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热电偶温度传感器如何正确安装和使用
发布时间:  2022/5/20 15:06:10

热电偶温度传感器原理

       热电偶温度传感器是使用很广泛的一种传感器,由于其独特的优势和功能被应用于很多生产实践领域,那么热电偶温度传感器的的工作原理、种类及如何正确安装和使用呢?

热电偶传感器简介

热电偶是一种热电型的温度传感器,它将温度信号转换成电势(mV)信号,配以测量信号的仪表或变换器,便可以实现温度的测量和温度信号的转换热。电偶是接触法测温常用的传感器之一。自1821年塞贝克发现热电效应起,热电偶的发展已经历了一个多世纪,据统计,在此期间曾有300余种热电偶问世,但应用较广的热电偶仅有四、五十种,国际电工委员会(IEC)对其中被国际公认、性能优良和产量最大的七种制定标准,即IEC584--1和684—2中所规定的。S分度号(铂铑10一铂);B分度号(铂铑30一铂铑6);K分度号(镍铬一镍硅);T分度号(铜一康铜);E分度号(镍铬一康铜);J分度号(铁一康铜);R分度号(铂铑13一铂)等热电偶。

热电偶温度传感器的工作原理

两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对于热电偶的热电势,应注意如下几个问题:

1、热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差,而不是热电偶冷端与工作端,两端温度差的函数;

2、热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成份和两端的温差有关;

3、当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关;若热电偶冷端的温度保持一定,这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。

温度是对物体样本中粒子平均动能的测量方式,其标准单位是“度”。温度可以通过不同方法进行测量,测量的成本和精确度也因此各不相同。热电偶就是其中一种常见的测量温度的传感器,因为热电偶相对而言价格便宜而且精确度高,并且其测量范围相对较宽。

每当两个不同的金属接触,接触点聚会产生一个以温度为函数的较低的空载电压,这就是热电效应。这个温差电压就是Seebeck电压,以1821年发现该现象的物理学家ThomasSeebeck命名。该电压相对于温度是非线性的,但是对于小范围内的变化温度可以近似的认为是线性的,或者:ΔV=SΔT

式中,ΔV是电压变化,S是Seebeck系数,而ΔT是温度变化。

热电偶的类型有很多种,并且都根据美国国家标准学会(ANSI)公约规定,由大些字母注明其成分。例如,J型热电偶由一个铁制导体和一个铜镍合金导体构成。热电偶的其他类型包括B,E,K,N,R,S,和T。



 
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