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浅谈热电偶传感器测温原理及应用摘要:热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件,他的主要特点就是测温范围宽,性能比较稳定,同时结构简单,动态响应好,便于自动控制和集中控制。 关键词:热电偶 工作原理 选型 冷端补偿 一、热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路。只要两执着点处的温度不同时,则在该回路中就会产生电动势,这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应,这两种不同材料的导体或半导体的组合称为热电偶,导体A、B称为热电极。两个执着点,一个称热端,又称测量端或工作端,测温时将它置于被测介质中;另一个称冷端,又称参比端或自由端,它通过补偿导线与显示仪表相连。热电动势由两部分电动势组成,一部分是两种导体的接触电动势 ( 帕尔贴电势 ) ,另一部分是单一导体的温差电动势 ( 汤姆逊电势 ) 。 二、热电偶的基本构造: 工业测温用的热电偶,其基本构造包括热电偶丝、绝缘管、保护管和接线盒等,为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下: 1、组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固; 2、热电极之间需要用绝缘管保护,以防短路; 3、保护管的作用在于使用热电偶电极不直接与被测介质接触,它不仅可延长热电偶的寿命,还可起到支撑和固定热电极增加其强度的作用,保护管的材料主要分金属和非金属两大类; 4、热电偶丝引出线接头与接线盒内的接线柱接触良好且牢固无松动。 三、热电偶的种类及选型 1、热电偶的种类 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类,目前,国际电工委员会(IEC)推荐了8种类型的热电偶作为标准化热电偶,即为T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型。由于铂属于贵重金属,故B,R,S又被称为贵金属热电偶。 下表所列的是常用热电偶的材料规格及特点: 2、热电偶的选型 选择热电偶要根据使用温度范围、所需精度、使用环境、测定对象的性能、响应时间和经济效益等综合考虑。 四、热电偶实际应用时需注意的问题 1、安装位置。热电偶的安装应尽可能靠近欲测的温度控制点,使其测量端与被测介质充分接触,远离强磁场和强电场。 2、插入的深度。一般情况下,当采用金属保护管时,插入深度应为其直径的15～20倍;当采用非金属保护管时,插入深度应为其直径的10～15倍。 3、热辐射作用。在热电偶附近如果存在与其具有一定温差的很大物体时,热电偶将接受辐射能。 4、热电偶补偿导线:补偿导线分为补偿型和延伸型两种,延伸型的导线也并不是用和热电偶相同材质的金属,一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代替。 5、热电偶冷端温度补偿方法:冷端温度修正法、冷端0℃恒温法、、冷端温度自动补偿法(补偿电桥法) 五、结束语 真正理解热电偶的工作原理,了解热电偶的结构特点,才能选择合适的热电偶,随着科技的进步,热电偶温度传感器将会在工业测温领域中有更大的发展。 1