测量温度。对于热电偶的热电势,应注意以下几个问题:(1)热电偶的热电势是热电偶的温度函数之间的差异,而不是热电偶之间的温差;(2)当热电偶材料均匀时,热电偶产生的热电电势的大小与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的组成和两端的温差有关;(3)当确定热电偶的两根热电偶导线的组成时,热电偶的热电电位仅与热电偶的温差有关;如果热电偶的冷端温度保持恒定,则热电偶的热电势只是工作端温度的一个值函数。

        热电偶的基本结构:工业测温用热电偶,其基本结构包括热电偶线、绝缘管、保护管和接线盒。

        常用热电偶导线及其性能。铂铑10铂热电偶(指数S,又称单铂热电偶)热电偶的正极是含有10%铋的铂铼合金。负极为纯铂,其特点是:(1)热电性能稳定,抗氧化性强,在氧化气氛中连续使用,长期使用温度高达1300℃,超1400℃,即使在空气中,纯铂丝也会再结晶,造成晶粒粗大、破碎;(2)精度高,是所有热电偶中精度最高的,通常用作标准或测量较高的温度:(3)使用范围广、均匀性和互换性:(4)主要缺点是:差温差电位小,灵敏度低;价格相对昂贵,机械强度低,不适合还原气氛或金属蒸气的条件下使用。2、铂铑13铂热电偶(指数R,又称单铂铑热电偶)热电偶正极为13%铂铑合金,负极为纯铂,与S型相比,其电位率约为15%,其它性能基本相同。这种热电偶在日本工业中用作高温热电偶最多,但在中国使用较少。

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