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热电偶的工作原理及常见种类


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,只与热电偶的温度差有关;若热电偶冷端的温度保持一定,则进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。
二、热电偶优点:
热电偶是工业中常用的温度测温元件,具有如下特点:
①测量精度高:热电偶与被测对象直接接触,不受中间介质的影响。
② 热响应时间快:热电偶对温度变化反应灵敏。
③ 测量范围大:热电偶从 -40~+ 1600℃均可连续测温。
④性能可靠, 机械强度好。
⑤ 使用寿命长,安装方便。
三、热电偶的种类及结构:
( 1 )常用的热电偶材料有: 
热电偶分度号
热电极材料
 
正极
负极
S
铂铑10
纯铂
R
铂铑13
纯铂
B
铂铑30
铂铑6
K
镍铬
镍硅
T
纯铜
铜镍
J
铜镍
N
镍铬硅
镍硅
E
镍铬
铜镍
 
( 2 ) 热电偶的结构形式:
热电偶的基本结构是热电极,绝缘材料和保护管;并与显示仪表、记录仪表或计算机等配套使用。在现场使用中根据环境,被测介质等多种因素研制成适合各种环境的热电偶。热电偶简单分为装配式热电偶,铠装式热电偶和特殊形式热电偶;按使用环境细分有耐高温热电偶,耐磨热电偶,耐腐热电偶,耐高压热电偶,隔爆热电偶,铝液测温用热电偶,循环硫化床用热电偶,水泥回转窑炉用热电偶,阳极焙烧炉用热电偶,高温热风炉用热电偶,汽化炉用热电偶,渗碳炉用热电偶,高温盐浴炉用热电偶,铜、铁及钢水用热电偶,抗氧化钨铼热电偶,真空炉用热电偶,铂铑热电偶等。

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;
2热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差,而不是热电偶冷端与工作端,两端温度差的函数;
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,只与热偶的温度差有关;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。将两种不同材料的导体或半导体AB焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。当导体AB的两个执着点12之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。
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