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热电偶测温原理基于,热电偶测温原理

发布时间:2023-11-26 19:24:09编辑:温柔的背包来源:

很多朋友对热电偶测温原理基于,热电偶测温原理不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

热电偶测温原理基于,热电偶测温原理

热电偶测温原理:使用热电偶时,通常用一个节点作为测量端(热端)吸收热辐射,产生“温升”,另一个节点作为参考端(冷端)维持恒温。下图是简单测试原理的结构图。通过检测电流,可以检测热辐射,进而完成温度测量。

1.热电偶测温的基本原理是将两种不同材料的导体或半导体A、B焊接在一起,形成一个闭合回路。当导体A和B的两个持续点1和2之间存在温差时,它们之间会产生电动势,从而在回路中形成一定大小的电流。这种现象被称为热电效应。热电偶就是利用这种效应工作的。

两种导体,A和B,其一端通过焊接形成节点,是工作端,位于待测介质中。另一端与温度测量仪相连,是参考端。为了更好地理解以下内容,我们将上述测温电路中形成的热电动势表示为EAB(T1,T0),理解为由A、b两个导体组成的热电偶,工作端温度为T1,参考端温度为T0,形成的热电动势为EAB(T1,T0)。

需要特别强调的是,热电偶测温,归根结底是测量热电偶两端的热电动势。测量仪之所以能让我们看到温度值,是因为它把热电势转化成了温度。图中工作端温度为T1,A与B、C与D连接处温度为T2,测量仪器端(参考端)温度为T0。

我们可以把总回路的总电动势E分成两个热电动势之和,即A和B为一段,热电动势为EAB(T1,T2),C和D为另一段,热电动势为ECD(T2,T0),即E=EAB(T1,T2) ECD(T2,T0)(热电偶中间导体定律)(1)。

在上图中,如果C和D的材料与A和B的材料完全相同,即C是A,D是B,这就意味着热电偶A和B在T2(中温)有一个连接点。此时总回路电位为:E=EAB(T1,T2) EAB(T2,T0)=EAB(T1,T0)(热电偶中间温度。

从公式(2)可以看出,只要同一个热电偶中间有一个连接点,总电势与连接点的温度(中间温度)无关,只与工作端和参比端的温度有关。这正是我们想要的。在热电偶接线中,我们不需要考虑中间是否有连接点,也不需要考虑连接点的温度,就像热电偶接介质和测量仪器一样。

然后比较公式(2)和公式(1)。如果我们能找到某个材料C和D,它能满足:ECD(T2,T0)=EAB(T2,T0) (3),那么公式(1)就变成:

E=EAB(T1,T2) ECD(T2,T0)=EAB(T1,T2) EAB(T2,T0)=EAB(T1,T0) (4)满足公式(3)的材料C和D称为热电偶A和b的补偿线

等式(4)还告诉我们,我们通过使用补偿线将T2延伸到T0,但最终我们的测量结果与T2无关,所以我们也可以理解,因为我们使用了线C和D,它补偿了T2处连接产生的额外电势,所以我们在最终测量中不需要考虑T2,这就是为什么C和D被称为补偿线。

2.热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般比较昂贵(特别是使用昂贵的金属时),而且测温点与仪表的距离很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿线将热电偶的冷端(自由端)延伸到温度稳定的控制室,连接到仪表端子上。

必须指出的是,热电偶补偿线的作用只是延长热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子。它不能消除冷端温度变化对测温的影响,没有补偿作用。因此,需要其他校正方法来补偿冷端温度t00对温度测量的影响。

使用热电偶补偿线时,一定要注意型号的匹配,极性不能错,补偿线与热电偶连接端的温度不能超过100。

以上知识分享希望能够帮助到大家!