热电偶介绍
热电偶的原理和特点
当今的热电偶设计是多年研究和现场经验的结果。它们与高质量的仪器一起为数千种温度感测和控制问题提供了答案。
塞贝克效应
基本上,热电偶是由两个不同的金属导体形成的闭合电路,用于产生电动势(EMF)或电压。当热量施加到结点之一时,电压会导致电流流动。只要两个结处于不同温度,电流将继续流动。在TJ Seebeck发现原理之后,这被称为Seebeck效应。
在两个结点(T1)的冷却器上的电流方向决定了极性。例如,在图2中,当电流从a流向B时,a被视为正。
珀蒂效应
佩尔帖(Peltier)发现,当电流流过两种不同金属的结时,结将释放热量或吸收热量,具体取决于电流的流动方向。如果电流的方向与热电偶在测量结点处产生的电流方向相同,则将吸收热量并在相对的(冷)结处释放热量。吸收和释放的热量与流经结的电量成正比。
热电定律
A.单根均质导线的电路无法仅通过加热来维持电流。
B.在两条不同的均质导线的电路中,如果一个结保持在一个温度,另一结保持在另一个温度,则产生的热EMF将与沿导线的温度梯度无关。
C.将第三种金属引入到两条不同的均质导线的电路中,它们的测量结和冷结保持在不同的温度下,而不会影响电路中的总EMF(电压)。该定律通常称为中间金属定律,其工作方式如下:在两条不同的均质导线A和B的电路中,将测量结和冷结保持在不同的温度下,通过切割导线来引入第三种金属C,然后插入导线C,使导线的两个结点AC相互连接。如果C在其整个长度上温度均匀,则电路中的总EMF将不受影响。该定律可以以各种形式应用于热电偶头,其中热电偶线通过铜或黄铜块连接到延长线。
普通热电偶电路
以下是常见的热电偶电路的示例。
1.标准的单热电偶,由两条不同的导线和一个测量结点组成:
2.平均热电偶,包括两个或多个并联到一个公共冷端的热电偶。如果所有元件的电阻相等,则生成的EMF将对应于各个结点的温度平均值。
3.热电堆由一系列两个或多个相连的热电偶组成。所得的EMF将是所有单个结点的总和。
4. Delta热电偶,也称为差动热电偶,由两条相似的导线“ A”连接到一条不同的导线“ B”组成,两个测量结通常在不同的温度下进行。产生的EMF将是两个结之间的差异,通常称为温差。
注意:热电偶的少一个结点必须不接地,并且测量仪器必须为差动类型。典型的比例范围可能是:-150到0到+150
连接头的用途
热电偶连接或端子头在热电偶和延长线之间提供了正电连接,并提供了用于保护管和延长线导管的连接装置。头部包含用于所有电气连接的接线盒。连接头可用于每种应用。典型的喷头包括铸铝盖头,非常适合必须完全防风雨的应用;一个用于极端腐蚀区域的聚丙烯头,防爆导管类型。
延长线的使用
延长线用于将热电偶延伸到仪器的参考结点。电线以匹配的一对导体的形式提供,带有绝缘层,旨在满足特定应用的服务需求。