熱電偶的工作原理基于物理學中的賽貝克效應,即當兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路時,如果兩個接觸點的溫度不同,回路中將產(chǎn)生熱電動勢,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。
熱電偶通常由兩種不同材料的導體組成,當熱電偶的兩個端點溫度不同時,這兩個端點之間會產(chǎn)生一個熱電勢差,這個熱電勢差可以通過電壓表進行測量,從而將熱能轉(zhuǎn)換成電能用于溫度測量和控制。熱電偶的測溫范圍通常在-200℃至+2000℃之間,不同的金屬線材組合可以適應不同的測溫范圍。
在實際應用中,熱電偶的冷端通常需要保持一定的溫度,以減少環(huán)境溫度變化對測量結(jié)果的影響。熱電偶廣泛用于工業(yè)控制領域中的溫度測量和控制,例如在石油化工領域監(jiān)測管道溫度,確保管道的正常運行和安全性。熱電偶的工作原理是:1、當有兩種不同的導體或半導體A和B組成一個回路,其兩端相互連接時,回路中將產(chǎn)生一個電動勢,該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關(guān)。2、熱電動勢由兩部分電動勢組成,一部分是兩種導體的接觸電動勢,另一部分是單一導體的溫差電動勢
熱電偶作為溫度測量儀表中常見的測溫元件,它直接測量溫度,在把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號,通過儀器儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。雖因工作需求的不同外形極不相同,但它們的基本結(jié)構(gòu)卻大致相同,通常由熱電極、絕緣套保護管接線盒等主要部分組成
一、工作原理
熱電偶是將兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路,當兩個接合點的溫度不同時,回路中將產(chǎn)生電動勢,這種現(xiàn)象稱為熱點效應,又稱為塞貝克效應。而直接作為測量溫度的一端叫做工作端,另一端叫冷端。冷端直接連接儀器儀表或配套設備,顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的電動勢。
二、常見種類
常見的電熱偶分為標準型電熱偶與非標型電熱偶兩大類。標準化熱電偶中國從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn),并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為中國統(tǒng)一設計型熱電偶。
三、熱電偶誤差分析
正確使用熱電偶不但可以準確得到溫度數(shù)值,還可提高熱電偶使用壽命。減少材料消耗,保證產(chǎn)品質(zhì)量。但在使用過程中不可避免產(chǎn)生誤差。熱電偶產(chǎn)生誤差有三方面原因:
安裝不當引入的誤差
熱電偶的測量端與被測介質(zhì)之間有充分的熱交換,應合理選擇測點位置,盡量避免在閥門,彎頭及管道和設備的死角附近裝設熱電偶,插入的深度至少為保護管直徑的8~10倍。熱電偶的保護管和被測物孔壁之間應用絕熱物質(zhì)堵塞以免冷熱空氣對流從而影響熱電偶測量準確性。
絕緣變差而引入的誤差
熱電偶在惡劣環(huán)境下,保護管和導線污垢過多致使與孔壁絕緣不良,不僅會引起熱電勢的損耗而且還會引入干擾,由此引發(fā)測量誤差。
熱惰性引入的誤差
熱電偶的熱惰性指在測量時儀器無法準確的顯示被測物溫度變化,在快速測量時這種誤差尤為突出,所以在需要精準控溫時采用鉑材料制作,保護管直徑較細的熱電偶,或者在許可環(huán)境下不用保護管。由于測溫存在滯后性,用熱電偶檢測出的溫度波動振幅較被測物振幅小。熱電偶波動振幅越小,溫度滯后越大(被測物溫度與測得溫度差異越大)。為了準確測量溫度,使用導熱性能好的材料以外,管壁薄、內(nèi)徑小的保護套管也能改善電熱偶滯后性,但保護套管的改變易導致熱電偶的損壞,在使用過程中應及時校正與更換。
四、選擇方法
在常規(guī)工業(yè)生產(chǎn)中,被測對象極其復雜,應在熟悉被測對象、掌握各種熱電偶特性的基礎上,根據(jù)測量要求、使用環(huán)境、溫度的高低等正確地選擇熱電偶。
選擇熱電偶因綜合考慮下列因素:
①、被測物溫度范圍
②、所需響應時間
③、連接電類型
④、熱電偶或保護套管材料的抗化學腐蝕能力
⑤、抗磨損或抗振動能力
⑥、安裝及限制要求
1、熱電偶的工作原理是兩種不同成份的材質(zhì)導體組成閉合回路,當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。
2、熱電偶只有兩根線,一根正極,一根負極。但是也有雙芯熱電偶,其引出線為四根線。因此,有三根線且其中兩根顏色一樣,肯定為熱電阻,有兩根引線且標有正負極的為熱電偶,如果是兩根線無明顯標志和四根線時,無法確認是熱電阻和熱電偶,這時候可以采用萬用表進行判斷。
3、熱電偶冷端補償計算方法:從毫伏到溫度:測量冷端溫度,換算為對應毫伏值,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。
熱電偶是一種能將熱能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。
其主要應用于溫度測量、控制和傳輸領域,廣泛應用于工業(yè)自動化控制、石油化工、電力設備、冶金、煤礦安全等領域。
熱電偶的工作原理基于熱電效應,也就是當兩個不同種類的金屬或半導體連接起來時,一個閉合電路中會形成一個溫差,從而產(chǎn)生一個微小的電壓。
這種溫差產(chǎn)生的電壓就是熱電勢,通過測量熱電勢的大小可以推測出被測物體的溫度。
熱電偶一般由兩種不同的金屬線材組成,常見的有銅/銅鎳合金、鐵/常鋁合金、鉻/常鋁合金等。
這兩種金屬線材通過焊接處連接起來,形成一個閉合回路。
當熱電偶的兩端溫度不同時,由于金屬的特性,熱電偶兩端的電壓會發(fā)生變化。
為了提高熱電偶的靈敏度和測量精度,常會在金屬線材的連接處焊接成一個熱敏電勢焊點。
這樣可以使得熱敏電勢焊點處的溫度變化更加敏感,從而提高了熱電偶的測溫精度和響應速度。