測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。
測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量,某些特殊熱電偶較低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),較高可達(dá)+2800℃(如鎢-錸)。
構(gòu)造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護(hù)套管,用起來非常方便。
1. 熱電偶測溫基本原理
將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體a和b焊接起來,構(gòu)成一個閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體a和b的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。
2.熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成
(1)熱電偶的種類常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。
所謂用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶,它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶,一般也沒有統(tǒng)一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量。
(2)熱電偶的結(jié)構(gòu)形式
為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作,對它的結(jié)構(gòu)要求如下
組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固
兩個熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣,以防短路
補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠
保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離
3、 熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償
由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴金屬時),而測溫點到儀表的距離都很遠(yuǎn),為了節(jié)省熱電偶材料,降低成本,通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),連接到儀表端子上。
必須指出,熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補(bǔ)償作用。因此,還需采用其它修正方法來補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時必須注意型號相配,極性不能接錯,補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。例如:s型熱電偶)鉑銠10-鉑熱電偶鉑銠10-鉑熱電偶(s型熱電偶)為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規(guī)定為0.5mm,允許偏差-0.02mm,其正極(sp)的名義化學(xué)成分為鉑銠合金,其中含銠為10%,含鉑為90%,負(fù)極(sn)為純鉑,故俗稱單鉑銠熱電偶。該熱電偶長期使用溫度為1300℃,短期使用溫度為1600℃。s型熱電偶在熱電偶系列中具有準(zhǔn)確度高,穩(wěn)定性好,測溫溫區(qū)寬,使用壽命長等優(yōu)點。它的物理,化學(xué)性能良好,熱電勢穩(wěn)定性及在高溫下抗氧化性能好,適用于氧化性和惰性氣氛中。由于s型熱電偶具有優(yōu)良的綜合性能,符合國際使用溫標(biāo)的s型熱電偶,長期以來曾作為國際溫標(biāo)的內(nèi)插儀器,“its-90”雖規(guī)定今后不再作為國際溫標(biāo)的內(nèi)查儀器,但國際溫度咨詢委員會(cct)認(rèn)為s型熱電偶仍可用于近似實現(xiàn)國際溫標(biāo)。s型熱電偶不足之處是熱電勢,熱電勢率較小,靈敏度低,高溫下機(jī)械強(qiáng)度下降,對污染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。