熱電偶溫度計的原理
是將「電流計-銅線-鐵線-銅線」串聯(lián)成一個回路,此時鐵線的兩端和銅線連接處,會形成兩個「接合處」(junction),如果這兩個接合處的溫度不同,它們之間就會產(chǎn)生電壓,在微安培計可測量出流經(jīng)鐵線和銅線上的微弱電流.要將熱電偶用作溫度計,必須先作下面的校準(zhǔn).把一個接合處放入冰水中,把另一個接合處放入沸水中,記下這時的電流強度,這便是溫差100℃時的電流值.對兩種已知的金屬導(dǎo)線來說,電流值跟兩接合處的溫度差成正比,量度范圍很大,即由-200℃到1700℃,靈敏度很高.
水銀溫度計
由于水銀的凝固點(-38.87℃)與沸點(356.7℃)的關(guān)系,故它的計量只能在這個范圍之內(nèi),可以測高溫.若用以測低溫,則必受限制.
熱電偶是兩種不同金屬材料連接在一起,在不同溫度下,其兩端會產(chǎn)生不同電流,叫做熱電勢。其他溫度計,比如玻璃溫度計是靠感溫液的熱脹冷縮原理制造的;鉑電阻溫度計是鉑在不同溫度下電阻的變化來指導(dǎo)的,還有半導(dǎo)體,雙金屬只是原理不同。
熱電偶接線的時候必須使用冷端補償嗎
熱電偶輸出的mV值是與熱端溫度與冷端溫度的差值相對應(yīng)的,如果沒有冷端補償,熱電偶輸出mV值對應(yīng)的溫度要加上熱電偶冷端的溫度值,才是熱端真實的溫度。如果你的熱電偶是通過補償導(dǎo)線接到控制箱的,由此造成的誤差就是控制箱的環(huán)境溫度;如果你是用普通銅導(dǎo)線接到控制箱的,誤差是熱電偶接線盒所處的環(huán)境溫度。采集的溫度偏低。
溫度測量應(yīng)用中有多種類型的變送器,熱電偶是常用的一種,可廣泛用于汽車、家庭等領(lǐng)域。與RTD、電熱調(diào)節(jié)器、溫度檢測集成電路(IC)相比,熱電偶能夠檢測更寬的溫度范圍,具有較高的性價比。另外,熱電偶的牢固、可靠性和快速響應(yīng)時間使其成為各種工作環(huán)境下的首要選擇。
當(dāng)然,熱電偶在溫度測量中也存在一些缺陷,例如,線性特性較差。雖然它們與RTD、溫度傳感器IC相比可以測量更寬的溫度范圍,但線性度卻大打折扣。除此之外,RTD和溫度傳感器IC可以提供更高的靈敏度和精度,可理想用于精確測量系統(tǒng)。熱電偶信號電平很低,常常需要放大或高分辨率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器進行處理。
如果排除上述問題,熱電偶的低價位、易使用、寬溫度范圍使其得到廣泛使用。
熱電偶基礎(chǔ)
熱電偶是差分溫度測量器件,由兩段不同的金屬/合金線構(gòu)成,一段用作正端,另一段用作負端。表1列出了四種常用的熱電偶類型、所用金屬以及對應(yīng)的溫度測量范圍。每種熱電偶在其規(guī)定的溫度范圍內(nèi)具有獨特的熱電特性。