什么是熱電偶?
兩種不同的導(dǎo)電材料A和B組成的閉合回路如圖5-1所示,用于對溫度進(jìn)行測量的儀表,該組合就稱之為熱電偶。
熱電偶的主要優(yōu)點(diǎn)和不足是什么?
熱電偶已成為目前溫度測量領(lǐng)域中應(yīng)用*為廣泛的測溫儀表之一。
(1)其主要優(yōu)點(diǎn)有
a.測量溫度范圍廣,可以在1K(-273^)~28001的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行測量;
b.結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,使用、安裝和維修都很方便;
c.性能穩(wěn)定,準(zhǔn)確可靠;
d.熱慣性小,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快;
e.可多點(diǎn)測量,可遠(yuǎn)距離傳送,便于集中檢測和控制;
f.廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域的溫度測量
(2)其不足之處有:
a.使用中參考端必須是恒定的,否則會(huì)影響到測量的準(zhǔn)確性;
b.在高溫或長期使用時(shí),會(huì)受到工作介質(zhì)或氣氛作用(如氧化、還原等),而發(fā)生劣化,降低使用壽命。
熱電偶的工作原理是什么?
由兩種不同的金屬或合金A和B加上測量儀表組成閉合回路如圖5-1所示,A,B稱為熱電極,A,B的焊接連接點(diǎn)1,稱為測量端,(也稱為工作端或熱端),另一端接點(diǎn)2稱為參考端(也稱為參比端)。)測溫時(shí),將熱電偶的測量端置于被測溫場所,其參考端置于常溫下,然后通過導(dǎo)線與測量儀表連接。由于熱電偶兩端(1,2)所處的溫度不同,在熱電偶回路中,就有電動(dòng)勢產(chǎn)生。用測量儀表測得電動(dòng)勢的數(shù)值后,便可換算成相應(yīng)的溫度或直接由測量儀表指示出被測溫度。
什么是熱電勢(塞貝克電勢)?
塞貝克電勢是德國醫(yī)生塞貝克于1821年發(fā)現(xiàn)并提出的。
當(dāng)熱電極A,B相接觸的兩端所處的溫度不同時(shí),例如和r。,則在回路中就有一定大小的電動(dòng)勢產(chǎn)生,這個(gè)物理現(xiàn)象稱之為熱電效應(yīng)或塞貝克效應(yīng)。
這個(gè)在回路中由溫差而產(chǎn)生的電動(dòng)勢稱為熱電勢或塞貝克電勢。
熱電勢用符號(hào)匕B(r,r0)表示它是由接觸電勢和溫差電勢兩部分組成的。
如果熱電偶回路的熱電勢用接觸電勢表示,那么■eAB(r,:r。)可用式(5-1)表本:五ab{T,T0)=EAIt(T)-Eab(Tq)式中jAB(r)——接點(diǎn)A,B在溫度r的分熱電勢;EM(T0)——接點(diǎn)A,B在溫度r。的分熱電勢。.式中應(yīng)當(dāng)注意到:
熱電偶測量的并不是測量端的溫度r,而是測量溫度差T-T0。—熱電偶分度表、熱電偶E-r特性曲線以及配熱電偶顯示儀表均是規(guī)定參考端溫度為0尤得到的。
什么是接觸電勢(珀?duì)柼妱荩?br />
珀?duì)柼妱菔欠▏姳斫崇隊(duì)柼?834年發(fā)現(xiàn)并提出。由于金屬導(dǎo)體材料不同,金屬導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子密度是不同的。當(dāng)兩種不同的金屬導(dǎo)體A和B接觸時(shí),自由電子就會(huì)從密度大的金屬導(dǎo)體跑到密度小的金屬導(dǎo)體中,當(dāng)達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)時(shí),A,B間則形成一定的電位差,這就是接觸電勢,也稱為珀?duì)柼妱荨?br />
接觸電勢的大小與兩不同金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子密度差異大小有關(guān)。
應(yīng)當(dāng)注意到:相同材料組成的接點(diǎn),不論接點(diǎn)溫度是多少,均不會(huì)產(chǎn)生珀?duì)柼妱荩寸隊(duì)柼妱轂?。
什么是溫差電勢(湯姆遜電勢)?
湯姆遜電勢是英國物理學(xué)家湯姆遜發(fā)現(xiàn)并提出。
當(dāng)金屬導(dǎo)體兩端溫度不同時(shí),自由電子密度大的髙溫端會(huì)向自由電子密度小的低溫端擴(kuò)散。高溫端失掉一些電子帶正電形成高電位,低溫端因得到一些電子帶負(fù)電形成低電位,當(dāng)達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)時(shí),高、低溫端則形成一定的電位差,這就是溫差電勢,也稱為湯姆遜電勢。溫差電勢的大小與金屬導(dǎo)體的材料性質(zhì)及兩端的溫度差大小有關(guān),而與熱電極的幾何尺寸和熱電極中間溫度無關(guān)。
熱電偶產(chǎn)生熱電勢必須具備的條件是什么?
