热点偶工作原理
6页1、概述:作为工业测温中最广泛使用的温度传感器之一热电偶,与铂热电阻一起,约占整个温度传感器总量的 60%,热电偶通常和显示 仪表等配套使用,直接测量各种生产过程中-401800C范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面温度。热电偶工作原理:两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合 成回路,当接合点的温度不同时,在回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接,显示仪表会指出热电偶所产生的 热电 势。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两端温度函数的差,而不是热电偶两端温度差的函数;(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
2、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数。热电偶的基本构造:工业测温用的热电偶,其基本构造包括热电偶丝材、绝缘管、保护管和接线盒等。一、常用热电偶丝材及其性能1、铂铑10 铂热电偶(分度号为s,也称为单铂铑热电偶)该热电偶的正极成份为含铑 10%的铂铑合金,负极为纯铂;它的特点是:(1)热电性能稳定、抗氧化性强、宜在氧化性气氛中连续使用、长期使用温度可达1300s超达1400匸时,即使在空气中、纯铂 丝也将会再结晶,使晶粒粗大而断裂;(2)精度高,它是在所有热电偶中,准确度等级最高的,通常用作标准或测量较高的温度;(3)使用范围较广,均匀性及互换性好;(4)主要缺点有:微分热电势较小,因而灵敏度较低;价格较贵,机械强度低,不适宜在还原性气氛或有金属蒸汽的条件下使用。2、铂铑13铂热电偶(分度号为R,也称为单铂铑热电偶)该热电偶的正极为含 13%的铂铑合金,负极为纯铂,同 S 型相比,它的电势率大 15%左右,其它性能几乎相同,该种热电偶在日本 产业界,作为高温热电偶用得最多,而在中国,则用得较少;3、铂铑30铂铑6热电偶(分度号为也称为双铂铑热
3、电偶)该热电偶的正极是含铑 30%的铂铑合金,负极为含铑 6%的铂铑合金,在室温下,其热电势很小,故在测量时一般不用补偿导线,可 忽略冷端温度变化的影响;长期使用温度为1600s短期为1800,因热电势较小,故需配用灵敏度较高的显示仪表。B型热电偶适宜在氧化性或中性气氛中使用,也可以在真空气氛中的短期使用;即使在还原气氛下,其寿命也是R或S型的10 20 倍;由于其电极均由铂铑合金制成,故不存在铂铑铂热电偶负极上所有的缺点、在高温 时很少有大结晶化的趋势,且具有较大 的机械强度;同时由于它对于杂质的吸收或铑的迁移的影响较少,因此经过长期使用后其热电势变化并不严重、缺点价格昂贵 (相对 于单铂铑而言)。4、镍铬一镍硅(镍铝)热电偶(分度号为K该热电偶的正极为含铬10%的镍铬合金,负极为含硅3%的镍硅合金(有些国家的产品负极为纯镍)。可测量01300匸的介质温度, 适宜在氧化性及惰性气体中连续使用,短期使用温度为1200匸,长期使用温度为1000c,其热电势与温度的关系近似线性,价格便宜, 是目前用量最大的热电偶。K型热电偶是抗氧化性较强的贱金属热电偶,不适宜在真空、含硫、含碳气氛及氧化还
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