熱電偶探頭的有關(guān)原理

一，熱電偶/探頭是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是：

①測量精度高。因熱電偶/探頭直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。

②測量范圍廣。常用的熱電偶/探頭從50~+1600℃均可邊續(xù)測量，某些特殊熱電偶/探頭最低可測到-269℃熱電偶/探頭熱電偶/探頭(如金鐵鎳鉻)，最高可達(dá)+2800℃(如鎢-錸)。

③構(gòu)造簡單，使用方便。熱電偶/探頭通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來非常方便。

二，什么是熱電偶

熱電偶是一種感溫元件, 屬于溫度測量中的接觸式測溫。它能將溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電勢信號，通過電氣測量儀表的配合，就能測量出被測的溫度。

三，熱電偶/探頭測溫基本原理

將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢,因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。就是所謂的塞貝克效應(yīng)。熱電偶/探頭就是利用這一效應(yīng)來工作的。

導(dǎo)體A和 B 稱為熱電極。溫度較高的一端 (T 〉叫工作端 ( 通常焊接在一起);溫度較低的一端 (To 〉叫自由端 ( 通常處于某個(gè)恒定的溫度下〉。根據(jù)熱電勢與溫度函數(shù)關(guān)系，可制成熱電偶分度表，分度表是在自由端溫度 To=0℃的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。

在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí), 只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同,熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此, 在熱電偶測溫時(shí), 可接入測量儀表, 測得熱電勢后, 即可知道被測介質(zhì)的溫度。

從理論上講，任何兩種導(dǎo)體都可以配制成熱電偶，但實(shí)際上并不是所有材料都能制作熱電偶，故對熱電極材料必須滿足以下幾點(diǎn)：

(1) 熱電偶材料受溫度作用后能產(chǎn)生較高的熱電勢，熱電勢和溫度之間的關(guān)系**呈線性或近似線性的單值函數(shù)關(guān)系；

(2)能測量較高的溫度, 并在較寬的溫度范國內(nèi)應(yīng)用, 經(jīng)長期使用后, 物理、化學(xué)性能及熱電特性保持穩(wěn)定；

(3)要求材料的電阻溫度系數(shù)要小, 電阻率高, 導(dǎo)電性能好, 熱容量要小；

(4) 復(fù)現(xiàn)性要好，便于大批生產(chǎn)和互換, 便于制定統(tǒng)一的分度表；

(5) 機(jī)械性能好，材質(zhì)均勻；

(6)資源豐富, 價(jià)格便宜。

四.熱電偶/探頭的種類及結(jié)構(gòu)形成

(1)熱電偶/探頭的種類。常用熱電偶/探頭可分為：1，標(biāo)準(zhǔn)熱電偶/探頭；2，非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶/探頭兩大類。

所謂用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶/探頭是指國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶/探頭，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶/探頭在使用范圍或數(shù)量級上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶/探頭，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。

標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶/探頭。我國從1988年1月1日起，熱電偶/探頭和熱電阻全部按IEC國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶/探頭為我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶/探頭。

(2)熱電偶/探頭的結(jié)構(gòu)形式為了保證熱電偶/探頭可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結(jié)構(gòu)要求如下：

①組成熱電偶/探頭的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固；

②兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；

③補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶/探頭自由端的連接要方便可靠；

④保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

(3).冷端的溫度補(bǔ)償

由于熱電偶/探頭的材料一般都比較貴重(特別是采用貴金屬時(shí))，而測溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶/探頭的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上。必須指出，熱電偶/探頭補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶/探頭的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對測溫的影響。

在使用熱電偶/探頭補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號相配，極性不能接錯(cuò)，補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶/探頭連接端的溫度不能超過100℃。

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