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1樓
熱電偶的工作原理: 熱電偶是熱電偶溫度計的檢測元件即傳感器。熱電偶測溫是工作在熱電效應的基礎之上的。將兩種不同材質的導體或半導體構成的閉合回路,該閉合回路稱為熱電偶。構成熱電偶的兩種不同材料稱為熱電極。熱電極有兩個連接點:其中一個連接點在工作時插入被測溫度場,感受被測溫度信號,稱該點為測量端、工作端或熱端;另一個連接點在工作時一般處于周圍環(huán)境中,稱為參比端、自由端、固定端或冷端。由熱電效應原理可知,對于A、B兩種材質組成的熱電偶,兩端溫度分別為t、t0 時產生的熱電勢大小EAB(t,t0)可用下式表示,即
EAB(t,t0)= eAB (t)-eAB (t0)
式中EAB(t,t0)——A、B兩種材質組成的熱電偶,兩端溫度分別為t、t0時
產生的熱電勢;
eAB (t) ——熱電偶測量端的熱電勢;
eAB (t0) ——熱電偶參比端的熱電勢;
t,t0——測量端、參比端溫度。
當熱電偶材料已知且均勻時,固定參比端溫度t0 ,熱電勢EAB(t,t0)將只與測量端溫度t有關,這就建立了熱電勢與被測溫度間一一對應的函數關系。因此通過測量熱電勢就可以知道被測溫度的大小,這就是熱電偶測溫的依據。熱電偶的熱電勢與溫度間的數學關系稱為熱電偶的熱電特性。熱電偶的熱電特性由熱電極材料的化學成分和物理性能決定,到目前為止,熱電偶的熱電特性都是通過實驗測得的,不能由理論計算得到。熱電勢的大小只與組成熱電偶的材料和熱電偶兩端溫度有關,與熱電偶的形狀、尺寸、長短及粗細無關。
關于熱電勢的幾點說明如下:
① 熱電偶的熱電勢與溫度直接是非線性的關系,目前采用熱電特性曲線和分
度表(各種熱電偶的熱電勢與溫度的對照表)兩種形式描述二者的關系。
② 熱電極有正、負之分,熱電勢也有正負極性之分。
EAB(t,t0)=- EAB(t,t0)=- EAB(t0 ,t)
③ 使用熱電偶測溫時只有保證t0保持不變,熱電勢EAB(t,t0)與被測溫度t
才是一一對應的關系,如果t0發(fā)生變化,及時t保持不變,EAB(t,t0)也
會發(fā)生變化,給測量帶來附加誤差。
④ 如果組成熱電偶的兩種熱電極材料相同,無論兩個接觸點的溫度如何,熱
電勢保持為零。如果兩個接觸點的溫度相同,即使組成熱電偶的兩種熱電
極材料不同,熱電勢也會為零。