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        熱電偶的熱電勢與溫度關系

         發布時間:2012-08-11 點擊量:8361

          熱電偶溫度計屬于接觸式溫度測量儀表。是根據熱電效應即塞貝克效應原理來測量溫度的,是溫度測量儀表中常用的測溫元件。將不同材料的導體A、B接成閉合回路,接觸測溫點的一端稱為測量端(或工作端),另一端稱為參比端(或自由端)。若測量端和參比端所處溫度t和t0不同,則在回路的A、B之間就產生一熱電勢EAB(t,t0),這種現象稱為塞貝克效應,即熱電效應。EAB大小隨導體A、B的材料和兩端溫度t和t0而變,這種回路稱為原型熱電偶。在實際應用中,將A、B的一端焊接在一起作為熱電偶的測量端放到被測溫度t處,而將參比端分開,用導線接入顯示儀表,并保持參比端接點溫度t0穩定。顯示儀表所測電勢只隨被測溫度而t變化。

        熱電偶溫度計的特點有:
          
        (1)測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續測量,某些特殊熱電偶zui低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),zui高可達+2800℃(如鎢-錸)。

        (2)測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質的影響。

        (3)構造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護套管,用起來非常方便。熱電偶是一種感溫元件,它能將溫度信號轉換成熱電勢信號,通過與電氣測量儀表的配合,就能測量出被測的溫度。

        在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時,只要該材料兩個接點的溫度相同,熱電偶所產生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測溫時,可接入測量儀表,測得熱電勢后,即可知道被測介質的溫度。

        根據熱電勢與溫度函數關系??芍瞥蔁犭娕挤侄缺?。分度表是在自由端溫度To=0℃的條件下得到的。不同的熱電偶具有不同的分度表。

        從理論上講,任何兩種導體都可以配制成熱電偶,但實際上并不是所有材料都能制作熱電偶,故對熱電極材料必須滿足以下幾點:

        (1)要求材料的電阻溫度系數要小,電阻率高,導電性能好,熱容量要小;復現性要好,便于大批生產和互換,便于制定統一的分度表;

        (2)熱電偶材料受溫度作用后能產生較高的熱電勢,熱電勢和溫度之間的關系呈線性或近似線性的單值函數關系;

        (3)機械性能好,材質均勻;

        (4)能測量較高的溫度,并在較寬的溫度范國內應用,經長期使用后,物理、化學性能及熱電特性保持穩定;

        為了保證熱電偶可靠和穩定地工作對熱電偶有如下要求:

        (1)補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;

        (2)組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固;

        (3)保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離。

        (4)兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣,以防短路;

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