热电偶的原理,应用。
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热电偶工作原理
概述
热电偶是一种常用的温度测量装置,它基于热电效应的原理,
并通过测量两个不同材料之间的温差来计算温度。
本文将为您详细
介绍热电偶的工作原理及其应用。
工作原理
热电偶的工作原理基于热电效应,即当两个金属或半导体的接
触处存在温度差时,会产生电势差。
这一原理是由法国科学家阿芬
尼乌斯·欧斯塔德发现并命名的。
组成
热电偶通常由两种不同的金属线材组成,分别称为正、负电极。
常见的材料有铜、铁、镍和铬等。
这两根线材连接在一起,形成一
个热电耦合点。
其中一个端口连接到测量设备,另一个端口则暴露
在待测物体的温度环境中。
工作原理
当热电偶中的热电耦合点暴露在不同温度的环境中时,热量会通过热电偶传导到热电耦合点。
由于两种不同金属材料的热导率和电子迁移率不同,热电耦合点会产生一个电势差。
这个电势差被称为热电势,并与温度差成正比。
测量方法
为了测量热电势,需要将热电偶的正、负电极连接到一个测量仪器上。
这个仪器可以测量热电势并将其转换成温度值。
常见的温度转换方法是使用查表法或校准法。
查表法是根据热电偶的材料以及其与温度之间的关系,使用预先制定的热电势-温度关系表来进行转换。
这种方法简单易行,适用于大多数工业应用。
校准法基于实际测量的电势差和已知的温度值之间的关系来进行转换。
这种方法需要对热电偶进行校准,以确定其特定温度下的电势差。
校准可以使用标准温度源(如冰点或沸点)进行,也可以使用精确的温度测量设备进行。
应用。
热电偶测温原理及应用论文热电偶是一种常用的温度测量装置,其原理是基于热电效应。
热电偶由两种不同材料的导线组成,当两种导线连接在两个不同温度的点上时会产生热电动势。
这个热电动势与两个温度之间的温差成正比,因此可以通过测量热电动势来确定目标温度。
热电偶的应用范围非常广泛,包括工业生产、科研领域以及日常生活中的温度测量。
在工业生产中,热电偶通常用于实时监测和控制生产过程中的温度,如热处理、熔炼和焊接等。
在科研领域,热电偶被广泛应用于各种实验和研究中,如材料性能测试、生物学实验和地质勘探等。
此外,热电偶也被广泛用于家用电器中,如烤箱、电磁炉和温度计等。
热电偶的测温原理是基于热电效应的,热电效应是指当两个不同导电材料的接触处形成温差时,会产生一个电动势。
这个电动势与温差成正比,可用来测量温度。
热电偶由两种不同的导体组成,一种是铂-铑合金,另一种是铜、铁、镍或康铜等金属。
当这两种导体连接在两个不同温度的点上时,由于热电效应会产生一个热电动势,这个热电动势与两个温度之间的温差成正比。
热电偶的工作原理可用温度-电动势关系表达,常用公式为:\[E = S(T_2 - T_1)\]其中,E为热电动势,S为热电偶的灵敏度(也称为热电系数),T1和T2分别为热电偶的两个测温端温度。
根据热电偶的工作原理,可以通过测量热电动势来确定目标温度。
这通常通过将热电偶连接到一个电子测温仪或数据采集系统上,并根据热电动势的大小来计算出目标温度。
由于热电偶可以在较宽的温度范围内工作,并且具有较高的灵敏度和快速响应特性,因此在许多需要精确温度测量的场合都得到了广泛的应用。
热电偶具有许多优点,例如尺寸小、成本低、响应速度快、可在较宽的温度范围内工作等。
另外,由于热电偶可以直接测量温度差,因此可以减小由于环境温度变化引起的误差。
