文档介绍：热电偶热电阻温度计讲义
温度测量仪表
热电偶
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,当两个导体的二个接点之间存在温差时,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。热电偶就是根据此效应制成的。
两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。
根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。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, 测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。
结构要求:
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。
热电偶的补偿:
热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),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。
补偿分类:
补偿导线和延伸型补偿导线
一、使用热电势和热电偶电势接近的廉价金属代替热电极延伸信号,这就是补偿导线,这一类补偿导线有:
1,铜-康铜 KC 补偿K分度镍铬-镍硅热电偶
2,铜-铜镍 SC 补偿S分度铂铑10-铂热电偶
这两种补偿导线属于补偿型的,在工作中,热电偶冷端温度不得大于100度,即使使用聚四***乙烯或者玻璃纤维做绝缘护套,其补偿温度
也不得大于100度,如果使用的是聚***乙烯绝缘护套,其工作环境温度【热电偶冷端】不得大于70度。
二、一些廉金属热电偶采用和热电极材料一致的导体做补偿导线,这一类补偿导线叫做延伸型补偿导线,它们有:
1,镍铬-镍硅 KX 延伸补偿K分度镍铬-镍硅热电偶
2,镍铬-康铜 EX 延伸补偿E分度镍铬-康铜热电偶
3,铁—康铜 JX 延伸补偿J分度铁-康铜热电偶
4,铜-铜镍 TX 延伸补偿T分度铜-铜镍热电偶
这一类补偿导线在热电偶冷端补偿温度则不受限制,如果使用聚四***乙烯护套,可以使用的环境温度为250度,玻璃纤维护套的使用环境温度为500度,如果使用聚***乙烯护套则使用环境温度不得大于70度。
另外,B分度热电偶由于在低温段电势非常微弱,400度以下不计精度,所以,B分度铂铑30-铂铑6热电偶没有补偿导线,一般用双芯铜护套线就可以。
热电偶的分类:
常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类
所谓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。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。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。
各类型热电偶特点:
1、(S型热电偶)铂铑10-铂热电偶
铂铑10-铂热电偶(S型热电偶)为贵金属热电偶。,允许偏差-,其正极(SP)的名义化学成分为铂铑合金,其中含铑为10%,含铂为90%,负极(SN)为纯铂,故俗称单铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1300℃,短期最高使用温度为1600℃。
S型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高,稳定性最好,测温温区宽,使用寿命长等优点。它的物理,化学性能良好,热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好,适用于氧化性和惰性气氛中。由于S型热电偶具有优良的综合性能,符合国际使用温标的S型热电偶,长期以来曾作为国际温标的