一熱電偶簡介

　　熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一，熱電偶工作原理是基于賽貝克seeback效應(yīng)，即兩種不同成分的導(dǎo)體兩端連接成回路，如兩連接端溫度不同，則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流的物理現(xiàn)象。

01熱電偶基本測溫原理

　　熱電偶測溫基本原理是將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。由于兩種不同金屬所攜帶的電子數(shù)不同，當(dāng)兩個導(dǎo)體的二個連接點之間存在溫差時，就會發(fā)生高電位向低電位放電現(xiàn)象，因而在回路中形成電流，溫度差越大，電流越大，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，也叫塞貝克效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。

02熱電偶種類及結(jié)構(gòu)構(gòu)成

　　(1) 熱電偶的種類

　　常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家標(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，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，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)化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按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)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶。

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

　?、俳M成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固;

　?、趦蓚€熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路;

　　③補償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;

　?、鼙Ｗo套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

二熱電阻簡介

　　熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。

01熱電阻測溫原理及材料

　　熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。

02熱電阻的類型

　　(1) 普通型熱電阻

　　從熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。

　　(2) 鎧裝熱電阻

　　鎧裝熱電阻是由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為φ2--φ8mm。與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點：①體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后小;②機械性能好、耐振，抗沖擊;③能彎曲，便于安裝;④使用壽命長。

　　(3) 端面熱電阻

　　端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度，適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。

　　(4)隔爆型熱電阻

　　隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla--B3c級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險場所的溫度測量。

三熱電阻和熱電偶的差別

　　1. 雖然都是接觸式測溫儀表，但它們的測溫范圍不同，熱電偶使用在溫度較高的環(huán)境，幾種常見熱電偶的測量范圍如下：

熱電偶名稱型號	測量范圍
鉑銠30——鉑銠6（B型）	測量范圍
S型	300℃~1600℃（短期1800℃）
K型	-50℃~1000℃（短期1200℃）
XK型	-50℃~600℃（短期800℃）
E型	-40℃~800℃（短期900℃）

　　除了表中的幾種熱電偶，還有J型，T型等。熱電偶一般用于500度以上的較高溫度，因它們在低溫區(qū)時輸出熱電勢很小(查表可以看一下)，當(dāng)電勢小時，對抗干擾措施和二次表和要求很高，否則測量不準(zhǔn)，還有，在較低的溫度區(qū)域，冷端溫度的變化和環(huán)境溫度的變化所引起的相對誤差就顯得很突出，不易得到全補償。這時在中低溫度時，一般使用熱電阻測溫，范圍為-200℃～500℃，甚至還可測更低的溫度(如用碳電阻可測到1K左右的低溫)?，F(xiàn)在正常使用鉑熱電阻Pt100，在工業(yè)上也有用銅電阻，分度號為CU50和CU100，但測溫范圍較小，在-50℃～150℃之間，在一些特殊場合還有銦電阻，錳電阻。

　　1. 熱電偶測量溫度的基本原理是熱電效應(yīng)。二次表是一個檢伏計或為了提高精度時使用電子電位差計。熱電阻是基于導(dǎo)體和半導(dǎo)體的電阻值隨溫度而變化的特性而工作的。

　　2. 由熱電偶測溫原理可知，只有在其冷端溫度恒定時，被測溫度才與熱電勢成單值函數(shù)關(guān)系。在實際使用中，就用一種熱電特性與相應(yīng)熱電偶特性相似的廉價的連接導(dǎo)線(也稱為補償導(dǎo)線)，使熱電偶冷端引伸到溫度相對恒定的地方(最好為0度)，如用銅--康銅做補償導(dǎo)線來引申鎳鉻---鎳硅熱電阻。因此，熱電偶到二次表延長線是兩根。熱電阻與二次表之間是用銅導(dǎo)線連接的，為了減小環(huán)境變化引起的測量誤差，一般均采用三線制接法，其中有兩根導(dǎo)線將熱電阻串聯(lián)于相鄰的兩個橋臂上，另一根導(dǎo)線是引來電源。使用時要求每根導(dǎo)線的電阻值與調(diào)整電阻之和都保證為5歐姆(±0.01)。

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