但是在应用中也有一定的局限性,如热电偶测温精度受到温度非线性、外界干扰、杂散热和接触电势等因素的影响。
由于热电偶的广泛应用和重要性,关于热电偶测温原理及其应用的研究论文也层出不穷。
热电偶工作原理
热电偶(Thermocouple)是一种由两种不同金属材料在静止状态下或受到温度变化时产生电势的电子器件,广泛应用于工业、航空、军事及日常生活中的各种热检测。
本文将阐述热电偶的原理,并对它的应用进行详细介绍。
热电偶的工作原理是,当两种不同的金属材料接触时,金属之间的电势会使其产生一定的电流。
由于这种不同的金属材料的性质不同,金属间的接触点会产生相应的温度变化,从而使用电势检测设备对热电偶内部不同金属材料之间的电势变化而得出温度大小。
因此,热电偶可以用来测量温度。
此外,由于热电偶具有精度高、价格低、可靠性高等优点,因此得到了广泛的应用。
它们可以用于检测各种工业温度,如发动机、气体、烟囱、灶具等;可用于检测环境温度,如室内温度、室外温度等;可用于测量食品、土壤、建筑物的温度;也可用于测量医学研究所需的体温。
另外,热电偶的另一个优点是它可以通过蜂窝技术进行远程测量温度。
这种技术将多个热电偶的测量数据通过蜂窝网络传输到远程的目的地,使远程的温度检测更加便捷。
因此,热电偶也广泛用于飞行器等航空仪表上,以监测机载热源或发动机系统温度。
综上所述,热电偶是一种非常有效的测量温度的器件,具有精度高、价格低、可靠性高等优点,广泛应用于工业、航空、军事及日常生活中的各种热检测,比如室内温度检测、机载热源或发动机
系统温度检测等等。
此外,它还可以利用蜂窝技术进行远程测量温度,这种技术也增强了热电偶的应用能力。
热电偶的工作原理和应用1. 热电偶的概述热电偶是一种常用的温度传感器,利用热电效应来测量温度。
它由两种不同金属的导线连接组成,产生热电势差。
热电偶广泛应用于工业控制、实验室研究以及其他领域,具有高温测量范围、快速响应和良好的耐腐蚀性等特点。
2. 热电偶的工作原理热电偶的工作原理基于两种金属之间的热电效应。
当两种不同金属连接在一起时,在温度梯度下会产生热电势差。
这个现象被称为“塘巴赫效应”。
3. 热电偶的结构和类型热电偶一般由两根不同金属的导线组成,常见的金属配对有铜-常量an铜(类型K)、铁-常量an镍(类型J)等。
根据不同的金属配对组合,可产生不同的热电势差和适应不同的测量范围。
4. 热电偶的优势•高温测量范围:热电偶可以测量高达数千摄氏度的温度范围,适用于高温检测场景。
•快速响应:热电偶能够迅速响应温度变化,并具有较高的测量精度。
•耐腐蚀性:由于热电偶材料的特殊性,它们具有优异的耐腐蚀性,可在恶劣环境下长时间使用。
5. 热电偶的应用领域5.1 工业控制热电偶广泛应用于工业控制领域,用于检测和监控各种过程中的温度变化。
例如,在石油炼制厂、化工厂和电力厂等场所,热电偶可用于监测设备的温度,以确保其正常运行。
5.2 热处理热电偶还被广泛应用于热处理行业。
在金属加热和冷却的过程中,热电偶可以测量金属的温度变化,以确保金属的热处理过程符合要求。
5.3 实验室研究在实验室研究中,热电偶可以用于各种实验的温度监测。
无论是化学实验还是物理实验,热电偶都能提供准确的温度测量数据。
5.4 环境监测热电偶在环境监测中也扮演着重要的角色。
它们可以用于测量大气温度、土壤温度和水温等环境参数,为环境保护和气象研究提供数据支持。
6. 热电偶的使用注意事项•安全使用:在使用热电偶时,要注意避免触电和烧伤等安全问题。
