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        熱電偶基本理論的簡介

        發布時間:2019-07-26 08:39:41來源:


        什么是熱電偶?
              熱電偶是最通用的工業溫度測量傳感器之一。它可以測量高達3,000°C和低至-270°C的溫度。它可以測量液體,固體和氣體的溫度,可用于工業和實驗室應用。熱電偶的成本可以與其應用適用性一樣廣泛,只需幾美元的簡單形式就可以花費幾千美元來獲得更高級的配置。雖然它具有固有的簡單結構,但了解為應用選擇合適的熱電偶的麻煩可能具有挑戰性。在本文中,我們將會提供關于熱電偶的基本了解:
        熱電偶如何工作?
              熱電偶是通過連接兩種非相似材料的金屬而形成的簡單裝置。當熱電偶在其長度上暴露于溫度梯度時,產生電壓。  
              熱電偶產生的電壓是塞貝克效應的結果。隨著熱電偶上的溫度梯度增加,熱電偶產生的電壓也增加。溫度與熱電偶輸出的關系不是線性的,而是可重復的,使熱電偶可用作溫度傳感器。熱電偶的輸出不僅隨溫度而變化,而且還取決于其結構材料。電輸出是一個非常低的電壓,其中數百度的溫度變化可能只代表輸出的幾毫伏變化。輸出不僅很小,而且是非線性的。輸出還需要一種稱為冷端補償的技術將其轉換為溫度值。由于將電信號轉換為溫度的復雜性,熱電偶需要專門的儀器。
        熱電偶類型:
              幾乎任何兩種金屬都可用于制造熱電偶,但某些金屬已被用作工業標準。這些工業標準熱電偶由金屬和金屬合金制成。為簡單起見,它們由一個字母標識符標識,通常稱為熱電偶“類型”或“校準”。下表顯示了四個最常見的熱電偶,由字母代表,金屬結構和溫度范圍組成。這四個熱電偶稱為基礎金屬熱電偶。
        基礎金屬熱電偶:
              盡管賤金屬熱電偶是最常見的,但還有其他熱電偶類型用于要求更高溫度范圍的更苛刻的應用。它們通常由稀有的材料制成。
        稀有金屬熱電偶:
        熱電偶顏色代碼:
              大多數熱電偶都有一個顏色代碼指示符。上圖顯示了該熱電偶顏色代碼中突出顯示的熱電偶字母代號。顏色代碼用于幫助識別熱電偶,因為沒有顏色識別,很難在視覺上將一個熱電偶與另一個熱電偶區分開。顏色通常包含在熱電偶正極引線的絕緣層中。與大多數其他電氣慣例不同,熱電偶的負極通常具有紅色絕緣。同時,熱電偶連接器也遵循顏色代碼慣例。
        熱電偶精度:
              許多因素可能會影響熱電偶的測量精度。這些包括:
              1.傳感器精度由熱電偶類型或校準指定;
              2.環境中的電噪聲,包括接地回路;
              3.傳感器尺寸(例如響應時間相關誤差和/或穿透深度不足);
              4.傳感器形狀(例如,表面測量誤差);
              5.儀表錯誤。
              每種熱電偶類型都具有特征精度。一般情況下,通常會提供兩種準確度類別。它們被稱為標準誤差限制和特殊誤差限制。下表顯示了最常見熱電偶的兩種精度等級:
        熱電偶樣式和配置:
              由于熱電偶結構的簡單特性,它可以制成各種形狀和樣式,可以最佳地適用于不同類型的溫度測量應用。下面我們列出一些最常見的熱電偶樣式。
        串珠線熱電偶:
              熱電偶最簡單的形式之一。它由在焊接端連接的兩根熱電偶線組成。它具有響應速度快,成本相對較低的優點。其用途通常僅限于氣體。
        表面測量熱電偶:
              一種專業型熱電偶,用于測量固體表面的溫度。為了提供與測量表面的最佳接觸,焊接接頭是機加工平坦的。
        熱電偶探頭:
              熱電偶的主力:它由金屬管內的熱電偶組成。它們是通用傳感器,可用于測量液體或氣體的溫度。探頭通常比串珠線傳感器響應慢,但它們可以制成小尺寸,提供快速響應時間。
        熱電偶樣式比較:
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