热电偶测温原理及常见故障
热电偶测温的原理与应用
热电偶测温的原理与应用【摘要】从热电偶的原理、测温的优缺点、日常应用及测量准确的方法等进行了简明阐述。
【关键词】热电偶;原理;准确性;稳定性热电偶作为测量温度常用的一次元件,因为其测量范围宽,原理简单、安装方便等,在电力生产行业及其他工业领域有着较为广泛的应用。
在整个生产流程控制过程中,对温度的监视、调整与控制方面所起的作用功不可没。
1 热电偶的测温原理热电偶测温的基本原理是根据热电效应原理。
把任意两种不同的金属导体(或半导体)连接成闭合回路,如果两接点的温度不相等,在测量回路中就会产生热电动势,形成一定电流,这就是热电效应。
热电偶就是用两种不同的金属材料一端焊接而成的。
焊接的一端叫作测量端(热端),未焊接的一端叫作参考端(冷端)。
如果参考端温度恒定不变,则热电势的大小和方向只与两种材料的特性和测量端的温度有关,且热电势与被测温度之间有固定的函数关系,利用这个对应关系,只要测量出热电势的大小,就可达到测量相应温度的目的。
热电偶产生热电势的两个条件是:(1)必须有两种性质不同且符合一定热电特性要求的导体或半导体组成;(2)热电偶测量端和参比端之间必须有相应的温度差。
2 热电偶测温的优点热电偶测温根据其在各个工业场所的应用,大体有以下几点优点。
(1)测温准确度比较高。
应用相对较多的k分度热电偶,其I级误差范围在±0.4%t左右,II级误差范围也能达到±0.75%t,其他测量精度较高的如S分度等测量准确度更高。
(2)结构相对简单,便于维修;其工作原理决定了其结构简单化和维护的方便。
其元件组成包括电极、接线端子、绝缘子、护套等。
(3)动态响应速度较快;由于其结构构成,使其在测温过程中不会产生过大的热惯性,最终使其在整个动态测量过程中响应速度较快。
(4)测量温度范围比较宽;常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃。
热电阻测温原理及常见故障
热电阻及其测温原理在工业应用中,热电偶一般适用于测量500℃以上的较高温度。
对于500℃以下的中、低温度,热电偶的输出的热电势很小,这对二次仪表的放大器、抗干扰措施等的要求就很高,否则难以实现精确测量;而且,在较低温区域,冷端温度的变化所引起的相对误差也非常突出。
所以测量中、低温度一般使用热电阻温度测量仪表较为合适。
1、热电阻的测温原理与热电偶的测温原理不同的是,热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的,即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。
因此,只要测量出感温热电阻的阻值变化,就可以测量出温度。
目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即R t=R t0[1+α(t-t0)]式中,R t为温度t时的阻值;R t0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。
半导体热敏电阻的阻值和温度关系为R t=Ae B/t式中R t为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。
相比较而言,热敏电阻的温度系数更大,常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上),但互换性较差,非线性严重,测温范围只有-50~300℃左右,大量用于家电和汽车用温度检测和控制。
金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量,其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠,在程控制中的应用极其广泛。
2、工业上常用金属热电阻从电阻随温度的变化来看,大部分金属导体都有这个性质,但并不是都能用作测温热电阻,作为热电阻的金属材料一般要求:尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大(在同样灵敏度下减小传感器的尺寸)、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系(最好呈线性关系)。