•定期校准:热电偶需要定期校准,以确保其测量数据的准确性和可靠性。
•防护措施:对于易受损的热电偶,在使用过程中应采取相应的防护措施,延长其使用寿命。
热电偶测量温度的原理与应用1. 热电偶原理热电偶是一种常用的温度测量装置,其原理基于热电效应。
其基本构成是由两种不同金属导线组成的电极对,当两个导线接触并形成闭合回路时,产生了热电效应。
热电效应是指当两个导线的温度存在差异时,导线之间会产生电压。
这种电压受到温度差异的影响,并且具有线性关系。
2. 热电偶的工作原理热电偶的工作原理基于两个主要效应:塞贝克效应和泰尔贝克效应。
2.1 塞贝克效应塞贝克效应是指当两个不同金属导线接触并形成闭合回路时,由于温度差异引起的电压差。
这种电压差称为塞贝克电势差。
塞贝克效应是一种温度差测量原理,其产生的电压差与温度差务必具有线性关系。
2.2 泰尔贝克效应泰尔贝克效应是指当热电偶的两个导线的两端存在不同温度时,导线本身会产生冷热电势差。
冷端和热端的电势差为塞贝克电势差的一部分,这是由于导线材料的特性引起的。
泰尔贝克效应是一种温度测量原理,使得热电偶电压与环境温度存在关联。
3. 热电偶的应用热电偶由于其简单、可靠和广泛使用的特点,在许多领域中被广泛应用于温度测量。
下面是一些常见的应用场景:3.1 工业过程控制热电偶常用于工业过程控制中,例如炉温、熔炼温度、蒸汽温度等的监测和控制。
由于热电偶具有较高的测量范围和耐高温性能,这使得它们在工业环境中非常合适。
3.2 热处理热电偶广泛用于热处理过程中的温度测量。
例如,淬火、退火和热镀等过程需要严格控制温度。
热电偶的高精度和可靠性使其成为热处理过程中的理想选择。
3.3 实验室研究热电偶在实验室研究中也有广泛的应用。
例如,材料科学领域的热性能测量、热解析等可以通过热电偶来进行准确测量。
3.4 汽车工业热电偶常用于汽车工业中的温度测量,例如引擎温度、液体温度等的监测。
汽车引擎制造商使用热电偶来确保引擎在严酷工作条件下的温度控制。
3.5 空调与制冷热电偶也被广泛用于空调和制冷系统的温度测量和控制,确保系统的高效运行。
4. 总结热电偶是一种基于热电效应的温度测量装置,利用塞贝克效应和泰尔贝克效应测量温度差异产生的电压差。
简述热电偶的工作原理应用1. 热电偶的工作原理热电偶是一种常用的温度测量传感器,它利用热电效应实现温度的测量。
热电效应是指在两种不同材料的接触点上,由于温度的变化会产生一个电动势的现象。
热电偶由两种不同材料的导线组成,一般是铠装在一起。
常见的热电偶材料有铜/铜镍合金(K型热电偶)、铜/铜镍锡合金(T型热电偶)等。
当热电偶的两个接点处于不同温度时,热电偶会产生一个电动势,这个电动势与温差成正比。
通过测量热电偶的电动势可以确定物体的温度。
2. 热电偶的应用热电偶具有以下几个特点,因此在工业领域得到了广泛的应用:•测量范围广泛:热电偶的测量范围通常在-200℃至1300℃之间,适用于多种温度的测量。
•响应时间短:热电偶的响应时间一般在几十毫秒以内,可以快速测量温度变化。
•结构简单:热电偶的结构简单,容易制造和使用。
•耐高温:热电偶材料具有较高的耐高温性能,适用于高温环境下的测量。
由于以上特点,热电偶被广泛应用于以下场景:•工业过程控制:热电偶可以测量工业过程中的液体、气体和固体的温度,用于控制和监测工业生产过程。
•能源领域:热电偶被用于电厂、石化厂等能源领域的温度测量,用于监测设备的运行状况。
•食品加工:热电偶可以测量食品加工过程中的温度,用于控制和监测食品的加工过程。
