熱電偶

　　1.熱電偶測溫基本原理

　　將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，如圖2-1-1所示。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢因而在回路中形成一個大小的電流這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。

　　2.熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成

　　(1)熱電偶的種類

　　常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、答應(yīng)誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表 的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測 量。

　　標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶。

　　2熱電偶的結(jié)構(gòu)形式為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結(jié)構(gòu)要求如下：

　?、俳M成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固;

　?、趦蓚€熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路;

　?、垩a償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;

　?、鼙Ｗo套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

　　3.熱電偶冷端的溫度補償

　　由于熱電偶的材料一般都比較珍貴(特殊是采用貴金屬時)，而測溫點到儀表的距離都很遠，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常采用補償導(dǎo)線把熱電 偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上。必須指出，熱電偶補償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表 端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。

　　在使用熱電偶補償導(dǎo)線時必須注重型號相配，極性不能接錯，補償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。

　　熱電阻

　　熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。

　　1、熱電阻測溫原理及材料

　　熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。

　　2、熱電阻的類型

　　1)普通型熱電阻

　　從熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。

　　2)鎧裝熱電阻

　　鎧裝熱電阻是由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為φ2--φ8mm，最小可達φmm。與普通型 熱電阻相比，它有下列優(yōu)點：①體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后小;②機械性能好、耐振，抗沖擊;③能彎曲，便于安裝④使用壽命長。

　　3)端面熱電阻

　　端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更準(zhǔn)確和快速地反映被測端面的實際溫度，適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。

　　4)隔爆型熱電阻

　　隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla--B3c級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險場所的溫度測量。

　　1.雖然都是接觸式測溫儀表但它們的測溫范圍不同熱電偶使用在溫度較高的環(huán)境如鉑銠30---鉑銠6(B型)測量范圍為300度~~1600度 短期可測1800度.S型測一20~~1300(短期1600)K型測一50~~1000 (短期1200).XK型一50~~600(800)E型一40~~800(900).還有J型T型等.這類儀表一般用于500度以上的較高溫度因它們在 中低溫區(qū)時輸出熱電勢很小(查表可以看一下)當(dāng)電勢小時對抗干擾措施和二次表和要求很高否則測量不準(zhǔn)還有在較低的溫度區(qū)域冷端溫度的變化和環(huán)境溫度的變化 所引起的相對誤差就顯得很突出不易得到全補償。這時在中低溫度時，一般使用熱電阻測溫范圍為一200~~500甚至還可測更低的溫度(如用碳電阻可測到 1K左右的低溫).現(xiàn)在正常使用鉑熱電阻Pt100(也有Pt50100和50代表熱電阻在0度時的阻值在舊分度號中用BA1BA2來表示BA1在0度時 阻值為46歐姆在工業(yè)上也有用銅電阻分度號為CU50和CU100但測溫范圍較小在一50~~150之間.在一些特別場合還有銦電阻錳電阻 等)

　　3.由熱電偶測溫原理可知只有在其冷端溫度恒定時被測溫度才與熱電勢成單值函數(shù)關(guān)系.在實際使用中就用一種熱電特性與相應(yīng)熱電偶特性相似的廉價 的連接導(dǎo)線(也稱為補償導(dǎo)線)使熱電偶冷端引伸到溫度相對恒定的地方(最好為0度)如用銅--康銅做補償導(dǎo)線來引申鎳鉻---鎳硅熱電阻.因此熱電偶到二 次表延長線是兩根.熱電阻與二次表之間是用銅導(dǎo)線連接的為了減小環(huán)境變化引起的測量誤差一般均采用三線制接法其中有兩根導(dǎo)線將熱電阻串聯(lián)于相鄰的兩個橋臂 上另一根導(dǎo)線是引來電源.使用時要求每根導(dǎo)線的電阻值與調(diào)整電阻之和都保證為5歐姆(±0.01).

　　工作中的現(xiàn)場判定.

　　1.熱電偶. 熱電偶有正負(fù)極補償導(dǎo)線也有正負(fù)之分.首先保證連接配置確.在運行中常見的有短路斷路接觸不良(有萬用表可判斷)和變質(zhì)(根據(jù)表面顏色來鑒別).檢查時要 使熱電偶與二次表分開.我在實踐中判斷的方法供大家參考:用工具短接二次表上的補償線表指示室溫(不是的話表壞)再短接熱電偶接線端子表批示熱電偶所在的 環(huán)境溫度(不是補償線有故障)再用萬用表mv檔大體估量熱電偶的熱電勢(如正常請檢查工藝).

　　2.熱電阻.不外乎短路和斷路.用萬用表可判斷.在運行中.懷疑短路只要將電阻端拆下一個線頭看顯示儀表如到最大熱電阻短路.回零導(dǎo)線短路.保證正常連接和配置時表值顯示低或不穩(wěn)保護管可能性進水了.顯示最大熱電阻斷路.顯示最小短路.

　　熱電偶

　　熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一，熱電偶工作原理是基于賽貝克seeback效應(yīng)即兩種不同成分的導(dǎo)體兩端連接成回路，如兩連接端溫度不同，則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流的物理現(xiàn)象。其長處是：

　　①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。

　?、跍y量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量，某些非凡熱電偶最低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻)，最高可達+2800℃(如鎢-錸)。

　　③構(gòu)造簡樸，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便