由熱電效應(yīng)(或稱塞貝克效應(yīng))原理可知,熱電偶產(chǎn)生熱勢必須具備兩個(gè)條件:
(1)熱電偶的兩個(gè)電極必須使用兩種不同的(金屬)材料;
(2)熱電偶的兩端接點(diǎn)必須具備不同的溫度。
如何將測得的熱電勢轉(zhuǎn)換成要測的溫度?
可以看到:_測量儀表所測量到的僅是接點(diǎn)1,2之間的熱電勢,并不是接點(diǎn)1處的溫度。
要將接點(diǎn)1,2之間的熱電勢轉(zhuǎn)換成要測量的溫度,可用以下兩種方法:
(1)用熱電偶分度表進(jìn)行查找。1不同型號(hào)的熱電偶有相對應(yīng)的熱電偶分度表,只要從分度表上查找到測得的熱電勢值就能從分度表上查到對應(yīng)的溫度值。:
(2)繪成熱電勢特性曲線或整理成數(shù)學(xué)公式(即內(nèi)插公式),.這樣只要輸入測得的熱電勢值,就可以顯示出被測溫度值。以上也是熱電偶測量溫度的原理。
什么是熱電偶的分度表?
在對熱電偶進(jìn)行檢定或測量中,用電測儀表測得的是熱電偶的熱電勢值(pV),而不是溫度值(t)。這就需要將所測得的熱電勢值轉(zhuǎn)換成溫度值,熱電偶的分度表所起到的就是這個(gè)作用。
熱電偶的分度表是用來將測量的電動(dòng)勢轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的被測溫度,還可反過來將溫度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的熱電偶的熱電勢。
國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16839.1《熱電偶第1部分:分度表》,提供了8種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的分度表,它們分別是:
(1)鉑銠13-鉬(R型);
(2)鉑銠10-祐(S型);
(3)鉑銠30-鉆銠6(B型);
(4)鐵-銅鎳(J型);
(5)銅-銅鎳(T型);
(6)鎳鉻-銅鎳(E型);
(7)鎳鉻-鎳鋁(K型);
(8)鎳鉻硅-鎳硅(N型)。
這里有3點(diǎn)要加以說明:
a.該分度表的各表,參考端溫度均為Ot。.
b.表中的是指采用的是1990年的國際溫標(biāo),溫度單位是
c.表中£:/#,是指熱電勢(£)的單位是pV。
兩種不同的導(dǎo)電材料A和B組成的閉合回路如圖5-1所示,用于對溫度進(jìn)行測量的儀表,該組合就稱之為熱電偶。
熱電偶的主要優(yōu)點(diǎn)和不足是什么?
熱電偶已成為目前溫度測量領(lǐng)域中應(yīng)用*為廣泛的測溫儀表之一。
(1)其主要優(yōu)點(diǎn)有
a.測量溫度范圍廣,可以在1K(-273^)~28001的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行測量;
b.結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,使用、安裝和維修都很方便;
c.性能穩(wěn)定,準(zhǔn)確可靠;
d.熱慣性小,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快;
e.可多點(diǎn)測量,可遠(yuǎn)距離傳送,便于集中檢測和控制;
f.廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域的溫度測量
(2)其不足之處有:
a.使用中參考端必須是恒定的,否則會(huì)影響到測量的準(zhǔn)確性;
b.在高溫或長期使用時(shí),會(huì)受到工作介質(zhì)或氣氛作用(如氧化、還原等),而發(fā)生劣化,降低使用壽命。
熱電偶的工作原理是什么?
由兩種不同的金屬或合金A和B加上測量儀表組成閉合回路如圖5-1所示,A,B稱為熱電極,A,B的焊接連接點(diǎn)1,稱為測量端,(也稱為工作端或熱端),另一端接點(diǎn)2稱為參考端(也稱為參比端)。)測溫時(shí),將熱電偶的測量端置于被測溫場所,其參考端置于常溫下,然后通過導(dǎo)線與測量儀表連接。由于熱電偶兩端(1,2)所處的溫度不同,在熱電偶回路中,就有電動(dòng)勢產(chǎn)生。用測量儀表測得電動(dòng)勢的數(shù)值后,便可換算成相應(yīng)的溫度或直接由測量儀表指示出被測溫度。
什么是熱電勢(塞貝克電勢)?
