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RKC温控器--什么是热电偶?特性有哪些?
发布时间:2021-05-07        浏览次数:518        返回列表
 1.热电偶的特点:
1)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。
2)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-271--+2800℃如金铁镍铬和钨-铼。
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。

2.热电偶的原理:
热电偶测温基本原理是将两种不同材料的导体或半导体焊接起来,构成一个闭合回路。由于两种不同金属所携带的电子数不同,当两个导体的二个执着点之间存在温差时,就会发生高电位向低电位放电现象,因而在回路中形成电流,温度差越大,电流越大,这种现象称为热电效应,也叫塞贝克效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。

3.热电偶的种类:
热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
1)标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。标准化热电偶
我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

2)非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。

4.热电偶的结构:
为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:
1)组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;
2)两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;
3)补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;
4)保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

5.热电偶的冷端补偿功能:
由于热电偶的材料一般都比较贵重,而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热
电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。一般显示、控制都有温度自动补偿系统,不需要担心。仪表在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度一般不超过100℃,特殊工况下,可以选用热电偶延长线,即导线材质和热电偶电极材质一致的导线连接,根据热电偶的中间导体定律,这种补偿导线温度不受限制。


热电偶相关理论:
1821年, 德国物理学家赛贝克发现,把两种不同的金属导体接成闭合电路时,如果把它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中,则电路中就会有电流产生.这一现象称为塞贝克效应,这样的电路叫做温差电偶,这种情况下产生电流的电动势叫做温差电动势.
例如,铁与铜的冷接头为1℃,热接头处为100℃,则有5.2毫伏的温差电动势产生.当两种不同的导体相连接时,如两个连接点保持不同的温度,则在导体中产一个温差电动势:
V=a
T
式中:V为温差电动势
a为温差电动势率(赛贝克系数)
T为接点之间的温差

   1834年法国实验科学家珀耳贴发现了塞贝克效应的逆效应,当电流通过由两种不同金属相接而成的导体时,在两种金属导体上除了产生与电流方向完全无关的焦耳热以外,还在接触点发生与电流方向有关的热量的放出或吸收.这种由于电流通过不同导体的接触点而发生放热或吸热的现象称为帕尔效应.
用半导体制成的帕尔贴效应装置具有广阔的应用前景.把温差电堆的冷接点放在冰箱内,热接点放在箱外,并通过一定电流,则内部冷接点吸收热量再由外部热点放出.这样做成的致冷器可以获得105℃的温度差,而且具有耗电省,寿命长,易控制,无污染等优点.如果使电流反向,结果则相反,外部接点变冷,内部接点变热.即当电流流经两个不同导体形成的接点时,接点处会产生放热和吸热现象,放热或吸热大小由电流的大小来决定.
Qл=л.I л=aTc
式中:Qπ 为放热或吸热功率
π为比例系数,称为珀尔帖系数
I为工作电流
a为温差电动势率
Tc为冷接点温度


1837年,俄国物理学家愣次又发现,电流的方向决定了吸收还是产生热量,发热(制冷)量的多少与电流的大小成正比。
1856年,汤姆逊效应:当电流流经存在温度梯度的导体时,除了由导体电阻产生的焦耳热之外,导体还要放出或吸收热量,在温差为
T的导体两点之间,其放热量或吸热量为:
Qτ=τ.I.
T
为放热或吸热功率
τ为汤姆逊系数
I为工作电流
T为温度梯度


 

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