目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜:铂电阻精度高,适用于中性和氧化性介质,稳定性好,具有一定的非线性,温度越高电阻变化率越小;铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系,温度线数大,适用于无腐蚀介质,超过150易被氧化。
热电偶测温原理
热电偶测温原理热电偶是一种常用的测温装置,利用材料的热电效应来实现温度的测量。
它在工业、化学、能源和医疗等领域广泛应用。
本文将详细介绍热电偶的测温原理及其应用。
一、热电偶原理热电偶由两种不同金属导线连接而成,这两种金属导线分别称为热电偶的两个导线材料。
热电偶的原理基于热电效应,即当两种不同金属导线的两个接触点处于不同温度时,会产生电动势(即热电势)。
热电势的大小与两种金属的热电特性相关,通常用温度差和导线材料的热电系数来描述。
热电势可以通过热电偶的两个接线端产生,并通过外部电路进行测量。
二、热电偶的工作原理热电偶的工作原理可以概括为以下几个步骤:1. 两个接触点处于不同温度下。
2. 温度差导致两个接触点间产生热电势。
3. 热电势通过热电偶中的导线传递。
4. 热电偶的两个接线端测得的热电势可转换为温度值。
热电偶通常由两个金属导线材料组成,如铜-铜镍合金、铁-常数电阻合金等。
其中,铜-铜镍合金是最为常见的热电偶类型,被广泛应用于工业控制领域。
三、热电偶的测温误差修正尽管热电偶是一种常用的测温装置,但其测量结果可能存在一定的误差。
这主要是由于热电偶的温度特性和外部环境条件的影响所致。
为了减小误差并提高测温的准确性,可以进行误差修正。
常见的修正方法包括冷端补偿、导线温度补偿和线性修正等。
通过这些修正方法,可更准确地获得热电偶的测量结果。
冷端补偿是热电偶测温中最常用的修正方法之一。
由于热电偶的冷端温度与环境温度会产生热电势的变化,因此需要通过冷端补偿来减小这种误差。
一般情况下,可以通过将冷端引线的温度补偿电压与温度成正比关系进行修正。
导线温度补偿是另一种常用的修正方法。
由于热电偶的导线温度会对温度测量结果产生影响,特别是在长距离导线中。
通过对线路中不同温度点的测量和补偿,可以减小导线温度对测温结果的影响。
线性修正方法是基于热电偶的线性特性进行误差修正。
通过测量热电偶输出电压与温度之间的线性关系,可以推导出修正公式。
热电偶测温实验原理
热电偶测温实验原理一、什么是热电偶热电偶是一种常用的温度测量传感器,基于热电效应和材料导电性温度系数之间的关系工作。
热电偶由两个不同的金属或金属合金组成,其两端被紧密地连接在一起,并浸泡在测量的温度介质内。
当两端存在温度差时,由于温度差激励下导体内部产生热电动势,进而在热电偶两端产生一个微弱的电信号。
二、热电偶的特性热电偶具有如下特性:1.灵敏度高:热电偶产生的电信号与温度变化呈线性关系,敏感度较高。
2.可靠性高:热电偶材料具有较高的稳定性和耐腐蚀性,使用寿命长。
3.测量范围广:热电偶温度测量范围可达-200℃ ~ 2300℃,可适用于当前众多行业的高、低温度测量。
4.抗电磁干扰:热电偶信号的幅度较小,且存在热电偶两端相反的电信号,具有很好的抗电磁干扰性。
三、热电偶测温实验原理1.实验原理热电偶的测温原理是基于热电效应原理。
当两个不同导电材料连接在一起形成一个回路时,被测量的物体部分与回路的一端(冷端)相接触,另一端(热端)则与较高温度物体相接触,两侧温差产生的热电动势使电荷通过回路。
在热电偶测量中,测量实际上是测量热电偶两端的电压。
热电偶两端产生的电压信号与热电偶的参考电极温度相对应,经过校准后即可获得被测物体的温度。
2.实验材料实验中需要的材料如下:•热电偶•稳压电源•文件夹•油浴3.实验步骤实验步骤如下:1.将热电偶连接成功能齐全的读数器或万用表。
2.将热电偶中的端线用文件夹夹紧,并通电预热10分钟左右。
3.准备一个油浴,油浴温度可以通过稳压电源进行控制。
4.将热电偶热端浸入油浴中,记录热端的温度。
5.随着油浴在热端降温,记录相应的热电偶温度,形成温度时间序列数据。
6.实验完成后,通过数据处理和分析,得到温度的变化数字表格,可以绘制温度时间曲线,明确温度变化趋势。