•医疗领域:热电偶被应用于医疗设备中,如体温计等,用于测量人体温度。
3. 热电偶的优缺点热电偶作为一种常见的温度测量传感器,具有以下优点:•广泛的测量范围:热电偶可以测量广泛的温度范围,适用于多种应用场景。
•响应速度快:热电偶的响应时间短,可以快速测量温度变化。
•结构简单:热电偶的制造和使用相对简单,成本较低。
然而,热电偶也存在一些缺点:•相互影响:由于热电偶是由两种不同材料组成的,不同材料的温度变化会对电动势产生影响,可能引发测量偏差。
•精度受限:热电偶的精度一般较低,不能满足一些精密测量的需求。
•易受干扰:热电偶易受外界电磁场和电气干扰的影响,可能导致测量误差。
燃气灶热电偶的应用与原理1. 热电偶的定义和原理热电偶是一种用于测量温度的传感器。
它由两种不同金属材料的导线构成,通常是铜和铜镍合金。
根据热电效应原理,当两种金属连接处存在温度差时,产生的热电势可以通过测量电压差来计算出温度的变化。
2. 燃气灶热电偶的应用燃气灶是日常生活中常见的厨房用具,用于烹饪食物。
为了保证燃气灶的安全性能,在燃气灶中通常会安装热电偶进行温度测量和火焰监测。
燃气灶热电偶主要应用在以下两个方面:2.1 温度测量燃气灶热电偶通常用于测量燃烧室内的温度变化。
通过测量温度,可以实时监测燃烧器的工作状态,从而调整燃气供应以保证燃烧的效率和安全。
2.2 火焰监测燃气灶热电偶还可以用于监测火焰的存在和消失。
当燃气灶点火时,热电偶会感应到火焰的热量并产生电信号。
如果热电偶检测不到火焰,会自动关闭燃气供应,以防止燃气泄漏引发事故。
3. 燃气灶热电偶的工作原理燃气灶热电偶的工作原理基于热电效应。
当热电偶的两端温度不一致时,热电效应会使得两端产生电势差。
燃气灶热电偶通过以下步骤实现温度测量和火焰监测:1.点火:当用户打开燃气灶的控制阀时,燃气会进入燃烧室。
同时,点火系统会产生火花点火,将燃气点燃。
在点火的过程中,热电偶的两端暴露在火焰中。
2.温度测量:热电偶的一端暴露在火焰中,受到火焰的加热。
另一端则处于常温环境中。
由于温度差异,热电偶会产生热电势差,可以通过测量两端的电压差来计算温度的变化。
3.火焰监测:当燃烧室内存在火焰时,由于火焰的热量,热电偶会产生热电势差,表示火焰存在。
如果热电偶检测不到火焰,热电势差会降低或消失,此时燃气灶会自动关闭燃气供应,以确保安全。
4. 燃气灶热电偶的优点燃气灶热电偶具有以下优点:•高温度测量范围:热电偶可以在高温环境下工作,适用于燃气灶的燃烧室测温。
•快速响应:由于热电偶是基于温度差测量原理,它的响应速度很快,可以实时监测温度和火焰变化。
•精准度高:热电偶可以提供精确的温度测量结果,满足燃气灶的控制要求。
热电偶测温电路热电偶测温电路是一种常用的温度测量电路,利用热电偶产生的电压信号来测量物体的温度。
本文将介绍热电偶的原理和应用,以及构建热电偶测温电路的基本步骤和要点。
一、热电偶的原理和应用热电偶是利用两种或多种不同金属的热电效应产生电压信号的温度传感器。
当两种金属连接成闭合回路,形成一个金属电偶后,当两个接点处于不同温度时,会产生电动势差。
这个电动势差与金属的热电性质以及接点温度差有关,可以通过测量电动势差来计算出被测物体的温度。
热电偶具有测量范围广、响应速度快、精度高等优点,因此被广泛应用于工业生产和科学研究领域。
常见的应用包括温度控制、过程监控、热处理、燃烧控制等。
二、构建热电偶测温电路的基本步骤和要点1. 材料准备:准备好热电偶、引线、电源、放大电路等所需材料和设备。
