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        重點介紹熱電偶的類型、如何工作、構造示例以及為什么需要對其進行校準?

        發布時間:2020-01-10 10:47:16來源:


              熱電偶是用于測量溫度的傳感器。由于熱電偶的低成本、寬溫度范圍、高溫極限以及多種類型和尺寸的可用性,它們被廣泛用于許多工業和科學應用中。在幾乎所有工業市場中都可以找到它們,包括發電、石油和天然氣、航空航天、半導體、制藥、生物技術、食品加工和金屬。
        熱電偶的類型
              有數百種類型的熱電偶,它們是由純金屬和合金的不同組合構成的,具有自己的獨特特性和適用性。字母類型被賦予不同的熱電偶類型以識別它們。E,J,K,N和T型是“賤金屬”熱電偶,最常見的類型是使用鐵、康斯坦丁、鎳鉻鐵礦、銅、鉻鐵和氧化鋁材料。B、R和S型熱電偶是“貴金屬”熱電偶(主要是鉑和銠材料),價格較貴,并且用于高溫應用中。
        熱電偶如何工作?
              德國物理學家托馬斯?約翰?塞貝克(Thomas Johann Seebeck)在1820年代發現,當兩個不同導體之間出現溫差時,就會產生相應的電壓差?,F在將該現象稱為塞貝克效應或熱電效應,“塞貝克效應”負責熱電偶的行為。
        熱電偶構造的示例
              圖1顯示了熱電偶構造的示例。熱電偶由兩條不同的熱電偶線A和B組成,它們在一端T1(“熱”結)相連。導線沿其長度相互絕緣,另一端T2(“冷”結)保持恒定的參考溫度(通常是冰的熔點)。冷端是熱電偶線過渡到銅線以連接到儀表的地方。熱電偶線可以直接連接到配備有內部冷端電路的儀表或讀數器,這種配置通常不如使用保持在冰浴熔點下的外部冷端精確。
              當熱結(T1)暴露于不同于冷結的溫度時,在冷結線(T2)之間產生電壓(熱電勢),連接到冷端引線的儀器用于讀取熱電偶電壓。從理論上講,此電壓測量僅取決于溫度差(T1-T2)。隨著T1的變化,熱電偶的電壓輸出與溫度的變化成比例地變化,但不是線性變化。輸出電壓范圍約為-10至77 mV(取決于熱電偶類型和測量溫度),溫度與電壓的關系建立了各種熱電偶類型所獨有的關系。這些關系總結在參考表中,這些表為熱電偶校準提供了基礎。
        為什么需要對熱電偶進行校準?
              重要的是要注意,熱電偶電壓不是在兩種金屬結合的“熱結”(T1)處產生的,而是在導線沿溫度梯度暴露的整個長度(從T1到T2)內產生的。 僅當熱電偶的各根導線均質(成分均勻)時,結點的溫度差和測量電壓才正確。在工業環境中使用熱電偶時,導線可能會因熱、化學暴露或機械損壞(例如,導線在溫度梯度處發生彎曲)而失去均勻性。如果熱電偶電路的不均勻部分暴露在溫度梯度下,則測得的電壓將不同,從而導致誤差。
              因此,當在200oC以上使用時,賤金屬熱電偶(E、J、K、N和T型)通常會出現“不均勻性”。在熔爐中加熱這些熱電偶會進一步改變金屬絲,或者移動它們會改變溫度梯度,兩者都會導致校準錯誤。在這些情況下,需要“現場”(現場)校準,這是通過在要校準的熱電偶旁邊插入參考溫度計并比較讀數來完成的。
              貴金屬熱電偶(B、R和S型)也會受到不均勻性的影響,但是影響很?。s0.3oC),因此可以有效地進行校準。僅在低于200°C(K型低于120°C)的溫度下使用的賤金屬熱電偶通常不會表現出很大的不均勻性,可以在現場進行校準。相關產品推薦:上海自動化儀表四廠、K型熱電偶、磁翻板液位計、雷達液位計 電磁流量計 超聲波流量計 孔板流量計 磁翻板液位計 壓力變送器 渦街流量計
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