熱電偶測(cè)量原理

溫度測(cè)量與熱電偶冷端補(bǔ)償溫度測(cè)量與熱電偶冷端補(bǔ)償溫度測(cè)量是測(cè)量領(lǐng)域最重要的功能之一，頻繁應(yīng)用于氣象觀制造與工業(yè)質(zhì)量保持穩(wěn)定方面，溫度測(cè)量是根底且格外重要。因此，本文將描述工業(yè)領(lǐng)域溫度測(cè)量中廣泛使用的溫度傳感器的熱電偶和電阻溫度傳感器(RTD)的測(cè)量原理及熱電偶冷端補(bǔ)償相關(guān)學(xué)問(wèn)。熱電偶測(cè)溫的根本原理:AB串接成一個(gè)閉1821年德國(guó)科學(xué)家賽貝克(T.Seebeck)覺(jué)察的，所以又稱(chēng)塞貝克效應(yīng)。熱電偶的根本構(gòu)成:AB稱(chēng)為熱電偶的熱電極。放置在被測(cè)對(duì)象中的接點(diǎn)稱(chēng)為測(cè)量端熱端參考端〔參比端。熱電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量:熱電動(dòng)勢(shì)包括接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)。溫差電勢(shì)遠(yuǎn)比勢(shì)。依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)把熱電勢(shì)EAB(T，T0)和溫度T的關(guān)系繪成曲線(xiàn)或列成表格(分度表)，則只要用儀表測(cè)得熱電勢(shì)，就可以求出被測(cè)溫度T。在理解熱電偶測(cè)溫原理時(shí)我們需要知道熱電偶的幾個(gè)特性:1、組成熱電偶回路的兩種導(dǎo)體材料一樣時(shí)，無(wú)論兩接點(diǎn)溫度如何，回路總熱電勢(shì)等于零。2、假設(shè)熱電偶兩接點(diǎn)的溫度一樣，T=T0，則盡管導(dǎo)體A，B材料不同，熱電偶回路的總電勢(shì)亦為零。熱電偶回路的總電勢(shì)僅與兩接點(diǎn)溫度有關(guān)，與A、B材料的中間溫度無(wú)關(guān)。3定律。為什么要進(jìn)展冷端補(bǔ)償呢？定的狀況下，熱電勢(shì)才能正確反映熱端溫度大小。在實(shí)際運(yùn)用中，熱定。熱電偶技術(shù)條件都是指冷端(非工作端)處在0℃時(shí)的電動(dòng)勢(shì)，要0℃，這樣熱電勢(shì)才能正確反映熱端溫度大小，否則就會(huì)產(chǎn)生誤差。:類(lèi)型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)類(lèi)型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1、適用于1000℃1、中低溫范圍內(nèi)導(dǎo)熱性低，2600℃600℃以下時(shí)無(wú)法進(jìn)展B 補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)。 測(cè)量。3、極好的耐酸性和耐化學(xué)性。 2、低靈敏度。3、低溫差電動(dòng)勢(shì)線(xiàn)性。R/SNKEJT

價(jià)格昂貴。1、高準(zhǔn)確性和低變更、低退化性。 1、低靈敏度易受復(fù)原氣氛影2、極好的耐酸性和耐化學(xué)性。 響(尤其是氫氣或金屬蒸氣)。3、可作為標(biāo)準(zhǔn)使用。 2、導(dǎo)致重大的補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)錯(cuò)誤。31、具有極好的溫差電動(dòng)勢(shì)線(xiàn)性。 1、不適用于復(fù)原氣氛。下具有極好2、與貴金屬熱電偶相比，易遭的耐酸性。 受大的長(zhǎng)期的轉(zhuǎn)變。31、具有極好的溫差電動(dòng)勢(shì)線(xiàn)性。 1、不適用于復(fù)原氣氛。以下具有極好2、與貴金屬熱電偶相比易遭的耐酸性。 受大的長(zhǎng)期的轉(zhuǎn)變。3、在賤金屬熱電偶中具有極好的穩(wěn) 定性。 影響。1、是當(dāng)前最靈敏的熱電偶。 1、不適用于復(fù)原氣氛。2、具備比J類(lèi)型更好的耐熱性。 2、有稍微磁滯現(xiàn)象。