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热电偶的温度与热电势关系

热电偶温度计属于接触式温度测量仪表。是根据热电效应即塞贝克效应原理来测量温度的,是温度测量仪表中常用的测温元件。将不同材料的导体A、B接成闭合回路,接触测温点的一端称为测量端(或工作端),另一端称为参比端(或自由端)。若测量端和参比端所处温度t和t0不同,则在回路的A、B之间就产生一热电势EAB(t,t0),这种现象称为塞贝克效应,即热电效应。EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0而变,这种回路称为原型热电偶。在实际应用中,将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处,而将参比端分开,用导线接入显示仪表,并保持参比端接点温度t0稳定。显示仪表所测电势只随被测温度而t变化。

热电偶温度计的特点有:

(1)测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶低可测到-269℃(如金铁镍铬),高可达+2800℃(如钨-铼)。

(2)测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。

(3)构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。热电偶是一种感温元件,它能将温度信号转换成热电势信号,通过与电气测量仪表的配合,就能测量出被测的温度。

在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电势后,即可知道被测介质的温度。

根据热电势与温度函数关系。可制成热电偶分度表。分度表是在自由端温度To=0℃的条件下得到的。不同的热电偶具有不同的分度表。

从理论上讲,任何两种导体都可以配制成热电偶,但实际上并不是所有材料都能制作热电偶,故对热电极材料须***满足以下几点:

(1)要求材料的电阻温度系数要小,电阻率高,导电性能好,热容量要小;复现性要好,便于大批生产和互换,便于制定统一的分度表;

(2)热电偶材料受温度作用后能产生较高的热电势,热电势和温度之间的关系好呈线性或近似线性的单值函数关系;

(3)机械性能好,材质均匀;

(4)能测量较高的温度,并在较宽的温度范国内应用,经长期使用后,物理、化学性能及热电特性保持稳定;

为了保证热电偶可靠和稳定地工作对热电偶有如下要求:

(1)补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;

(2)组成热电偶的两个热电极的焊接须***牢固;

(3)保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

(4)两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;


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