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熱電偶原理

更新時間:2016-10-09      點(diǎn)擊次數(shù):2209

兩種不同成份的導(dǎo)體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路,當(dāng)兩個接合點(diǎn)的溫度不同時,在回路中就會產(chǎn)生電動勢,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進(jìn)行溫度測量的,其中,直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端),另一端叫做冷端(也稱為補(bǔ)償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。

熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢。其大小僅與熱電極材料及兩端溫度有關(guān),與熱電極長度、直徑無關(guān)。

 

熱電偶回路中熱電動勢的大小,只與組成熱電偶的導(dǎo)體材料和兩接點(diǎn)的溫度有關(guān),而與熱電偶的形狀尺寸無關(guān)。當(dāng)熱電偶兩電極材料固定后,熱電動勢便是兩接點(diǎn)溫度tt0。的函數(shù)差 。

 

這一關(guān)系式在實(shí)際測溫中得到了廣泛應(yīng)用。因?yàn)槔涠?/span>t0恒定,熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢只隨熱端(測量端)溫度的變化而變化,即一定的熱電動勢對應(yīng)著一定的溫度。我們只要用測量熱電動勢的方法就可達(dá)到測溫的目的[1]  。

 

 

當(dāng)兩端存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過,此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢,這就是所謂的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極,溫度較高的一端為工作端,溫度較低的一端為自由端,自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系,制成熱電偶分度表;分度表是自由端溫度在0時的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。

 

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(diǎn)的溫度相同,熱電偶所產(chǎn)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,測得熱電動勢后,即可知道被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測量溫度時要求其冷端(測量端為熱端,通過引線與測量電路連接的端稱為冷端)的溫度保持不變,其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測量時,冷端的(環(huán)境)溫度變化,將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性。在冷端采取一定措施補(bǔ)償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補(bǔ)償正常。與測量儀表連接用補(bǔ)償導(dǎo)線。

 

熱電偶冷端補(bǔ)償計(jì)算方法:

從毫伏到溫度:測量冷端溫度,換算為對應(yīng)毫伏值,與熱電偶的毫伏值相加,換算出溫度;

從溫度到毫伏:測量出實(shí)際溫度與冷端溫度,分別換算為毫伏值,相減後得出毫伏值,即得溫度。

 

 

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