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热电偶工作原理电路图
- 2019-04-02-

热电偶工作原理电路图

热电偶温度传感器工作


       Seebeck效应:当金属棒两端处于不同温度时,自由电子从高温区扩散到低温区,从而产生从高温区到低温区的热流和电流流动现象。


       热电偶:两种触头暴露在不同的温度下,因为不同金属中导体的扩散速率不同,所以两种金属中的扩散电流不同,因此这两种金属是相连的。回路中将形成一个小的净电流(约10μV)。在这种实践中,你可以找到两根不同材料的电线,并将它们连接在一起观察万用表读数。

       然而,在许多实际情况下,冷端温度不是0°C,而是一定的温度Tn,所以在使用该指数表时,所测的电动势必须修正如下:


ε(T,0)=ε(T,TN)+ε(TN,0)


热电偶电势=米测量+室温校正


热电偶信号检测:


       不能用万用表直接测量Seebeck效应的电压,因为万用表布线和热电偶接线将产生新的热电偶结电压。

“差分放大器”的差分放大器增益放大了待测热电偶的结温和基准热电偶的结温。


热电偶特性:


1.可以测量的温度范围很宽,大多数传感器已经标准化。


2.热电偶的最高工作温度与导线直径和材料尺寸有关。


3.不需要附加其他电源来驱动传感器。


4、通过电路设计,可以获得很好的精度。


热电偶类型和工作温度:


      热电偶型温度计名称(热电偶)测温范围(°C)热电动势(MV)优点材料+-高温K-200~1200-5.89/-200°C48.8/1200°C


1.广泛应用于工业


2,耐酸性好


线性性质


1,不适用于CO冀肭硫酸气体。


2.使用E-200~800-8.82/-200°C高温还原铝、锰、硅等空气铬镍合金的变质


61.02/800°C1。热电动势最大的


1,不能用于减少空气


2.铬镍铜J-200~350-7.89/-200°C


72.28/750°C1。可用于减少空气。易生锈铁镍铜低温T-200~350-5.6/-200°C


17.82/350°C1。在弱酸性和还原空气中非常稳定。铜将在300℃以上氧化铜镍铜超高温B 500~1700 1.24/500℃


12.4/1700°C1。耐酸性空气1。不能用于降低空气中30%的铑-铂-6%的铑-铂R0~1600 0/0°C。


18.84/1600°C 13%铋-铂S 0~1600-7.89/-200°C


72.28/750°C 10%铋-铂


热电偶工作温度和导线直径:


热电偶型线材直径(Mm)、共同温度(°C)、共同温度(°C)


K:0.65 650 850 1.00 750 950 1.60 850 1050 230 900 1100 3.20 1000 1200


E:0.65 450 500 1.00 500 550 1.60 550 650 230 600 750 3.20 700 800


J:0.65 400 500 1.00 450 550 1.60 500 650 230 550 750 750 3.20 600 750


t:0.32 200 250 0.65 200 250 1.00 300 300 300 350


B:0.50 1500 1700


RS:0.50 1400 1600


热电偶测量温度误差值的探讨


首先,测量仪器的误差:


温度读数由温度控制器、记录器、电压表(MV)等显示。这些仪器或多或少都有耐受性。例如,分压电压表的误差为0.001%+0.01Μv或更高。数字温度控制器的误差至少是全量程的0.25%,加上最后一个数字的误差。


其次,热电偶线的误差:


由于国家标准的不同,热电偶导线也不一样。美国ANSI型K级普通级±2.2°C或0.75%,精密度级±1.1°C级或0.4%,日本JIS型K级普通级±2.5°C级或0.75%,精度级±1.5°C级或0.4%。


第三,参考结的误差:


当在校准操作中使用冰水箱时,基准结(冷结)可能产生0.05°C到1°C的误差。当热电偶在现场使用时,补偿线和热电偶线的热电效应相同,且在温度下两触点在相同的温度下,不影响主回路电动势的大小。


第四,补偿线的误差:


扩展导线的不可靠度约为热电偶线的两倍。由于线材不同,可分为普通丝级(热电偶丝)和丝级。误差程度与热电偶导线大致相同。在延长线路时,保持适当的低温,否则会造成很大的误差。


第五,由热传导引起的误差:(俗称热短路)


热电偶具有热流板的一端和热流板的另一端。如果热电偶插入长度不够,则由保护管的传热系数决定热流板内的热量,并将保护管和热电偶导线传输到热流板的外部。热流板外的温度被传递到热流板上,形成了热对流测量中的误差,这种误差一般由保护管的传热系数决定,其直径约为保护管直径的10~20倍。


第六,绝缘不良的误差:(俗称电短路)


当热电偶处于高温时,绝缘电阻下降,导致两根导线之间短路。该误差值可达到测量温度的1%至10%,有时是正的,有时是负的,这取决于短路的位置。。


由磁效应引起的误差:


热电偶线或补偿线在受到磁场干扰时,影响电子在金属材料中的运动,改变材料的电动势。


感应磁场:由变压器和电动机产生的磁场。电线被铜网屏蔽。


电流磁场:由电缆中的电流产生的磁场。金属丝是用铜和铂保护起来的。


八、摩擦引起的摩擦:


热电偶与高速流体(气体、液体)之间的摩擦产生的热能会引起误差.


第九,由热辐射引起的误差:


热电偶离热源太近,由于辐射热,测量的温度高于实际温度。


十.自发热造成的误差:


功率:电流平方x电阻导致传感器(热电偶线、铂温度计)由于闭环产生的电流而产生的热误差。这种影响在电阻温度计中更为明显。采购时最好采用小电流,以提高测量精度。


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