31、可用于復(fù)原氣溫。 1、正極鐵支架易生銹。2、導(dǎo)熱性高出K類(lèi)型約20％。 2、特性不穩(wěn)定。1、具有極好的溫差電動(dòng)勢(shì)線(xiàn)性。 1、低使用限制。2、在低溫下仍有很好的特性。 2、正極(“+”)銅支架易氧化。3、質(zhì)量變化小。 3、導(dǎo)致重大的熱傳導(dǎo)錯(cuò)誤。4冷端補(bǔ)償原理及方法：〔端稱(chēng)為冷端比例關(guān)系。假設(shè)測(cè)量時(shí)，冷端的〔環(huán)境〕溫度變化，將影響嚴(yán)峻測(cè)量的熱電偶的冷端補(bǔ)償。橋的三個(gè)橋臂為標(biāo)準(zhǔn)電阻，另外有一個(gè)橋臂由〔銅〕熱電阻構(gòu)成。當(dāng)冷端溫度變化〔比方上升，熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)也將變化〔減小，而此時(shí)串聯(lián)電橋中的熱電阻阻值也將變化并使電橋兩端的電壓也發(fā)生變化〔上升。假設(shè)參數(shù)選擇得好且接線(xiàn)正確，電橋產(chǎn)生的電壓正出電壓〔電勢(shì)正好真實(shí)反映了所測(cè)量的溫度值。這就是熱電偶的冷端補(bǔ)償原理。0℃，因此，0℃時(shí)的熱電勢(shì)進(jìn)展補(bǔ)償，目的是將測(cè)量的熱電勢(shì)折算到冷0℃時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。為了保持冷端溫度恒定，常常需要將冷端用導(dǎo)線(xiàn)延長(zhǎng)到溫度相對(duì)穩(wěn)定的場(chǎng)所〔掌握室〕。這種用來(lái)延長(zhǎng)熱電偶不同的較廉價(jià)的材質(zhì)制成，叫做補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)。E〔T,T0〕的值取決于熱電偶熱端和冷端的的溫度差。當(dāng)冷端溫度T00℃上升到T0E〔T,T0〕，此時(shí)熱電勢(shì)削減了ΔEx=E(T,0℃)-E(T,T0)。也就是說(shuō)，隨冷端溫度的上升，測(cè)出熱電Rcu接在電橋的一個(gè)橋臂勢(shì)削減的同時(shí)，補(bǔ)償電阻Rcu到較好的補(bǔ)償。因此，保持冷端溫度相對(duì)穩(wěn)定還是有必要的。Pt100對(duì)冷端溫度進(jìn)展動(dòng)態(tài)測(cè)定，再依據(jù)熱電偶分度表獲得冷端補(bǔ)償電勢(shì)散掌握系統(tǒng)〔DCS〕常用的方法。熱電阻電阻由極細(xì)的金屬線(xiàn)構(gòu)成，主要使用鉑、銅和鎳等材料。符合JIS標(biāo)準(zhǔn)的熱電阻只能由鉑制成。熱電阻由于和熱電偶的測(cè)溫原理完全不同，所以它具備一些自己的特征，具體如下:650℃以上的高溫測(cè)量。10倍。能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定測(cè)量。機(jī)械強(qiáng)度低。響應(yīng)慢，不易測(cè)量微小或狹窄的局部。通過(guò)測(cè)量電流產(chǎn)生熱量?？垢蓴_性強(qiáng)。導(dǎo)線(xiàn)電阻會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。熱電阻的溫度電阻率特性如以下圖：金屬的電阻值隨著溫度的上升而增加，0100Ω的鉑電阻，當(dāng)溫100℃時(shí)，電阻值為138.5Ω。即溫度每上升或下降一度，電0.385Ω。熱電阻的測(cè)溫原理:熱電阻中通過(guò)肯定的電流，用熱電阻兩端的電壓值除以這個(gè)電流值就可以求得熱電阻的電阻值，然后將其換算成溫度。電路中的電流分為三種:0.5mA1mA2mA電流時(shí)會(huì)導(dǎo)致自身加熱，從而簡(jiǎn)潔產(chǎn)生測(cè)量誤差。相反，假設(shè)電流過(guò)小，則產(chǎn)生的電壓變低，測(cè)量就會(huì)變得很困難。所以，一般狀況下使2mA0.5mA1mA。四線(xiàn)制補(bǔ)償電路。三線(xiàn)制測(cè)溫時(shí)，線(xiàn)上電阻rArB阻值相抵，假設(shè)近似相