四、总结热电偶是一种可靠、灵敏的温度传感器,广泛应用于科学研究中的温度测量工作中。
通过实验,可以进一步了解热电偶原理和温度测量方法,具有推动测量技术进步的重要意义。
热电偶温度计量常见问题的处理措施探讨
热电偶温度计量常见问题的处理措施探讨摘要:工业生产对大气温度的要求很高,为了确保大气温度符合生产规范,必须使用测量仪器来测量大气温度。
其中最常用的就是热电偶式温度表。
热电偶具有更多的优点,它可以更准确地测量出周围的温度,以指导生产操作。
由于热电偶式温度传感器可以与外界直接接触,避免了中间媒介的传递,因而测温精度高,误差也低。
另外,热电偶构造简单,外形可以任意改变,使用方便,价格比高。
然而,在使用过程中,必须有严格的操作规程,如果没有正确的使用方法,或者没有正确的维护方法,将会引起温度测量的误差,从而影响到实际的生产。
所以,有必要分析热电偶误差的原因,并找到相应的解决办法。
关键词:热电偶温度计量;常见问题;处理措施温度测量的方式有多种,最常用的有温度一次仪表的检定、温度二次仪表的校准、环境湿度校准等。
温度一次仪表是热电偶、热电阻等现场温度传感部件,温度的二次仪表是与温度传感器配合,接收其信号来测量温度的仪表,有模拟式、动圈式、自动平衡式、数显式等,输入的方式有热电偶和热电阻等。
在现实温度测量中,薄膜温度计,热电阻,气压温度计,双金属温度计等用于中低温度的测试,而中温度则采用了热电偶法。
通过对几个常用问题的剖析与处理,能够确保测量工作的准确性。
随着科技的进步,人们对测温精度的需求也在不断提高,这就需要尽量减少测温的误差。
1.热电偶工作原理温差计是利用塞贝克效应,将不同导电体的温差转换为电信号,然后将其转换为我们所能观察到的摄氏度。
随着温差的增大,不同导线间的电流也随之增大,形成的电信号也随之增大。
热电偶的温度非常的高,非常的敏感,测温的速度非常的快,而且可以和被测材料进行大范围的接触。
此外,还能实现对温度的远程遥控,为实现工业自动控制提供了极大的方便。
但是,热电偶也有其不足之处,那就是随着使用的次数越来越多,其精度会越来越低,最后得到的结果就会越来越不精确,这就需要我们在进行测试之前,必须找到可能出现错误的原因,并且还要对仪器进行保养,从而让温度计的精度得到提升。
热电偶测温系统中常见故障处理方法
热电偶测温系统中常见故障处理方法一、热电偶组成热电偶是工业上最常用的测温元件,它是由两种不同的导体或半导体一端焊接或绞接而成。
焊接的一端插入被测介质中感受被测温度,称为热电偶的工作端,又称测量端,热端;另一端与导线相连,称为自由端,又称为参考端,冷端。
热电偶基本结构由热电极、绝缘套管、保护套管和接线盒组成。
热电偶在长期使用过程中,其热电极会与周围介质作用发生物理或化学变化,或由于机械作用,产生局部应力(指结构部件承受压力和受载后在局部应力增高区域内考察点的总压力),使热电偶的热电特性发生变化,造成误差。
因此热电偶经过使用后,应该从外观鉴别其随坏程度,如损坏严重应予以报废,热电偶的损坏程度和鉴别方法如表1。
二、仪表故障分析流程热电偶测温系统,如果发生故障,分析流程如下:(1)先观察后动手。
当显示仪表失灵时,不要急于动手,可先观察一下仪表示数或者记录曲线的变化趋势。
若指针缓缓到达终点,一般是工艺原因造成;若指针突然跑到终点,一般是感温元件或者二次仪表发生故障。
在基本确定是仪表故障后,即可开始动手。
(2)先外部后内部。
故障究竟是发生在二次仪表的内部还是外部,一般的检查方法是先外部后内部,即先排除仪表接线端子以外的故障,然后再处理仪表内部故障。
另外还可以从二次表背部端子处加信号检查或用备用机芯换上试一试。
可根据生产现场条件用多种方法迅速区分内部还是外部毛病。
(3)先机械后线路。
在生产中发现,一台仪表机械部分故障的可能性比线路(电、气信号传递放大回路)部分多得多,且机械性故障比较直观,也容易发现。
所以在确定是仪表内部故障需检查元件时,应先检查机械部分,后查线路部分。
机械部分重点查有无断线、松动、接触不良等;线路部分重点查放大器。
(4)先整体后局部。
在排除机械故障的可能性后,就要检查整个电、气放大传递放大回路。
因线路部分由输入、比较、变换、放大、输出、驱动等多级组成。
所以首先要综观整台表的现象,大致估计问题出在哪一部分。
热电偶测温实验原理
热电偶测温实验原理热电偶是一种通过测量温度与产生热电势之间的关系来测量温度的设备。
