热电偶的基本原理和组成结构-子明课件.ppt

单一导体的温差电势 对于单一导体，如果两端温度分别为T、TO，且TTO。 单一导体温差电势示意图 导体中的自由电子，在高温端具有较大的动能，因而向低温端扩散，在导体两端产生了电势。 * 18年 热电偶回路中总的热电势应是接触电势与温差电势之和（中间导体定律）： EAB(T,TO)=eAB(T)+eB(T,TO)-eAB(TO)-eA(T,TO) 式中： eAB(T): 热端接触电势； eB(T,TO): B导体温差电势； eAB(TO): 冷端接触电势； eA(T,TO): A导体温差电势。 * 18年 在总电势中，温差电势比接触电势小很多，可忽略不计，则热电偶的热电势可表示为 EAB(T,TO)=eAB(T)-eAB(TO) 显然， 热电动势的大小与组成热电偶的导体材料和两接点的温度有关。 * 18年 * 18年 * 18年 * 可见当冷端温度 t 0 恒定时， 热电偶产生的热电动势只与热端的温度有关， 即只要测得热电动势，便可确定热端的温度 t。由此得到有关热电偶的几个结论： （1）热电偶必须采用两种不同材料作为电极，否则无论导体截面如何、温度分布如何，回路中的总热电动势恒为零。 （2）若热电偶两接点温度相同，尽管采用了两种不同的金属，回路总电动势恒为零。 （3）热电偶回路总热电动势的大小只与材料和接点温度有关，与热电偶的尺寸、形状无关。 EAB(T,TO)=eAB(T)-eAB(TO) 没有小结的小结 18年 1）铂铑10－铂热电偶（分度号为S，也称为单铂铑热电偶） 特点是性能稳定，精度高，范围较大、抗氧化性强，长期使用温度可达1000℃，成本较高，热电动势较弱(我厂主要用于化验室的马弗炉)。 2）铂铑13－铂热电偶（分度号为R，也称为单铂铑热电偶，我厂主要用焙烧P04T1A/B和P03T1) 同S型相比，它的热电动势率大15%左右，其它性能几乎相同。 * 标准化热电偶材料和种类 18年 3）铂铑30－铂铑6热电偶（分度号为B，也称为双铂铑热电偶） 在室温下，其热电动势很小，故在测量时一般不用补偿导线，可忽略冷端温度变化的影响。 长期使用温度为1600℃，短期为1800℃，因热电动势较小，故需配用灵敏度较高的显示仪表。 即使在还原气氛下，其寿命也是R或S型的10～20倍。缺点是价格昂贵。 * 18年 4）镍铬－镍硅（镍铝）热电偶（分度号为K） 是抗氧化性较强的贱金属热电偶，可测量0～1300℃温度。 热电动势与温度的关系近似线性、价格便宜、热电动势大，是目前用量最大的热电偶。(我厂主要用于锅炉和焙烧) 5）铜－铜镍热电偶（分度号为T） 价格便宜，使用温度是-200～350℃。 * 18年 6）铁－铜镍热电偶（分度号为J） 价格便宜，适用于真空、氧化或惰性气氛中，温度范围为-200～800℃。 7）镍铬－铜镍热电偶（分度号为E） 是一种较新的产品，裸露式结构无保护管，价格比较便宜，在常用的热电偶中，其热电动势最大。适用于0～600℃温度范围。 * 18年 * 18年 热电偶分类表 * 材料1 材料2 分度号 温度 铂铑10 铂- S 1800℃ 铂铑13 铂- R 1600℃ 铂铑30 铂铑6- B 1600℃ 镍铬 镍硅- K -200~1300℃ 镍铬 康铜- E -200~900℃ 铁 康铜- J 0~750℃ 铜 康铜- T -200~350℃ 18年 热电偶 * 18年 热电偶的结构形式 1.普通型热电偶 普通型热电偶一般由热电极、绝缘套管、保护管和接线盒组成。 普通型热电偶按其安装时的连接形式可分为固定螺纹连接、固定法兰连接、活动法兰连接、无固定装置等多种形式。 * 凡是在两个平面在周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件，一般都称为“法兰”。 18年 * 18年 18年 * 普通装配型热电偶的结构放大图 接线盒 引出线套管 固定螺纹（出厂时用塑料包裹） 热电偶工作端（热端） 不锈钢保护管 保护管： 保护管的作用是使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。 材料主要有金属和非金属两类。 * 18年 2.铠装热电偶（缆式热电偶） 铠装热电偶也称缆式热电偶，是将热电偶丝与电熔氧化镁绝缘物溶铸在一起，外表再套不锈钢管等构成。 这种热电偶能弯曲、耐高压、反应