热电偶的原理和种类
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热电偶其实是温度测量仪表中常用的测温元件,可以直接测量温度,通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套一起使用。本文讲述了热电偶的原理以及它的种类。
1.热电偶测温基本原理
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。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。热电偶温度变送器就是利用这一效应来工作的。
2.热电偶的种类及结构形成
(1)热电偶的种类
常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其专门配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要应用于某些特殊场合的测量。
我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按照IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
(2)为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:
①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;
②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,防止短路;
③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;
④保护套管应能够保证热电极与有害介质充分隔离。
3.热电偶冷端的温度补偿
由于热电偶的材料一般都比较贵重,而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常会采用补偿导线把热电偶的冷端延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,但它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不能起到补偿的作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。