原理上,它基于热电效应,即当两个不同金属连接在一起形成回路时,将会在其连接点之间产生微小的电压,这个现象被称为热电效应。
在热电偶中,由于两种不同性质的金属连接在一起,它们的电子结构会产生差异,从而导致电子在两种金属之间发生扩散。
当扩散电流通过闭合的回路时,就会发生热电流产生。
温度变化会导致往返电流产生,而这个往返电流的大小与温度之间存在一定的关系,通过测量这个电流就可以得到温度值。
因此,热电偶可通过测量电压或电流来测量温度。
1.准备材料:在热电偶实验中会使用到两种不同金属的导线,这两根导线的材料需要精确的控制。
最常使用的金属是铂和铑,这两种金属都有较好的热电特性。
为了保证实验的准确性,导线的长度和直径也需要精确的测量。
2.将导线连接:将两根不同材料的导线连接在一起,形成一个闭合的回路。
导线连接的位置通常被称为热敏电极。
确保导线连接牢固,并尽量避免接线处有杂散的接触。
3.连接测试电路:将热电偶连接到一个测试电路中。
测试电路通常由一个测量电压的电表或一个测量电流的电流计组成。
确保测试电路连接正确,并且电表或电流计可以精确的测量到所需的数值。
4.环境控制:在测量之前需要确保实验环境的温度稳定。
为了提高实验的准确性,可以使用恒温水槽等设备来控制环境温度。
5.测量数据:在一定时间范围内进行测量,并记录下测得的电压或电流数值。
由于温度与电压或电流之间存在特定的关系,这些数据可以用来计算出相应的温度值。
热电偶测温实验原理主要基于热电效应,利用不同金属的热电特性来测量温度。
在实验中,通过测量电压或电流来得出温度值。
由于热电效应的特性,热电偶可以在广泛的温度范围内以高精度进行测量。
然而,为了得到准确的测量结果,需要注意实验条件的控制和准备材料的选择。
同时,实验中还需要进行数据处理和计算,以得出正确的温度值。
热电偶原理和常见故障
热电偶原理和常见故障热电偶的应用原理热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。
其优点是:①测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的阻碍。
②测量范围广。
经常使用的热电偶从-50~+1600℃都可持续测量,某些特殊热电偶最低可测到-271--+2800℃如金铁镍铬和钨-铼。
③构造简单,利用方便。
热电偶一般是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有爱惜套管,用起来超级方便。
一、热电偶测温大体原理是将两种不同材料的导体或半导体焊接起来,组成一个闭合回路。
由于两种不同金属所携带的电子数不同,当两个导体的二个执着点之间存在温差时,就会发生高电位向低电位放电现象,因此在回路中形成电流,温度差越大,电流越大,这种现象称为热电效应,也叫塞贝克效应。
热电偶确实是利用这一效应来工作的。
二、热电偶的种类及结构形成(1)热电偶的种类经常使用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、许诺误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。
非标准化热电偶在利用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一样也没有统一的分度表,要紧用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全数按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶靠得住、稳固地工作,对它的结构要求如下:①组成热电偶的两个热电极的焊接必需牢固;②两个热电极彼此之间应专门好地绝缘,以防短路;③补偿导线与热电偶自由端的连接要方即靠得住;④爱惜套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
3、热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一样都比较珍贵(专门是采纳贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低本钱,通常采纳补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳固的操纵室内,连接到仪表端子上。