2. 热电偶的连接:将热电偶的两个接点分别连接到放大电路的输入端,确保连接牢固可靠。
3. 引线的引出:将热电偶的引线引出测量现场,保持引线的良好绝缘和屏蔽,以避免外界干扰。
4. 电源的连接:将电源连接到放大电路,提供所需的工作电压。
5. 放大电路的调试:根据具体情况选择合适的放大电路并进行调试,以确保测量信号能够被准确放大并输出。
6. 温度显示和记录:连接合适的显示装置或记录装置,以实时显示或记录测量到的温度数值。
在构建热电偶测温电路时,需要注意以下要点:- 热电偶的选择:根据被测物体的温度范围和需求,选择适合的热电偶型号和材料。
- 引线的布线:引线的布线应尽量减少电磁干扰,避免与其他电路或设备共享同一电源线路。
- 温度补偿:对于远程测温或长引线测温,需要进行温度补偿,以减小引线的温度误差。
- 放大电路的选择:根据需要选择适当的放大电路,确保测量信号能够被放大和处理。
- 精度校准:热电偶测温电路在使用前需要进行精度校准,以确保测量结果的准确性。
三、总结热电偶测温电路是一种常用的温度测量电路,通过测量热电偶产生的电压信号来测量物体的温度。
热电偶测温的原理及其应用1. 热电偶测温的原理热电偶是一种常用的温度测量传感器,它基于热电效应原理工作。
热电效应是指在不同温度条件下的两种不同金属导体接触处,会产生电势差的现象。
热电偶由两种不同金属导体构成,常用的是铂铑合金和镍铬合金。
热电偶测温的原理是基于热电效应的温度-电势关系。
当热电偶的两端温度不同时,两种导体产生的电势差会发生变化。
这个电势差与温度之间存在着一种严格的函数关系,称为热电偶的温度-电势特性曲线。
2. 热电偶测温的优势热电偶测温具有以下几个优势:•广泛的测量范围:热电偶可以测量非常高的温度,一般可达1800°C,甚至更高。
•快速的响应速度:热电偶的响应速度非常快,通常在几十毫秒内就可以达到稳定状态。
•精度较高:热电偶测温的精度一般可以达到0.5°C,部分特殊型号的热电偶甚至可以达到0.1°C。
•结构简单:热电偶的结构非常简单,由两根不同金属导线焊接组成,易于制造和安装。
•可靠性高:热电偶具有较高的可靠性,能够在恶劣的工作环境下长期稳定工作。
3. 热电偶的应用领域热电偶在工业和科学领域有广泛的应用,以下是热电偶的一些典型应用场景:•工业生产过程控制:热电偶可以用于测量大型冶金炉、玻璃窑、陶瓷炉和高温熔炼炉等工业生产过程中的温度,实现温度的自动控制和监测。
•航空航天:热电偶可以用于航空航天领域中的高温环境下温度的测量,例如火箭发动机、航天器再入大气层时的温度监测等。
•电力行业:热电偶可以用于火力发电厂的锅炉燃烧温度监测,以及核电站中的燃料温度监测等。
•石油化工:热电偶可以用于原油精炼工艺中的温度测量,以及化工设备中的温度监测等。
•科学研究:热电偶在科学研究领域中也有广泛应用,例如地质勘探中温度的探测、实验室中的温度测量等。
4. 热电偶测温的注意事项在使用热电偶进行温度测量时,需要注意以下几点:•温度范围选择:不同的热电偶适用于不同的温度范围,应根据实际需要选择适合的热电偶型号。
热电偶的原理及使用热力学温标1848年威廉•汤姆首先提出以热力学第二定律为基础,建立温度仅与热量有关,而与物质无关的热力学温标。
因是开尔文总结出来的,故又称开尔文温标,用符号K表示。
它是国际基本单位制之一。
