各种类型的热电偶温度如何计算
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2019-05-07 00:00

温度测量应用中有许多类型的变送器。热电偶是最常用的热电偶,可广泛用于汽车,家庭和其他应用。

本文主要讨论热电偶温度测量及其温度计算,重点介绍热电偶温度测量原理。

热电偶

热电偶(热电偶)是温度测量仪器中常用的温度测量元件。它直接测量温度并将温度信号转换成热电动势信号,该信号通过电表(二次电表)转换成测量介质的温度。由于需要,各种热电偶的形状往往差别很大,但它们的基本结构几乎相同,通常由热电极,绝缘套保护管和接线盒等组成,通常带有显示仪表,记录仪器和电子调节与设备一起使用。

它是如何工作的

当有两个不同的导体或半导体A和B形成一个环时,当两端相互连接时,只要两个结的温度不同,一端的温度就是T,这就叫做工作结束或热端,另一端的温度为T0。它被称为自由端(也称为参考端)或冷端。在回路中产生电动势。电动势的方向和大小与导体的材料和两个接头的温度有关。这种现象称为“热电效应”。由两根导线组成的电路称为“热电偶”。这两个导体称为“热电极”,产生的电动势称为“热电动势”[1]。

热电动势由两个部分电动势组成,其中一个是两个导体的接触电动势,另一个是单个导体的温差电动势。

无论热电偶的形状和尺寸如何,热电偶回路中的热电动势的大小仅与导体材料的温度和构成热电偶的两个结相关。当热电偶两个电极材料固定时,热电动势是两个结温t和t0。功能上的差异[1]。那是

这种关系已广泛用于实际温度测量。由于冷端子t0是恒定的,因此热电偶产生的热电动势仅随热端(测量端)的温度而变化,即,某个热电动势对应于某个温度。我们只需要测量热电动势来达到温度测量的目的。

热电偶温度测量的基本原理是两种不同成分的材料导体形成闭环,

当两端都有温度梯度时,环路中会有电流,两端之间存在电动势——。这就是所谓的塞贝克效应。两种不同组分的均匀导体是热电极,高温端是工作端,低温端是自由端,自由端通常是恒温。根据热电动势与温度的关系,制备热电偶分度表;索引表是在自由端温度为0°C的条件下获得的,不同的热电偶具有不同的索引表。

当第三金属材料连接到热电偶回路时,只要材料的两个触点的温度相同,热电偶产生的热电势将保持不变,即不受第三金属接入回路的影响。因此,当热电偶测量温度时,可以连接测量仪器,并且在测量热电动势之后,可以知道测量介质的温度。当热电偶测量温度时,冷端的温度(测量端是热端,通过引线连接到测量电路的端部称为冷端)保持恒定,并且热电势与测量的温度。如果在测量期间冷端(环境)的温度发生变化,则测量的准确性将受到严重影响。在冷端采取一些措施来补偿冷端温度变化的影响,这被称为热电偶的冷端补偿。用于连接测量仪器的专用补偿导线。

热电偶冷端补偿计算方法:

从毫伏到温度:测量冷端温度,转换为相应的毫伏值,加上热电偶的毫伏值,并转换温度;

从温度到毫伏:测量实际温度和冷端温度并分别转换为毫伏,并减去以获得毫伏值,即温度。

如何计算各种类型的热电偶温度

一,S型热电偶:铂铱10铂热电偶,温度范围0~1300°C;优点:1,耐热性,稳定性,重现性和超高精度; 2,抗氧化,耐腐蚀性好浊度; 3,可作为标准使用。缺点:1。热电动势值小,补偿线误差大; 2.价格高;它在再生气体环境中很脆弱。 (特别是氢,金属蒸气)

二,R型热电偶:铂铑13铂热电偶,温度范围0~1300°C;优点:1,耐热性,稳定性,重现性和超高精度; 2,抗氧化,耐腐蚀性好浊度; 3,可作为标准使用。缺点:1。热电动势值小,补偿线误差大; 2.再生气体环境(尤其是氢气和金属蒸气)很弱; 4.价格高于S指数。

三,B型热电偶:铂铑30铂铱6热电偶,温度范围0~1600°C;优点:1,抗氧化,浊度好; 2,常温环境下热电势很小,无需补偿导线; 3,耐热性和机械强度均优于R型。缺点:1。中低温区域的热电动势极小,600℃以下的温度测量不准确; 2.热电动势值小,热电动势的线性度不好; 3.价格比S指数贵; p>

4. K型热电偶:镍铬镍硅热电偶,温度范围0~1300℃;优点:1。热电动势线性好; 2.抗氧化性能在1000°C以下; 3.在金属热电偶中稳定性好。缺点:1。与贵金属热电偶相比,热电动势变化很大; 2.不适用于再生气体环境; 3.短程订购会导致错误。

五,N型热电偶:镍 - 铬 - 硅 - 镍 - 硅热电偶,温度范围-270~1300°C;优点:1,1200°C以下具有良好的抗氧化性。 2.热电动势的线性度良好。缺点:1。不适用于再生气体环境2.与贵金属热电偶相比,热电动势变化很大。

六,E型热电偶:镍铬硅 - 康铜热电偶,温度范围-270~1000°C优点:1。热电偶的灵敏度最好; 2.耐热性优于J型热电偶;适用于氧化气体环境。 4,价格低廉缺点:不适用于再生气体环境

七,J型热电偶:铁 - 康铜热电偶,温度范围-210~1000°C;优点:1,可用于再生气体环境2,热电动势比K热电偶大20%。 3,价格便宜,适合中温区域。缺点:易生锈,重复性差。

八,T型热电偶:铜 - 康铜热电偶,温度范围-270~400°C;优点:1,热电动势的线性度良好。 2.低温特性好3.重现性好,精度高。缺点:1。温度限制低。 2.导热误差很大。