热电偶和热电阻测温仪表的区别及故障处理
热电偶和热电阻测温仪表的区别及故障处理热电偶和热电阻区别虽然都是接触式测温仪表,但它们的测温范围不同。
热电偶使用在温度较高的环境,因它们在中,低温区时输出热电势很小,当电势小时,对抗干扰措施和二次表和要求很高,否则测量不准,还有,在较低的温度区域,冷端温度的变化和环境温度的变化所引起的相对误差就显得很突出,不易得到全补偿。
这时在中低温度时,一般使用热电阻测温范围为200"500o C,甚至还可测更低的温度(如用碳电阻可测到IK左右的低温).现在正常使用钳热电阻Pt1O0。
(也有Pt50,在工业上也有用铜电阻,但测温范围较小,在一5(Γ~150°C之间.在一些特殊场合还有锢阻,镒电阻等)。
测温原理热电偶测量温度的基本原理是热电效应,二次表是一个检伏计或为了提高精度时使用电子电位差计。
电阻是基于导体和半导体的电阻值随温度而变化的特性而工作的,二次表是一个不平衡电桥。
工作中的现场判断.1.热电偶.热电偶有正负极,补偿导线也有正负之分.首先保证连接,配置确.在运行中,常见的有短路,断路,接触不良(有万用表可判断)和变质(根据表面颜色来鉴别).检查时,要使热电偶与二次表分开。
2.热电阻.不外乎短路,和断路,用万用表可判断,在运行中,怀疑短路,只要将电阻端拆下一个线头,看显示仪表,如到最大,热电阻短路.回零,导线短路.保证正常连接和配置时,表值显示低或不稳,保护管可能性进水了.显示最大,热电阻断路.显示最小,短路热电偶和热电阻的选择:热电偶的分度号有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种。
其中S、R、B属于贵金属热电偶,N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。
T分度号的特点是在所有廉金属热电偶中精确度等级最高,通常用来测量300。
C以下的温度。
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
它的主要特点是测量精度高,性能稳定。
其中伯热电阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工'也测温,而且被制成标准的基准仪。
热电偶测温原理与常见故障
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一,热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。
其优点是:①测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
②测量范围广。
常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。
③构造简单,使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
1.热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。
当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。
热电偶就是利用这一效应来工作的。
常用的热电偶材料有:热电偶分度号热电极材料正极负极S 铂铑10 纯铂R 铂铑13 纯铂B 铂铑30 铂铑6K 镍铬镍硅T 纯铜铜镍J 铁铜镍N 镍铬硅镍硅E 镍铬铜镍2.热电偶的种类及结构形成(1)热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。
非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
热电偶测温原理的应用
热电偶测温原理的应用一、热电偶测温原理热电偶是一种常用的温度测量装置,主要由两种不同金属导线组合而成。
当两种金属导线的接点处被加热或冷却时,就会产生一个微小的电动势。
这个电动势与接点处的温度差成正比,可通过测量电动势来确定温度。