根据热力学中的卡诺定理,如果在温度T1的热源与温度为T2的冷源之间实现了卡诺循环,则存在下列关系式Q1——热源给予热机的传热量Q2——热机传给冷源的传热量如果在式中再规定一个条件,就可以通过卡诺循环中的传热量来完全地确定温标。
1954年,国际计量会议选定水的三相点为273.16,并以它的1/273.16定为一度,这样热力学温标就完全确定了,即T=273.16(Q1/Q2)。
国际实用温标为解决国际上温度标准的同意及实用问题,国际上协商决定,建立一种既能体现热力学温度(即能保证一定的准确度),又使用方便、容易实现的温标,即国际实用温标International Practical Temperature Scale of 1968(简称IPTS-68),又称国际温标。
1968年国际实用温标规定热力学温度是基本温度,用t表示,其单位是开尔文,符号为K。
1K定义为水三相点热力学温度的1/273.16,水的三相点是指纯水在固态、液态及气态三项平衡时的温度,热力学温标规定三相点温度为273.16 K,这是建立温标的惟一基准点。
注意:摄氏温度的分度值与开氏温度分度值相同,即温度间隔1K=1℃。
T0是在标准大气压下冰的融化温度,T0 = 273.15 K。
水的三相点温度比冰点高出0.01 K。
温差热电偶(简称热电偶)是目前温度测量中使用最普遍的传感元件之一。
它除具有结构简单,测量范围宽、准确度高、热惯性小,输出信号为电信号便于远传或信号转换等优点外,还能用来测量流体的温度、测量固体以及固体壁面的温度。
微型热电偶还可用于快速及动态温度的测量。
一、热电偶的工作原理两种不同的导体或半导体A和B组合成如图所示闭合回路,若导体A和B的连接处温度不同(设T>T0),则在此闭合回路中就有电流产生,也就是说回路中有电动势存在,这种现象叫做热电效应。
这种现象早在1821年首先由西拜克(See-back)发现,所以又称西拜克效应。
热电偶回路热电势只与组成热电偶的材料及两端温度有关;与热电偶的长度、粗细无关。
只有用不同性质的导体(或半导体)才能组合成热电偶;相同材料不会产生热电势,因为当A、B两种导体是同一种材料时,ln(NA/NB)=0,也即EAB(T,T0)=0。
只有当热电偶两端温度不同,热电偶的两导体材料不同时才能有热电势产生。
导体材料确定后,热电势的大小只与热电偶两端的温度有关。
如果使EAB(T0)=常数,则回路热电势EAB(T,T0)就只与温度T有关,而且是T的单值函数,这就是利用热电偶测温的原理。
热电偶常用材料1.铂—铂铑热电偶(S型) 分度号LB—3工业用热电偶丝:Φ0.5mm,实验室用可更细些。
正极:铂铑合金丝,用90%铂和10%铑(重量比)冶炼而成。
负极:铂丝。
测量温度:长期:1300℃、短期:1600℃。
特点:1. 材料性能稳定,测量准确度较高;可做成标准热电偶或基准热电偶。
用途:实验室或校验其它热电偶。
2. 测量温度较高,一般用来测量1000℃以上高温。
3. 在高温还原性气体中(如气体中含Co、H2等)易被侵蚀,需要用保护套管。
4. 材料属贵金属,成本较高。
5. 热电势较弱。
2.镍铬—镍硅(镍铝)热电偶(K型) 分度号EU—2工业用热电偶丝:Φ1.2~2.5mm,实验室用可细些。
正极:镍铬合金(用88.4~89.7%镍、9~10%铬,0.6%硅,0.3%锰,0.4~0.7%钴冶炼而成)。
负极:镍硅合金(用95.7~97%镍,2~3%硅,0.4~0.7%钴冶炼而成)。
测量温度:长期1000℃,短期1300℃。
特点:a) 价格比较便宜,在工业上广泛应用。
