熱電偶是一種感溫元件,是一種一次儀表,熱電偶直接丈量溫度。由2種不同成分材質(zhì)的導體組成的閉合回路,由于材質(zhì)不同,不同的電子密度產(chǎn)生電子擴散,穩(wěn)定均衡后就產(chǎn)生 了電勢。當兩端存在梯度溫度時,回路中就會有電流產(chǎn)生,產(chǎn)生熱電動勢,溫度差越大,電流就會越大。測得熱電動勢之后即可曉得溫度值。熱電偶實際上是一種能量轉(zhuǎn)換器,可將熱能轉(zhuǎn)換成電能。
熱電偶的技術(shù)優(yōu)勢:熱電偶測溫范圍寬,性能比擬穩(wěn)定;丈量精度高,熱電偶與被測對象直接接觸,不受中間介質(zhì)的影響;熱響應(yīng)時間快,熱電偶對溫度變化反響靈活;丈量范圍 大,熱電偶從-40~+ 1600℃ 均可連續(xù)測溫;熱電偶性能牢靠,機械強度好。運用壽命長,裝置便當。
電偶必需是由兩種性質(zhì)不同但契合一定要求的導體(或半導體)材料構(gòu)成回路。熱電偶丈量端和參考端之間必需有溫差。
將兩種不同資料的導體或半導體A和B焊接起來,構(gòu)成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因此在回路中構(gòu)成一個大小的電流,這 種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是應(yīng)用這一效應(yīng)來工作的。
熱電偶的三個基本定律
1,均質(zhì)導體定律
由同一種均質(zhì)材料(導體或半導體)兩端焊接組成閉合回路,無論導體截面如何以及溫度如何分布,將不產(chǎn)生接觸電勢,溫差電勢相抵消,回路中總電勢為零。
可見,熱電偶必須由兩種不同的均質(zhì)導體或半導體構(gòu)成。若熱電極材料不均勻,由于溫度梯存在,將會產(chǎn)生附加熱電勢。
2,中間導體定律
在熱電偶回路中接入中間導體(第三導體),只要中間導體兩端溫度相同,中間導體的引入對熱電偶回路總電勢沒有影響,這就是中間導體定律。
應(yīng)用:依據(jù)中間導體定律,在熱電偶實際測溫應(yīng)用中,常采用熱端焊接、冷端開路的形式,冷端經(jīng)連接導線與數(shù)顯表連接構(gòu)成測溫系統(tǒng)。
任何補償導線連接熱電偶冷端到數(shù)顯表讀取mV值,在導線與熱電偶連接處產(chǎn)生的接觸電勢會使測量產(chǎn)生附加誤差。根據(jù)這個定律,是沒有這個誤差的!
3,中間溫度定律
熱電偶回路兩接點(溫度為T、T0)間的熱電勢,等于熱電偶在溫度為T、Tn時的熱電勢與在溫度為Tn、T0時的熱電勢的代數(shù)和。Tn稱中間溫度。
應(yīng)用:由于熱電偶E-T之間通常呈非線性關(guān)系,當冷端溫度不為0攝氏度時,不能利用已知回路實際熱電勢E(t,t0)直接查表求取熱端溫度值;也不能利用已知回路實際熱電勢E(t,t0)直接查表求取的溫度值,再加上冷端溫度確定熱端被測溫度值,需按中間溫度定律進行修正。初學者經(jīng)常不按中間溫度定律來修正!