热电偶在工业生产中的应用.doc

《热工仪表》论文 题目：热电偶在工业企业中的应用综述 学院：冶金与能源工程学院 专业：热能与动力工程 姓名：阚世朋 学号：201110202136 年级：2011级 班级：动力111 热电偶在工业企业中的应用综述 【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。文章主要介绍了热电偶的结构及其工作原理、应用现状、应用前景，分析探讨热电偶的发展趋势。 Abstract: Thermocouple is the most widely used in temperature measuring the temperature of the device. His main characteristic is the wide temperature range, stable performance, at the same time, simple structure, good dynamic response, easy to automatic control and centralized control. This paper mainly introduces the structure and working principle of thermocouple, application status, application prospect, analyze the development trend of thermocouple. 【关键词】热电偶 结构 原理 应用 前景 前言：随着科学技术的不断发展，热电偶已成为目前温度测量领域中应用最广泛的温度元件之一。热电偶是一种感温原件，它直接测量温度，直接把温度信号转换成热电动势信号， 随后通过电气仪表转换成被测介质的温度。其主要优点是：测量温度范围广，可以在1k 到2800℃的广泛温度领域内进行测量，性能稳定，准确可靠。此外，还有结构简单，热惯性小，动态响应速度快，信号能够远距离传送和多点测量等优点，便于实现集中检测与控制。因此，在工业生产和科学研究领域中广泛地应用热电偶来测量温度。 一．热电偶的工作原理与分类 1. 热电偶的工作原理 任意两种材质不同的金属导体或半导体（ 称为热电偶丝材或热电极）A 和B 首尾连接成闭合回路, 只要两接点T1和T2 的温度不同, 就会产生热电势, 形成热电流, 这就是热电效应。而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（ 也称为测量端） ，另一端叫做冷端（ 也称为补偿端） ；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度. 热电偶原理图 对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题： （ 1） 热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数； （ 2） 热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关； （ 3） 当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。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，如图所示。当导体A 和B 的两个执着点1 和2 之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 2.热电偶的分类 一般国内真空热处理炉选用的热电偶的类型为：PT100 铂电阻、K 型热电偶、N 型热电偶及S 型热电偶。而国外的不同之处在于高温段选用的热电偶有所不同，新增加了B 型热电偶与R 型热电偶。 （1）PT100 铂电阻 PT100 铂电阻表示在0 ℃时，其阻值为100 欧姆。随着温度的上升它的阻值成匀速增长，根据阻值的变化来测定其温度的变化。PT100 铂电阻在真空热处理炉上的应用比较少，在测量水温、油温的时候会用到，一般使用温度为0 ~ 300 ℃。 （2）K 型热电偶 K 型热电偶的学名为镍鉻- 镍硅热电偶。K 型热电偶的优点是：在准确度、稳定性、均匀性等方面较好，价格便宜。其缺点是300 ~ 500 ℃和800 ℃左右两个区间电动势不稳定。K 型热电偶是一种廉金属热电偶，使用测量范围0 ~ 1 200 ℃，长期使用温度为1 100 ℃左右，短期为1 200 ℃。 （3）N 型热电偶 N 型热电偶的学名为镍鉻硅- 镍鉻热电偶。N 型热电偶的优点是