b) 高温下抗氧化能力强,在还原性气体和含有SO2,H2S等气体中易被侵蚀。
c) 复现性好,热电势大,但精度不如WRLB。
3.镍铬—考铜热电偶(E型) 分度号为EA—2工业用热电偶丝:Ф1.2~2mm,实验室用可更细些。
正极:镍铬合金负极:考铜合金(用56%铜,44%镍冶炼而成)。
测量温度:长期600℃,短期800℃。
特点:a) 价格比较便宜,工业上广泛应用。
b) 在常用热电偶中它产生的热电势最大。
c) 气体硫化物对热电偶有腐蚀作用。
考铜易氧化变质,适于在还原性或中性介质中使用。
4.铂铑30—铂铑6热电偶(B型) 分度号为LL—2正极:铂铑合金(用70%铂,30%铑冶炼而成)。
负极:铂铑合金(用94%铂,6%铑冶炼而成)。
测量温度:长期可到1600℃,短期可达1800℃。
特点:1. 材料性能稳定,测量精度高。
2. 还原性气体中易被侵蚀。
3. 低温热电势极小,冷端温度在50℃以下可不加补偿。
4. 成本高。
几种持殊用途的热电偶(1)铱和铱合金热电偶如铱50铑—铱10钌热电偶它能在氧化气氛中测量高达2100℃的高温。
(2)钨铼热电偶是60年代发展起来的,是目前一种较好的高温热电偶,可使用在真空惰性气体介质或氢气介质中,但高温抗氧能力差。
国产钨铼-钨铼20热电偶使用温度范围300~2000℃分度精度为1%。
(3)金铁—镍铬热电偶主要用在低温测量,可在2~273K范围内使用,灵敏度约为10μV/℃。
(4)钯—铂铱15热电偶是一种高输出性能的热电偶,在1398℃时的热电势为47.255mV,比铂—铂铑10热电偶在同样温度下的热电势高出3倍,因而可配用灵敏度较低的指示仪表,常应用于航空工业。
(5)铁—康铜热电偶,分度号TK灵敏度高,约为53μV/℃,线性度好,价格便宜,可在800℃以下的还原介质中使用。
主要缺点是铁极易氧化,采用发蓝处理后可提高抗锈蚀能力。
(6)铜—康铜热电偶,分度号MK热电偶的热电势略高于镍铬-镍硅热电偶,约为43μV/℃。
复现性好,稳定性好,精度高,价格便宜。
缺点是铜易氧化,广泛用于20K~473K的低温实验室测量中。
冷端处理及补偿原因:热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差,为保证输出热电势是被测温度的单值函数,必须使冷端温度保持恒定;λ热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据,否则会产生误差。
λ方法:冰点槽法υ计算修正法υυ补正系数法零点迁移法υ冷端补偿器法υ软件处理法υ冷端处理及补偿方法1.冰点槽法把热电偶的参比端置于冰水混合物容器里,使T0=0℃。
这种办法仅限于科学实验中使用。
为了避免冰水导电引起两个连接点短路,必须把连接点分别置于两个玻璃试管里,浸入同一冰点槽,使相互绝缘。
2.计算修正法用普通室温计算出参比端实际温度TH,利用公式计算EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0)例:用铜-康铜热电偶测某一温度T,参比端在室温环境TH中,测得热电动势EAB(T,TH)=1.999mV,又用室温计测出TH=21℃,查此种热电偶的分度表可知,EAB(21,0)=0.832mV,故得EAB(T,0)=EAB(T,21)+EAB(21,T0)=1.999+0.832=2.831(mV)再次查分度表,与2.831mV对应的热端温度T=68℃。
