①測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。
②測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測(cè)量,某些特殊熱電偶低可測(cè)到-269℃(如金鐵鎳鉻),高可達(dá)+2800℃(如鎢錸)。
③構(gòu)造簡(jiǎn)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(kāi)頭的限制,外有保護(hù)套管,用起來(lái)非常方便。
熱電偶測(cè)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(lái),構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體a和b的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí),兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)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(lái)工作的。
熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成
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)熱電偶是指標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)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(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶,一般也沒(méi)有統(tǒng)一的分度表,主要用于某些特殊場(chǎng)合的測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國(guó)從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按iec國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),并指定s、b、e、k、r、j、t(即分度號(hào))七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。
熱電偶的結(jié)構(gòu)形式
①成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固
②兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣,以防短路
③補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠
④保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。
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(shí)),而測(cè)溫點(diǎn)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(dòng)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(duì)測(cè)溫的影響,不起補(bǔ)償作用。因此,還需采用其它修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)相配,極性不能接錯(cuò),補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過(guò)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(zhǎng)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(cè)溫溫區(qū)寬,使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。它的物理,化學(xué)性能良好,熱電勢(shì)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。s型熱電偶不足之處是熱電勢(shì),熱電勢(shì)率較小,靈敏度低,高溫下機(jī)械強(qiáng)度下降,對(duì)污染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。