你知道熱電偶測(cè)溫的原理嗎?熱電偶使用壽命剖析
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一直以來,測(cè)試測(cè)量技術(shù)都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對(duì)大家的興趣點(diǎn)所在,小編將為大家?guī)頍犭娕嫉南嚓P(guān)介紹,詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看下文。
一、熱電偶測(cè)溫原理介紹
熱電偶作為測(cè)溫界的翹楚之一,自然有它的發(fā)揮價(jià)值的空間和場(chǎng)景。那么,熱電偶是怎么進(jìn)行測(cè)溫的呢?只有在了解了熱電偶的測(cè)溫原理之后,我們才能更好地進(jìn)行測(cè)溫。
當(dāng)有兩個(gè)不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A 和 B 形成回路,并且它們的兩端相互連接時(shí),只要兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同,一端的溫度為 T,稱為工作端或熱端,另一端的溫度為T0,稱為自由端或冷端,電路中會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),電動(dòng)勢(shì)的方向和大小力與導(dǎo)體材料和兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”,由兩個(gè)導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶”,這兩個(gè)導(dǎo)體稱為“熱電極”,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為“熱電動(dòng)勢(shì)”。
熱電動(dòng)勢(shì)由兩部分電動(dòng)勢(shì)組成,一部分是兩個(gè)導(dǎo)體的接觸電動(dòng)勢(shì),另一部分是單個(gè)導(dǎo)體的熱電動(dòng)勢(shì)。
熱電偶回路中熱電動(dòng)勢(shì)的大小僅與導(dǎo)體材料和組成熱電偶的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度有關(guān),與熱電偶的形狀和尺寸無關(guān)。當(dāng)熱電偶的兩個(gè)電極材料固定時(shí),熱電動(dòng)勢(shì)為兩個(gè)結(jié)溫t和t0。功能很差。
熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩個(gè)不同元件的導(dǎo)體形成一個(gè)閉合回路。當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),電流將流過回路。此時(shí),兩端之間存在電動(dòng)勢(shì)-熱電動(dòng)勢(shì)。這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成分的均質(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,自由端通常處于一定的恒溫狀態(tài)。根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù)關(guān)系,制作熱電偶指標(biāo)表;索引表是自由端溫度為0℃時(shí)得到的,不同的熱電偶有不同的索引表。
當(dāng)?shù)谌N金屬材料接入熱電偶電路時(shí),只要材料的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度相同,熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)將保持不變,即不受第三種金屬材料的影響。電路中的金屬。因此,熱電偶測(cè)量溫度時(shí),可接上測(cè)量?jī)x表,測(cè)出熱電動(dòng)勢(shì)后即可知道被測(cè)介質(zhì)的溫度。熱電偶測(cè)量溫度時(shí),要求其冷端(測(cè)量端為熱端,通過引線與測(cè)量電路相連的一端稱為冷端)保持相同溫度,使其熱電電位與被測(cè)溫度有一定的比例關(guān)系。如果在測(cè)量過程中冷端溫度發(fā)生變化,將嚴(yán)重影響測(cè)量精度。在冷端采取一定的措施來補(bǔ)償冷端溫度變化引起的影響,稱為熱電偶的冷端補(bǔ)償是正常的,是與測(cè)量?jī)x器連接的專用補(bǔ)償線。
從毫伏到溫度:測(cè)量冷端的溫度,換算成相應(yīng)的毫伏值,加上熱電偶的毫伏值,計(jì)算出溫度;
從溫度到毫伏:測(cè)量實(shí)際溫度和冷端溫度,將它們轉(zhuǎn)換為毫伏值,減去毫伏值得到溫度。
二、熱電偶的劣化
通過上面詳細(xì)地介紹,想必大家對(duì)熱電偶測(cè)溫的原理已經(jīng)多多少少具備了一些認(rèn)識(shí)。在這部分,我們來看看,熱電偶在日常使用過程中的劣化現(xiàn)象。
熱電偶的使用壽命是大家非常關(guān)心的事情,否則,無數(shù)人心里會(huì)很被動(dòng)。 熱電偶的使用壽命與其劣化有關(guān)。 所謂熱電偶劣化,就是熱電偶使用后出現(xiàn)老化、變質(zhì)的現(xiàn)象。 由金屬或合金制成的熱電偶在高溫下會(huì)逐漸長(zhǎng)大其內(nèi)部晶粒。 同時(shí),合金中含有少量雜質(zhì),其位置或形狀也會(huì)發(fā)生變化,也會(huì)與周圍環(huán)境中的還原性或氧化性氣體發(fā)生反應(yīng)。 隨著上述變化,熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)也會(huì)發(fā)生極其靈敏的變化。 因此,熱電偶的劣化是不可避免的。
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