注意:既不能只按1.999mV查表,认为T=49℃,也不能把49℃加上21℃,认为T=70℃。
3.补正系数法把参比端实际温度TH乘上系数k,加到由EAB(T,TH)查分度表所得的温度上,成为被测温度T。
用公式表达即T=T′+k T H式中:T——为未知的被测温度;T′——为参比端在室温下热电偶电势与分度表上对应的某个温度;TH——室温;k——为补正系数,其它参数见下表。
例:用铂铑10-铂热电偶测温,已知冷端温度TH=35℃,这时热电动势为11.348mV.查S型热电偶的分度表,得出与此相应的温度T′=1150℃。
再从下表中查出,对应于1150℃的补正系数k=0.53。
于是,被测温度T=1150+0.53×35=1168.3(℃)用这种办法稍稍简单一些,比计算修正法误差可能大一点,但误差不大于0.14%。
4.零点迁移法应用领域:如果冷端不是0℃,但十分稳定(如恒温车间或有空调的场所)。
实质:在测量结果中人为地加一个恒定值,因为冷端温度稳定不变,电动势EAB(TH,0)是常数,利用指示仪表上调整零点的办法,加大某个适当的值而实现补偿。
例:用动圈仪表配合热电偶测温时,如果把仪表的机械零点调到室温TH的刻度上,在热电动势为零时,指针指示的温度值并不是0℃而是TH。
而热电偶的冷端温度已是TH,则只有当热端温度T=TH时,才能使EAB(T,TH)=0,这样,指示值就和热端的实际温度一致了。
这种办法非常简便,而且一劳永逸,只要冷端温度总保持在TH不变,指示值就永远正确。
5.冷端补偿器法利用不平衡电桥产生热电势补偿热电偶因冷端温度变化而引起热电势的变化值。
6.软件处理法对于计算机系统,不必全靠硬件进行热电偶冷端处理。
例如冷端温度恒定但不为0℃的情况,只需在采样后加一个与冷端温度对应的常数即可。
对于T0经常波动的情况,可利用热敏电阻或其它传感器把T0信号输入计算机,按照运算公式设计一些程序,便能自动修正。
后一种情况必须考虑输入的采样通道中除了热电动势之外还应该有冷端温度信号,如果多个热电偶的冷端温度不相同,还要分别采样,若占用的通道数太多,宜利用补偿导线把所有的冷端接到同一温度处,只用一个冷端温度传感器和一个修正T0的输入通道就可以了。
冷端集中,对于提高多点巡检的速度也很有利。
二、热电偶的分类及补偿导线热电偶根据所用材质不同可分为S、R、B、K、N、E、J、T 8种标准化热电偶。
而炼钢中经常使用的是S、R、B这三种热电偶。
炼钢中常用的热电偶的材料热电偶分度号热电极材料正极负极S 铂90铑10 纯铂R 铂87铑13 纯铂B 铂70铑30 铂94铑6在热电偶中还有一个比较重要的材料─补偿导线,用它们将热电偶与测量装置联接,以补偿热电偶连接处的温度变化所产生的误差,补偿导线应因芯线合金丝材质不同分为延长型和补偿型两种,我们通常使用的是补偿型。
MINCO测温偶头的结构示意图测温偶头规格型号热电偶分度号热电极材料正极负极S 铂铑10 纯铂R 铂铑13 纯铂B 铂铑30 铂铑6K 镍铬镍硅T 纯铜铜镍J 铁铜镍N 镍铬硅镍硅E 镍铬铜镍下面给出如果用错热电偶之温标,或TYPE(R,S)大概会发生温度差如下:热电偶型式仪器温度显示误差温度显示误差R-68 R-68 1500 - 1700 -R-48 R-68 1491.4 -8.6 1688.2 -11.8R-68 R-48 1507.6 +7.6 1709.2 +9.2S-68 R-68 1368 -132 1535 -165S-48 R-68 1364 -136 1532 -168。