九,PT100型热电阻:铂电阻,温度范围-200~500°C;铂材料具有化学稳定性好,耐高温,易生产纯铂的优点,其缺点是:在还原介质中,特别是在高温下,它很容易被氧化物中的蒸气污染,使得铂丝变脆并改变阻力与温度之间的关系。

十,Cu50型热电阻:铜电阻,温度范围-50~100°C:铜热电阻便宜,线路好,工业用温度范围为-50~100°C。铜电阻器易受潮湿,容易腐蚀,熔点低。

热电偶温度计算

当热电偶和补偿导线的连接处的温度高于控制室的温度时,补偿导线补偿电位应该是由热电偶产生的热电势。 [Plus]补偿导线由补偿电位产生。相当于添加负值将使指示变低。 ;

当热电偶和补偿导线的连接处的温度低于控制室的温度时,补偿导线补偿负电位。热电偶应产生热电势。 [减]生成补偿导线。补偿潜力相反。减去负值会使指示变高。 ;

当热电偶和补偿导线的连接处的温度等于控制室的温度时,补偿导线补偿电位为零对测量没有影响。

E=EK(T,TC)-EK(TC,T0)+ EK(t0,0)

=12.029-2.023-(2.023-0.798)0.798

=9.759mV

查找表的温度约为240.C

热电偶温度测量原理

当两点的温度不同时,将在电路中产生热电势,从而产生电流并使电流表偏转。这种现象称为热/电效应(塞贝克效应),产生的电位和电流称为热电势和热电流。

各种类型的热电偶温度如何计算

热电偶温度计是接触式温度测量仪器。它基于热电效应,即塞贝克效应原理,塞贝克效应是温度测量仪器中常用的温度测量元件。不同材料的导体A和B连接成闭环,接触温度测量点的一端称为测量端,另一端称为参考端。如果测量端和参考端的温度t和t0不同,则在环A和B之间产生热电势EAB(t,t0)。这种现象称为塞贝克效应,即热电效应。 EAB尺寸随导体A,B的材料和两端的温度t和t0而变化。该环称为原型热电偶。在实际应用中,A和B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端到测量温度t,参考端分离,导线连接到显示仪表,参考端温度t0保持不变。稳定。显示仪表测量的电位仅随测量的温度和t而变化。

各种类型的热电偶温度如何计算

自1821年德国医生塞贝克在实验中发现热电效应以来,Peltier,Thomson和Kelvin等科学家的大量研究不断发展和完善热电效应理论。热电偶是热电效应的具体应用之一。它已广泛用于温度测量。热电偶结构简单,易于制造,使用方便,测量精度高。它可用于快速温度测量,点温度测量和表面测量,但热电偶也有缺点。例如,所用参考端子的温度必须恒定,否则测量结果会失真;在高温或长期使用中,进行测量。介质或气氛(例如氧化,还原等)的影响降低,降低了使用寿命。尽管如此,热电偶仍然在工业生产和研究活动中发挥着关键作用。下面我们从三个热电效应的解释讨论热电偶的测温原理。

I.塞贝克效应和塞贝克潜力

为什么热电偶可以用来测量温度?这是热电转换热能和电能的现象。 1821年,塞贝克通过实验发现了由一对异质金属A和B组成的闭环(图1-1),如果结a被加热,则a和b结的温度将不同,温度不同,会有电流产生,导致电路中连接的电流表偏转。这种现象现在称为热电效应或塞贝克效应。相应的电位称为热电势或塞贝克势。热电偶回路中产生的电流称为热电流。 A,B称为热电极,触点a通过焊接连接。测量温度时,将其置于测量温度区域,称为测量端或工作端。接触b通常需要在一定温度下保持恒定。它被称为参考端或自由端。

3.由于热电偶材料(特别是使用贵金属时),热电偶冷端的温度补偿通常很昂贵,并且温度测量点远离仪表。为了节省热电偶材料并降低成本,通常使用补偿导线。将热电偶的冷端(自由端)延伸到温度控制室,并将其连接到仪表端子。必须指出的是,热电偶补偿导线的功能只是延伸了热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表终端,这本身就无法消除温度变化的影响。结束温度测量,并不能补偿。因此,需要其他校正方法来补偿冷端温度t0≠0°C对温度测量的影响。使用热电偶补偿导线时,必须注意模型匹配,极性不能正确连接,补偿导线与热电偶连接端子之间的温度不能超过100°C。

使用热电偶补偿导线时,必须注意模型匹配,极性不能正确连接,补偿导线与热电偶连接端子之间的温度不能超过100°C。冷端温度补偿器的型号应与热电偶的型号相匹配,并在规定的温度范围内使用;连接到热电偶的冷端温度补偿器的极性不能正确连接;根据补偿器的平衡点温度调整仪器的起始点,指针指示在平衡温度;具有自动补偿机构的显示仪表不安装补偿器;必须定期检查和验证补偿器。

温度补偿

由于热电偶的材料通常更昂贵(特别是在使用贵金属时),

温度测量点和仪表之间的距离很长。为了节省热电偶材料并降低成本,补偿导线通常用于将热电偶的冷端(自由端)延伸到相对稳定的温度控制室并连接到仪表终端。必须指出的是,热电偶补偿导线的功能只是延伸了热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表终端,这本身就无法消除温度变化的影响。结束温度测量,并不能补偿。因此,需要其他校正方法来补偿冷端温度t0≠0°C对温度测量的影响。使用热电偶补偿导线时,必须注意模型匹配,极性不能正确连接,补偿导线与热电偶连接端子之间的温差不能超过100°C。

结论

这里解释如何计算各种类型热电偶的温度。我希望本文能让您更全面地了解热电偶。

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