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熱(re)電(dian)偶與(yu)
熱電阻(zu)均屬于溫度測量中的(de)接觸式測(ce)溫,盡管其(qi)作用相同(tong)都是測量(liang)物體(ti)的溫度,但是他(ta)們的原理(li)與特(te)點卻(que)不盡(jin)相同(tong).
首先(xian),介紹一下熱電(dian)偶(ou),熱電偶(ou)是溫度測(ce)量中(zhong)應用廣泛(fan)的溫(wen)度器件(jian),他的主(zhu)要特(te)點就是測(ce)溫範(fan)圍寬(kuan),性能(neng)較穩(wen)定,同時結(jie)構簡單,動(dong)态響應好,加(jia)上(shang)轉換(huan)變送器(qi)更能夠遠傳4-20mA電流(liu)信号(hao),便于自動(dong)控制(zhi)和集(ji)中(zhong)控制。熱(re)電偶(ou)的測(ce)溫原(yuan)理是基(ji)于(yu)熱電(dian)效應。将兩(liang)種不(bu)同的(de)導體或半(ban)導體(ti)連接成閉(bi)合回(hui)路,當(dang)兩個(ge)接點(dian)處(chu)的(de)溫度(du)不同時(shi),回路中(zhong)将産生熱(re)電勢(shi),這種(zhong)現(xian)象稱爲(wei)熱電效應(ying),又稱(cheng)爲塞貝克(ke)效應(ying)。閉合回(hui)路(lu)中産(chan)生的(de)熱電勢有(you)兩種電勢組成(cheng);溫差電(dian)勢(shi)和接(jie)觸電勢。溫(wen)差電(dian)勢是指同一導(dao)體的兩端因溫(wen)度不同而(er)産生(sheng)的電勢,不(bu)同的(de)導體(ti)具有不同(tong)的電子(zi)密(mi)度,所(suo)以他們産生的(de)電勢(shi)也不(bu)相同(tong),而接(jie)觸電(dian)勢顧(gu)名思義就(jiu)是指(zhi)兩種(zhong)不(bu)同的導(dao)體相(xiang)接觸(chu)時,因(yin)爲他們(men)的(de)電子(zi)密度不(bu)同(tong)所以産生一(yi)定的電(dian)子擴散,當他們(men)達到(dao)一定的平(ping)衡後所形成的(de)電勢,接(jie)觸電勢(shi)的大小(xiao)取(qu)決于(yu)兩種(zhong)不(bu)同導體(ti)的材料性(xing)質以(yi)及他(ta)們接(jie)觸點(dian)的溫度。目(mu)前國(guo)際上應(ying)用的熱(re)電偶具有(you)一個(ge)标準(zhun)規(gui)範(fan),規定(ding)熱電偶分(fen)爲八(ba)個不同(tong)的分度(du),分别爲(wei)B,R,S,K,N,E,J和(he)T,其測量溫(wen)度(du)的低可(ke)測零下270攝(she)氏度(du),高可達(da)1800攝(she)氏度(du),其中B,R,S屬于鉑系列的(de)熱(re)電偶,由(you)于鉑屬于(yu)貴重(zhong)金屬(shu),所以他們(men)又被稱爲貴金屬熱電偶而剩(sheng)下的幾(ji)個則稱(cheng)爲廉(lian)價金(jin)屬熱(re)電偶。熱電偶的(de)結構有(you)兩種,普(pu)通型和铠(kai)裝型。
普通(tong)性熱(re)電偶(ou)一般由熱(re)電極(ji),絕緣(yuan)管,保護套(tao)管和接(jie)線(xian)盒等(deng)部分(fen)組成,而铠(kai)裝型熱電偶則(ze)是将(jiang)熱電(dian)偶絲(si),絕緣材(cai)料(liao)和金(jin)屬保(bao)護套管三(san)者組(zu)合裝(zhuang)配後(hou),經過拉伸(shen)加工(gong)而成的一(yi)種堅實的組(zu)合體。但(dan)是熱電偶的電信号(hao)卻需(xu)要一(yi)種特殊(shu)的(de)導線來進(jin)行(hang)傳(chuan)遞,這(zhe)種導線我(wo)們稱爲
補(bu)償導(dao)線。不(bu)同的熱電(dian)偶需要不(bu)同的(de)補償(chang)導線(xian),其主(zhu)要作(zuo)用就是與(yu)熱電(dian)偶連接,使(shi)熱電(dian)偶的參比(bi)端遠(yuan)離電源,從而使(shi)參比(bi)端(duan)溫(wen)度穩(wen)定。補(bu)償導(dao)線又(you)分爲(wei)補償(chang)型和(he)延長(zhang)型兩(liang)種,延(yan)長導線的化學(xue)成分與被(bei)補償(chang)的熱(re)電偶相同(tong),但是實(shi)際中,延長型的導線也(ye)并不是(shi)用(yong)和熱(re)電偶相同材質(zhi)的金(jin)屬,一(yi)般采(cai)用和(he)熱電偶具(ju)有相同(tong)電(dian)子密(mi)度的導(dao)線代替(ti)。補償導線(xian)的與熱電(dian)偶(ou)的(de)連線(xian)一般都(dou)是(shi)很明(ming)了,熱(re)電偶的正(zheng)極連接(jie)補(bu)償導(dao)線的紅色(se)線,而(er)負極則(ze)連(lian)接剩下的顔色(se)。一般(ban)的補償(chang)導(dao)線的(de)材質大部分都(dou)采用(yong)銅(tong)鎳(nie)合金(jin)。
其次(ci)我(wo)們介紹(shao)一下熱(re)電阻,熱(re)電阻(zu)雖然在工(gong)業中(zhong)應用也比較廣(guang)泛(fan),但是由(you)于他(ta)的測溫範圍使(shi)他(ta)的應用(yong)受到了一(yi)定的(de)限制(zhi),熱電阻的(de)測溫(wen)原(yuan)理(li)是基(ji)于導(dao)體或半導(dao)體的電阻(zu)值随着溫(wen)度的變化(hua)而變(bian)化的(de)特性。其優(you)點(dian)也很多(duo),也可以(yi)遠(yuan)傳電(dian)信号(hao),靈(ling)敏度高(gao),穩定(ding)性(xing)強(qiang),互換(huan)性以(yi)及準确性(xing)都好(hao),但是(shi)需要(yao)電源(yuan)激(ji)勵,不能(neng)夠瞬(shun)時測(ce)量溫(wen)度的(de)變(bian)化(hua)。工業(ye)用熱(re)電(dian)阻(zu)一般采用Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,PT1000鉑熱(re)電阻(zu)的測溫(wen)的範圍一般(ban)爲零下200-800攝(she)氏度,銅熱電阻(zu)爲零(ling)下40到(dao)140攝氏(shi)度。熱(re)電(dian)阻(zu)和熱電偶(ou)一樣的區(qu)分類(lei)型,但(dan)是他卻不(bu)需(xu)要補償(chang)導線,而(er)且比熱點偶便宜(yi)。
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