塞貝克電勢是德國醫(yī)生塞貝克于1821年發(fā)現(xiàn)并提出的。
當(dāng)熱電極A,B相接觸的兩端所處的溫度不同時(shí),例如和r。,則在回路中就有一定大小的電動(dòng)勢產(chǎn)生,這個(gè)物理現(xiàn)象稱之為熱電效應(yīng)或塞貝克效應(yīng)。
這個(gè)在回路中由溫差而產(chǎn)生的電動(dòng)勢稱為熱電勢或塞貝克電勢。
熱電勢用符號(hào)匕B(r,r0)表示它是由接觸電勢和溫差電勢兩部分組成的。
如果熱電偶回路的熱電勢用接觸電勢表示,那么■eAB(r,:r。)可用式(5-1)表本:五ab{T,T0)=EAIt(T)-Eab(Tq)式中jAB(r)——接點(diǎn)A,B在溫度r的分熱電勢;EM(T0)——接點(diǎn)A,B在溫度r。的分熱電勢。.式中應(yīng)當(dāng)注意到:
熱電偶測量的并不是測量端的溫度r,而是測量溫度差T-T0。—熱電偶分度表、熱電偶E-r特性曲線以及配熱電偶顯示儀表均是規(guī)定參考端溫度為0尤得到的。
什么是接觸電勢(珀?duì)柼妱荩?br />
珀?duì)柼妱菔欠▏姳斫崇隊(duì)柼?834年發(fā)現(xiàn)并提出。由于金屬導(dǎo)體材料不同,金屬導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子密度是不同的。當(dāng)兩種不同的金屬導(dǎo)體A和B接觸時(shí),自由電子就會(huì)從密度大的金屬導(dǎo)體跑到密度小的金屬導(dǎo)體中,當(dāng)達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)時(shí),A,B間則形成一定的電位差,這就是接觸電勢,也稱為珀?duì)柼妱荨?br />
接觸電勢的大小與兩不同金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子密度差異大小有關(guān)。
應(yīng)當(dāng)注意到:相同材料組成的接點(diǎn),不論接點(diǎn)溫度是多少,均不會(huì)產(chǎn)生珀?duì)柼妱荩寸隊(duì)柼妱轂?。
什么是溫差電勢(湯姆遜電勢)?
湯姆遜電勢是英國物理學(xué)家湯姆遜發(fā)現(xiàn)并提出。
當(dāng)金屬導(dǎo)體兩端溫度不同時(shí),自由電子密度大的髙溫端會(huì)向自由電子密度小的低溫端擴(kuò)散。高溫端失掉一些電子帶正電形成高電位,低溫端因得到一些電子帶負(fù)電形成低電位,當(dāng)達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)時(shí),高、低溫端則形成一定的電位差,這就是溫差電勢,也稱為湯姆遜電勢。溫差電勢的大小與金屬導(dǎo)體的材料性質(zhì)及兩端的溫度差大小有關(guān),而與熱電極的幾何尺寸和熱電極中間溫度無關(guān)。
熱電偶產(chǎn)生熱電勢必須具備的條件是什么?
由熱電效應(yīng)(或稱塞貝克效應(yīng))原理可知,熱電偶產(chǎn)生熱勢必須具備兩個(gè)條件:
(1)熱電偶的兩個(gè)電極必須使用兩種不同的(金屬)材料;
(2)熱電偶的兩端接點(diǎn)必須具備不同的溫度。
如何將測得的熱電勢轉(zhuǎn)換成要測的溫度?
可以看到:_測量儀表所測量到的僅是接點(diǎn)1,2之間的熱電勢,并不是接點(diǎn)1處的溫度。
要將接點(diǎn)1,2之間的熱電勢轉(zhuǎn)換成要測量的溫度,可用以下兩種方法:
(1)用熱電偶分度表進(jìn)行查找。1不同型號(hào)的熱電偶有相對應(yīng)的熱電偶分度表,只要從分度表上查找到測得的熱電勢值就能從分度表上查到對應(yīng)的溫度值。:
(2)繪成熱電勢特性曲線或整理成數(shù)學(xué)公式(即內(nèi)插公式),.這樣只要輸入測得的熱電勢值,就可以顯示出被測溫度值。以上也是熱電偶測量溫度的原理。
什么是熱電偶的分度表?
在對熱電偶進(jìn)行檢定或測量中,用電測儀表測得的是熱電偶的熱電勢值(pV),而不是溫度值(t)。這就需要將所測得的熱電勢值轉(zhuǎn)換成溫度值,熱電偶的分度表所起到的就是這個(gè)作用。
熱電偶的分度表是用來將測量的電動(dòng)勢轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的被測溫度,還可反過來將溫度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的熱電偶的熱電勢。
國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16839.1《熱電偶第1部分:分度表》,提供了8種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的分度表,它們分別是:
(1)鉑銠13-鉬(R型);
(2)鉑銠10-祐(S型);
(3)鉑銠30-鉆銠6(B型);
(4)鐵-銅鎳(J型);
(5)銅-銅鎳(T型);
(6)鎳鉻-銅鎳(E型);
(7)鎳鉻-鎳鋁(K型);
(8)鎳鉻硅-鎳硅(N型)。
這里有3點(diǎn)要加以說明:
a.該分度表的各表,參考端溫度均為Ot。.
b.表中的是指采用的是1990年的國際溫標(biāo),溫度單位是
c.表中£:/#,是指熱電勢(£)的單位是pV。