熱電偶/探頭的相關(guān)知識

一，熱電偶/探頭是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點是：

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

②測量范圍廣。常用的熱電偶/探頭從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量，某些特殊熱電偶/探頭最低可測到-269℃熱電偶/探頭熱電偶/探頭 (如金鐵鎳鉻)，最高可達+2800℃(如鎢-錸)。

③構(gòu)造簡單，使用方便。熱電偶/探頭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。

二，什么是熱電偶

熱電偶是一種感溫元件, 屬于溫度測量中的接觸式測溫。它能將溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電勢信號, 通過電氣測量儀表的配合, 就能測量出被測的溫度。

三，熱電偶/探頭測溫基本原理

將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，當導體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)。就是所謂的塞貝克效應(yīng)。熱電偶/探頭就是利用這一效應(yīng)來工作的。導體 A 和 B 稱為熱電極。溫度較高的一 端 (T >叫工作端 ( 通常焊接在一起 );溫度較低的一端 (To >叫自由端 ( 通常處于某個恒定的溫度下>。根據(jù)熱電勢與溫度函數(shù)關(guān)系?？芍瞥蔁犭娕挤侄缺?。分度表是在自由端溫度 To=00C 的條件下得到的。不同的熱電偶具有不同的分度表。

在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時, 只要該材料兩個接點的溫度相同, 熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此, 在熱電偶測溫時, 可接入測量儀表, 測得熱電勢后, 即可知道被測介質(zhì)的溫度。從理論上講, 任何兩種導體都可以配制成熱電偶, 但實際上并不是所有材料都能制作熱電偶, 故對熱電極材料必須滿足以下幾 點：

(1) 熱電偶材料受溫度作用后能產(chǎn)生較高的熱電勢, 熱電勢和溫度之間的關(guān)系最好呈線性或近似線性的單值函數(shù)關(guān)系;

(2)能測量較高的溫度, 并在較寬的溫度范國內(nèi)應(yīng)用, 經(jīng)長期使用后, 物理、化學性能及熱電特性保持穩(wěn)定;

(3) 要求材料的電阻溫度系數(shù)要小, 電阻率高, 導電性能好, 熱容量要小;

(4) 復現(xiàn)性要好, 便于大批生產(chǎn)和互換, 便于制定統(tǒng)一的分度表;

(5) 機械性能好, 材質(zhì)均勻;

(6)資源豐富, 價格便宜。

四.熱電偶/探頭的種類及結(jié)構(gòu)形成

(1)熱電偶/探頭的種類

常用熱電偶/探頭可分為：

1，標準熱電偶/探頭

2，非標準熱電偶/探頭兩大類。

所謂用標準熱電偶/探頭是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶/探頭，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶/探頭在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化熱電偶/探頭，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。

標準化熱電偶/探頭 我國從1988年1月1日起，熱電偶/探頭和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶/探頭為我國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶/探頭。

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

① 組成熱電偶/探頭的兩個熱電極的焊接必須牢固;

② 兩個熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路;

③ 補償導線與熱電偶/探頭自由端的連接要方便可靠;

④ 保護套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

(3).冷端的溫度補償

由于熱電偶/探頭的材料一般都比較貴重(特別是采用貴 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，通常采用補償導線把熱電偶/探頭的冷 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/探頭補償導線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶/探頭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/探頭補償導線時必須注意型號相配，極性不能接錯，補償導線與熱電偶/探頭連接端的溫度不能超過100℃