热电偶( 二 ) _生活百科

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热电偶高清图片热电偶的技术优势：热电偶测温範围宽，性能比拟稳定；丈量精度高，热电偶与被测对象直接接触，不受中间介质的影响；热回响时间快，热电偶对温度变化反响灵活；丈量範围大，热电偶从-40~+ 1600℃ 均可连续测温；热电偶性能牢靠，机械强度好。运用寿命长，装置便当。电偶必需是由两种性质不同但契合一定要求的导体（或半导体）材料构成迴路。热电偶丈量端和参考端之间必需有温差。将两种不同资料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合迴路。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,因此在迴路中构成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是套用这一效应来工作的。主要特点1、装配简单，更换方便；

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热电偶（图2）2、压簧式感温元件，抗震性能好；3、测量精度高；4、测量範围大（－200℃～1300℃，特殊情况下－270℃～2800℃）；5、热回响时间快；6、机械强度高，耐压性能好；7、耐高温可达2800度；8、使用寿命长。结构要求热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：

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热电偶（图3）1、组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；2、两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；3、补偿导线与热电偶自由端的连线要方便可靠；4、保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。工作原理两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成迴路，当两个接合点的温度不同时，在迴路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，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线，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

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热电偶（图4）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，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式的差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函式；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式。将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合迴路，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，因而在迴路中形成一个大小的电流。热电偶就是利用这一效应来工作的。常见种类常用热电偶可分为标準热电偶和非标準热电偶两大类。所谓标準热电偶是指国家标準规定了其热电势与温度的关係、允许误差、并有统一的标準分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标準化热电偶在使用範围或数量级上均不及标準化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标準化热电偶中国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标準生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标準化热电偶为中国统一设计型热电偶。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镍铬铜镍从理论上讲，任何两种不同导体（或半导体）都可以配製成热电偶，但是作为实用的测温元件，对它的要求是多方面的。为了保证工程技术中的可靠性，以及足够的测量精度，并不是所有材料都能组成热电偶，一般对热电偶的电极材料，基本要求是：1、在测温範围内，热电性质稳定，不随时间而变化，有足够的物理化学稳定性，不易氧化或腐蚀；2、电阻温度係数小，导电率高，比热小；3、测温中产生热电势要大，并且热电势与温度之间呈线性或接近线性的单值函式关係；4、材料複製性好，机械强度高，製造工艺简单，价格便宜。安装在生产中由于被测对象不同，环境条件不同，测量要求不同，和热电阻的安装方法及採取的措施也不同，需要考虑的问题比较多，但原则上可以从测温的準确性、安全性、维修方便三个方面来考虑。为避免测温元件损坏，应保证其有足够的机械强度，为保护感温元件不受磨损应加保护屏或保护管等，为确保全全、可靠，测温元件的安装方法应视具体情况（如待测介质的温度、压力、测温元件的长度及其安装位置、形式等）而定。下面仅举几例以引起注意：凡安装承受压力的测温元件，都必须保证其密封性。高温下工作的热电偶，为防止保护管在高温下产生变形，一般应垂直安装，若必须水平安装则不宜过长，并用支架保护热电偶。若测温元件安装于介质流速较大的管道中，则其应倾斜安装。为防止测温元件受到过大的沖蚀，最好安装在管道的弯曲处。当介质压力超过10MPa时，必须在测量元件上加保护外套。热电偶/热电阻的安装部位还应考虑其拆装、维修、校验的足够空间和场地，具有较长保护管的热电偶、热电阻应能方便地拆装。测量方法的热回响时间比较複杂，不同的试验条件会有不同的测量结果，这是因为它受热电偶与周围介质的换热率影响，换热率高，则热回响时间就短。为了使热电偶产品的热回响时间具有可比性，国家标準规定：热回响时间应在专用水流试验装置上进行。该装置的水流速度应保持0.4±0.05m/s，初始温度在5-45℃的範围内，温度阶跃值为40-50℃ 。在试验过程中，水的温度变化应不大于温度阶跃值的±1% 。被试热电偶的置入深度为150mm或设计的置入深度（选其中较小值并在试验报告中注明）。由于该装置比较複杂，目前只有极少数单位有这套设备，故国家标準中规定允许生产厂与用户协商，可採用其他试验方法，但所给数据必须注明试验条件。由于B型热电偶在室温附近热电势很小，热回响时间不容易测出，因此国家标準规定可採用同规格的S型热电偶的热电极组件替换其自身的热电极组件，然后进行试验。试验时应记录热电偶的输出变化至相当于温度阶跃变化50%的时间T0.5，必要时可记录变化10%的热回响时间T0.1和变化90%的热回响时间T0.9 。所记录的热回响时间，应是同一试验至少三次测试结果的平均值，每次测量结果对于平均值的偏离应在±10%以内。此外，形成温度阶跃变化所需的时间不应超过被测试热电偶的T0.5的十分之一。记录仪器或仪表的回响时间不应超过被试热电偶的T0.5的十分之一。主要分类1、按固定装置型式分类