熱電偶的主要特點及工作原理
常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類所謂標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系允許誤差并有統一的標準分度表的熱電偶它有與其配套的顯示儀表可供選用非標準化熱電偶在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶一般也沒有統一的分度表主要用于某些特殊場合的測量標準化熱電偶中國從1988年1月1日起熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產并指定SBEKRJT七種標準化熱電偶為中國統一設計型熱電偶
主要特點
1裝配簡單更換方便
2壓簧式感溫元件抗震性能好
3測量精度高
4測量范圍大(-200℃~1300℃特殊情況下-270℃~2800℃)
5熱響應時間快
6機械強度高耐壓性能好
7耐高溫可達2800度
8使用壽命長
工作原理
兩種不同成份的導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路當兩個接合點的溫度不同時在回路中就會產生電動勢這種現象稱為熱電效應而這種電動勢稱為熱電勢熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的其中直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端)另一端叫做冷端(也稱為補償端)冷端與顯示儀表或配套儀表連接顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢
熱電偶實際上是一種能量轉換器它將熱能轉換為電能用所產生的熱電勢測量溫度對于熱電偶的熱電勢應注意如下幾個問題
1熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數的差而不是熱電偶冷端與工作端兩端溫度差的函數
2熱電偶所產生的熱電勢的大小當熱電偶的材料是均勻時與熱電偶的長度和直徑無關只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關
3當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后熱電偶熱電勢的大小只與熱電偶的溫度差有關若熱電偶冷端的溫度保持一定這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來構成一個閉合回路如圖所示當導體A和B的兩個執著點1和2之間存在溫差時兩者之間便產生電動勢因而在回路中形成一個大小的電流熱電偶就是利用這一效應來工作的