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        淺談關于熱電偶中間金屬定律的法的 “參考結”現象細節分析

        發布時間:2019-07-25 08:56:48來源:


        中間金屬熱電偶法
              中間金屬熱電偶法至關重要的是要認識到“參考結”現象是必須關閉由不同金屬制成的電路中的電路回路的必然結果。無論涉及的金屬數量如何,都是如此。在最后一個例子中,只涉及兩種金屬:鐵和銅。這在測量端形成一個鐵 - 銅結(J1),在指示器端形成一個鐵 - 銅結(J2)?;叵胍幌?,銅 - 銅結J3并不重要,因為它的相同金屬成分不會產生熱電壓:
              但是更復雜的熱電偶電路又涉及兩種以上的電線呢?當我們在同一電路中有兩個以上的不同金屬結時,我們如何定義“參考結”是什么,或者它的行為如何?以J型熱電偶為例:
              這里我們有三個電壓產生結:鐵和康銅的J1,鐵和銅的J2,以及銅和康銅的J3。在第一次檢查時,我們看起來比只使用兩種金屬(鐵和銅)的情況復雜得多,但幸運的是,如果J2和J3的溫度相等,情況就像以前一樣簡單,這將是如果這兩個連接點彼此非??拷ㄔ陔妷罕砩希?,則為真。注意:銅和康銅的結合恰好是T型熱電偶結。
              稱為中間金屬定律的熱電路原理有助于我們清楚地看到這一點。根據該定律,只要那些中間結全部處于相同溫度,一系列結中的中間金屬對總(凈)電壓沒有影響。以圖形方式表示,將四種不同金屬(A,B,C和D)串聯連接在一起的凈效果與將該系列中的第一種和最后一種金屬(A和D)與一個連接點連接相同,如果所有中間連接點處于相同溫度:
              中間金屬定律的簡單證明可以建立在能量守恒定律的基礎上,這是所有物理學中最基本的原理之一??紤]如果我們將上面顯示的一系列不同金屬線連接到一個連續循環中會發生什么:
              在該圖中,我們看到由金屬“A”制成的導線連接到由金屬“B”,“C”和“D”形成的一串金屬連接處。如果所有這些不同的金屬結都處于相同的溫度,則電路中任何地方的溫度都不會有驅動電流的差異,因此我們希望該電路中的電流為零。 這符合節能法,該法禁止電流通過電阻線而沒有一些動力源驅動它。因此,基于必須節約能量的前提(即,沒有電源時電流不能流過任何電阻),我們必須得出結論,在相同溫度下所有這些串聯金屬結的凈效應必須為零。換句話說,結點AB,BC,CD和DA都處于相同的溫度并且串聯連接必須產生零電壓,就好像那些結點全部被減少到單個AA結,這當然不能產生任何電動勢(電壓)因為它不是由不同的金屬組成。
              如果中間金屬定律不真實,那就意味著ABCD結不等于單結AD,這意味著它們會產生與該電路右端DA結不同的電壓(同時在相同的溫度),因此該電路會產生一些凈電壓,以通過電阻絲連續驅動電流,這違反了節能法則。既然我們知道能量守恒定律是有根據的(我們也可以建立這種不同的金屬回路并且憑經驗確定它們的電流為零),我們可以放心,中間金屬定律是正確的。在我們的J型熱電偶電路中,鐵和康銅都與銅結合,我們將銅看作結J2和J3之間的中間金屬。在指示儀器上彼此相鄰,相同的溫度是J2和J3的合理假設,因此我們可以引用中間金屬定律并簡單地將結J2和J3視為單個鐵 - 康銅參比結。換句話說,中間金屬法告訴我們,我們可以完全相同地處理以下兩個電路:
              該法的實際重要性在于,只要參考位置的所有不同金屬連接點處于相同溫度,我們就可以將參考連接點視為由與測量結相同的兩種金屬類型制成的單個連接點。 。這一事實在半導體電路時代極為重要,其中熱電偶與電子放大器的連接涉及一系列不同的材料結。在這里,我們看到多個參考結,由熱電偶線到放大器芯片內硅襯底的必要連接形成:
              在這里,我們看到熱電偶線(J型鐵和康銅)的金屬連接到一對黃銅端子螺釘,這些螺釘又連接到印刷電路板上的銅跡線,這些銅線連接到鉛/錫焊料,它們連接到由可伐合金制成的細線,終止于硅芯片上的金跡,它們與硅本身結合。顯而易見的是,如果每對中的每個互補結對在相同的溫度下相互抵消(例如,金 - 硅結J12與硅 - 金結J13抵消,因為它們產生完全相同的電壓,具有相反的極性)中間金屬定律更進一步,告訴我們串聯的J2到J13連接在一起與鐵和康銅的單個參考連接具有相同的效果。自動參考結補償非常簡單,只需反作用這個等效鐵 - 康銅結產生的電壓,無論在J2到J13的哪個溫度接合點處。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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