二、热电偶的组成热电偶主要由两个不同金属导线组成,分别称为热电偶的两个引线。
常见的热电偶引线材料有铜、镍、铬等。
根据不同的应用需求,可以选择不同材料的热电偶。
三、热电偶的工作原理1.当热电偶的接点处有温度差时,两个金属导线的电子会在接触点处发生转移。
这个转移过程会产生电势差,即热电势。
2.热电势的大小与温度差成正比,具体关系由热电偶材料的热电势系数决定。
3.当热电偶的两个引线连接到测量仪器上时,可以测量到热电势的大小,并通过标定曲线将热电势转化为温度值。
四、热电偶测温的应用热电偶是一种常用的温度测量装置,广泛应用于各个领域。
1. 工业过程控制在工业生产过程中,温度是一个重要的参数。
热电偶可以实时测量温度,并把温度值反馈给控制系统,用于控制和调节工艺参数,保证生产过程的安全和稳定。
2. 炉温测量热电偶可以用于高温环境下的温度测量,特别适用于炉温测量。
通过测量炉膛内的温度,可以控制炉温,保证生产过程的顺利进行。
3. 实验室研究在科学研究和实验室中,热电偶广泛用于温度测量。
无论是固体、液体还是气体的温度测量,热电偶都能够提供准确的温度值。
4. 医疗领域在医疗领域中,热电偶常用于体温测量。
其准确性和快速测量的特点使其成为医疗设备中不可或缺的一部分。
5. 热处理工艺热处理工艺中需要严格控制材料的温度,以达到所需的物理性能。
热电偶可以实时测量温度,并提供准确的温度值,对于控制热处理过程具有重要意义。
6. 空调系统热电偶可以用于空调系统中的温度测量,帮助系统自动控制室内温度,提供舒适的室内环境。
五、总结热电偶测温原理的应用广泛,涵盖了工业、实验室、医疗等领域。
通过测量热电势,我们可以得到准确的温度值,并用于控制和调节各种过程。
热电偶测温仪的常见问题及正确使用
热电偶测温仪的常见问题及正确使用热电偶测温仪是一种常用的温度测量仪器,它可以测量温度范围广泛,能够满足不同应用场合对温度测量的要求。
但是,在实际使用过程中,经常会出现一些问题,影响测量精度和效果。
本文将介绍热电偶测温仪的常见问题和正确使用方法,以便用户正确选购和使用这一仪器。
常见问题1. 测温不准确测温不准确是最常见的问题之一。
热电偶测温的精度与初始校准和使用环境密切相关。
如果热电偶的初始校准不正确,或者在使用过程中受到干扰,都可能导致温度读数不准确。
此外,测温也可能存在因热电偶线或连接头接触不良导致的误差。
2. 热电偶线断开热电偶线的材质和质量不好,容易在使用过程中发生断裂。
这种情况下,将无法测量温度。
此外,即使热电偶线没有断开,但如果线路存在接触不良,也会使设备出现问题。
3. 热电偶泄露电流在实际使用中,如果热电偶发生泄露电流,将会使其温度读数不准确,出现偏差。
这是因为泄漏电流会在热电偶测量电路中引入一个未知的电压,影响热电偶的温度读数。
4. 电磁干扰热电偶测温仪可能会受到附近的电磁辐射干扰。
电磁干扰会使温度读数在电磁波周期的时间内震荡。
这种干扰通常可通过靠近热电偶的放置解决。
正确使用方法1. 选择合适的热电偶选择合适的热电偶非常重要。
不同类型的热电偶适用于不同的应用场景和测量范围。
在选择热电偶时,需要考虑以下因素:•测量范围•精度要求•测量环境•计算机或显示器等的接口和传输格式2. 注意保养热电偶在使用过程中,需要注意保养。
保养的方法包括:•定期进行校准和检查;•清洁连接头和线路;•避免过度弯曲线路和连接头;•避免过大的拉力、扭转或振动。
3. 正确的测量方法正确的测量方法也是保证精度和有效性的关键。
以下是一些正确的测量方法:•先检查线路和连接头是否完好无损;•避免热电偶线路接触对象的表面发生化学反应或磨损;•手持式热电偶测温仪,需要在测量前预热,保证读数准确。
综上所述,选择合适的热电偶,注意保养和正确的测量方法,可以有效避免热电偶测温仪在使用过程中出现问题,保证温度测量的精度和效果,提高工作效率和质量。
热电偶测温实验报告
热电偶测温实验报告热电偶测温实验报告引言:热电偶是一种常用的温度测量仪器,通过测量材料的温差产生电压信号,从而确定温度。
本次实验旨在探究热电偶测温的原理、应用以及实验过程中可能出现的误差和解决方法。
一、热电偶的原理热电偶的工作原理基于热电效应,即两种不同材料的接触处产生温度差时,会产生电势差。
热电偶由两种不同材料的导线组成,常见的有铜-常铁、铜-康铁、铜-镍等。
