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热电偶的工作原理及结构

热电偶的工作原理及结构

热电偶的工作原理及结构

  热电偶是业界常用的传感元件之一。作为工业检测中使用广泛的气温传感器之一,与钚电阻一起约占总传感器总量的60%,一般与显示仪表等一起使用,直接检测各种生产过程中-40 ~ 1800范围内的液体、蒸汽和气体介质、固体的表面气温。


  优点包括:


  检测准确度高;广泛的检测范围;结构简单,使用方便。


  测温的基本原理

       热电偶

  是直接检测气温,将信号转换为电信号,然后通过电器仪表(二次仪表)转换为测试介质的气温的检测仪。


  检测的基本原理是两种不同成分的材料导体构成闭合回路,两头有梯度时,电路中会有电流通过,此时之间存在电动势——电动势。


  两种不同成分的均质导体是热电极,高的一端是工作端,低的一端是自由头,通常在一定气温下。根据电动势与气温的函数关系,制作电偶分度表。索引表是在自由气温为0时得到的,每个都有不同的索引表。


  在热电偶电路中,当接近第三金属材料时,如果材料的两个触点的相同,产生的电力不会改变。因此,在检测时,可以访问检测仪检测热电动势,然后知道测试介质的气温。


  热电偶焊接两种不同材料的导体或半导体A和B,形成闭合回路。


  导体A和B的两个集中点1和2之间存在温差时,两者之间会产生电动势,在电路中形成一种大小的电流,这称之为热电效应,是利用这种效果工作的。


  在两种不同成分的导体两端连接合成,当连接点不同时,会产生电动势,这称之为热电效应,这种电动势称之为热电。是利用这个原理检测的,直接检测介质的一端称之为工作端,另一端称之为冷端。与显示仪表或辅助仪表相连,显示仪表是指发生在热电偶上的热电。实际上是将热量转换为电能,用生成的电势检测气温,对电势要注意以下几个问题的能量转换器。


  1:函数的差异,不是热电偶的温差的函数。


  2:发生的热大小,与材料均匀时热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成分和温差有关。


  3:热电偶的两个热电偶丝材料确定后,大小只与热电偶的温差有关。如果是恒定的,那么这个电力只是工作结束气温的单值函数。


  种类和结构


  一、种类:


  可分为标准和非标准两类。


  标准是指国家标准与热电势和气温的关系、容差、有统一标准图表的热电偶,可以选择相应的显示仪表。非标准化在使用范围或数量级上低于标准化,一般没有一定的分度表,主要用于特定特殊情况的检测。


  二、基本结构:


  工业检测用热电偶,基本结构包括电偶丝、绝缘管、保护管、接线盒等。


  常用丝及其性能:


  1、钚10-铂热电偶的正极成分是含有10%钚的钚合金,负极是纯铂。其特点如下:


  (1)要在电性能稳定、抗氧化、氧化性气氛中持续使用,长期使用达到1300.达到1400时,空气中也将成为纯白线再结晶,颗粒变粗、断裂。


  (2)准确度高,一般用作标准或高温检测。


  (3)使用范围广,均匀性和交换性好。


  (4)主要缺点是微分电势小,灵敏度低。价格比较贵,机械强度低,不适合在有还原性气氛或金属蒸汽的条件下使用。


  2、铂铑13-铂电偶(索引号R,又称单铂铑热电偶)。


  正中有13%的铂铑合金,阴极是纯铂,与S型相比,电势约高15%,其他性能基本相同。


       3、钚30-钚6电偶(等级号为B,也称之为双钚电偶)。


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