热电偶测温原理
测温原理:运用热电偶时,一般运用其间一个结点作为丈量端(热端),用于吸收热辐射而发生“温升”,而另一结点作为参阅端(冷端),并保持恒温。下图为简略测验原理结构图。经过检测电流的巨细就能够勘探热辐射的巨细,继而完结测温。
1.热电偶测温基本原理
将两种不同资料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便发生电动势,因而在回路中构成一个巨细的电流,这种现象称为热电效应。热电偶便是运用这一效应来作业的。
A,B 两种导体,一端经过焊接构成结点,为作业端,坐落待测介质。另一端接测温外表,为参阅端。为更好地舆解下面的内容,咱们将以上测温回路中构成的热电动势表明为EAB(T1,T0),理解为:A、B两种导体组成的热电偶,作业端温度为T1,参阅端温度为T0,构成的热电动势为EAB(T1,T0)。
需求特别强调的是:热电偶测温,归根到底是丈量热电偶两头的热电动势。丈量外表能够让咱们看到温度数值,是因为它现已将热电动势转化成了温度。
图中,作业端温度T1, A、B与C、D衔接处温度为T2, 丈量外表端(参阅端)温度为T0。
咱们能够把总回路的总电动势E 分红两段热电动势的和,即A、B为一段,热电动势为EAB(T1,T2),C、D为另一段,热电动势为ECD(T2,T0), 即:
E= EAB(T1,T2)+ ECD(T2,T0) (热电偶中心导体规律) (1)
在上图中,假如C、D的原料和A、B彻底相同,即C即为A,D即为B,相当于热电偶A、B 在T2(中心温度)处发生了一个衔接点,此刻,回路总电势为:
E= EAB(T1,T2)+ EAB(T2,T0)= EAB(T1,T0) (热电偶中心温度规律) (2)
从式(2)咱们能够看出,只要是相同的热电偶,中心发生了衔接点,则总电势与衔接点的温度(中心温度)无关,而只与作业端和参阅端的温度有关。这正是咱们期望得到的。咱们在热电偶布线中,不需求考虑中心有没有衔接点,也不需求考虑衔接点的温度,而是和一根热电偶衔接到介质和丈量外表相同。
再来比较式(2)和式(1)。假如咱们能找到某种资料C、D,它能满意:
ECD(T2,T0)= EAB(T2,T0) (3)
则式(1)成为:
E= EAB(T1,T2)+ ECD(T2,T0)= EAB(T1,T2)+ EAB(T2,T0)= EAB(T1,T0) (4)
满意式(3)的资料C、D咱们称为热电偶A、B的补偿导线。
式(4)还告知咱们,运用了补偿导线,咱们将T2延伸到了T0,但终究咱们的丈量结果与T2无关,这样咱们也能够理解为,因为咱们运用了导线C、D,是它补偿了T2处衔接所发生的附加电势,而使得咱们终究丈量不需求再考虑T2,这也是C、D为什么叫补偿导线的原因,
2.热电偶冷端的温度补偿
因为热电偶的资料一般都比较宝贵(特别是选用贵 金属时),而测温点到外表的间隔都很远,为了节约热电偶资料,降低成本,一般选用补偿导线把热电偶的冷 端(自在端)延伸到温度比较稳定的操控室内,衔接到外表端子上。有必要指出,热电偶补偿导线的效果只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到操控室的外表端子上,它本身并不能消除冷端温度改变对测温的影响,不起补偿效果。因而,还需选用其他批改方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。
在运用热电偶补偿导线时有必要留意类型般配,极性不能接错,补偿导线与热电偶衔接端的温度不能超过100℃。