当热电偶的一端暴露在待测物体的温度下,另一端暴露在参比温度下,两端温度差会导致电势差的产生。
通过测量电势差,可以确定待测物体的温度。
二、热电偶的应用热电偶广泛应用于各个领域的温度测量中。
在工业生产中,热电偶被用于监测炉温、熔炼温度等高温环境下的温度变化。
在实验室中,热电偶被用于测量试验装置中的温度,以确保实验的准确性。
此外,热电偶还被应用于医疗、航空航天等领域,用于测量人体温度或者航天器件的工作温度。
三、实验过程1. 实验器材准备:热电偶、数字温度计、待测物体、冷却液等。
2. 实验步骤:a) 将热电偶的一端插入待测物体中,确保与物体接触良好。
b) 将热电偶的另一端连接到数字温度计上。
c) 打开数字温度计,记录显示的温度数值。
d) 若需要测量不同位置的温度,可移动热电偶的位置并记录相应的温度数值。
e) 在实验过程中,可以通过将热电偶的另一端浸入冷却液中,以校准温度计的准确性。
四、误差和解决方法在热电偶测温实验中,可能会出现以下误差:1. 环境温度变化引起的误差:热电偶的测温结果受到环境温度的影响,当环境温度发生变化时,可能会导致测量结果的偏差。
解决方法是在实验过程中保持环境温度的稳定,或者使用温度稳定的参比物体进行校准。
2. 热电偶接触不良引起的误差:热电偶的两端需要与待测物体和参比物体充分接触,否则会导致测量结果的不准确。
解决方法是确保热电偶与物体接触良好,可以使用导热胶固定热电偶,增加接触面积。
3. 线路电阻引起的误差:热电偶的测量信号需要通过导线传输,线路电阻会引起电压降,从而导致测量结果的偏差。
热电偶测温原理
热电偶测温原理热电偶(Thermocouple)是一种常用的温度测量仪器,它利用两种金属在不同的温度下会产生的电势来测量温度。
本文将会介绍热电偶测温的原理、基本结构及中用到的一些物理知识。
一、热电偶测温原理热电偶的原理是物理热效应理论热电效应。
热电效应是指在两种不同金属之间,当温度发生变化时,它们之间就会产生一定电势。
也就是说,当热电偶中的两种不同金属在不同温度条件下被夹紧时,它们之间就会产生电势,也就称为热电偶电势(Thermoelectric Potential)。
这是热电偶作温度测量的基础。
二、热电偶的基本结构热电偶的结构是由一对电极(Electrode)和一根电缆(Cable)组成的。
热电偶电极一般由不同的金属制成,例如金属铜(Copper)和金属钼(Molybdenum),其中一端的电极接在另一端的电缆上,另一端的电极接在另一端的电缆上。
两个电极之间的温差即为热电偶的测量温度。
三、热电偶测温中用到的一些物理知识(一)热性质热性质是指物质在接受高温或低温刺激时所发生的物理性变化,它与温度等参数有关。
热性质的变化可分为热扩散(Thermal Diffusion)、热膨胀(Thermal Expansion)、热导率(Thermal Conductivity)等。
热导率是指物质导热性能,热电偶中,金属钼和金属铜之间的热导率可以影响热电偶电势的变化幅度。
(二)热传导热传导是指由于温度的变化,物质中产生的一种能量传递。
它反映了物质内部温度差异所带来的加热和冷却效应。
热电偶中,热传导是指当电缆中接到电极两端的温度不同时,产生的热能传播效应,这种热能的传播会影响到整个热电偶的温度测量精度。
四、结论以上,我们主要介绍了热电偶测温的原理、基本结构及中用到的一些物理知识,热电偶的温度测量依赖于物理热效应理论,两种不同金属之间在不同温度下产生的电势才能测量出温度。
而热电偶的精度又受到热性质、热传导能力及金属热导率的影响,因此热电偶测温要做到准确时,就要根据不同材料及环境实际情况,科学精准的设计相应热电偶及系统,由此来提升测温精度。
热电偶测温的原理
热电偶测温的原理热电偶是一种常用的温度测量传感器,它利用两种不同金属导体的接触端产生的热电动势来测量温度。
热电偶的原理基于热电效应,即在两种不同金属导体的接触处,由于温度差异而产生热电动势。
这种原理使得热电偶成为一种广泛应用于工业和科学领域的温度测量装置。
热电偶的工作原理可以简单描述为,当两种不同金属导体的接触端处于不同温度时,会产生一个热电动势,这个热电动势与温差成正比。
通过测量这个热电动势,就可以确定两个接触端之间的温度差。
热电偶的测温原理基于这种热电效应,利用热电动势与温度之间的关系来实现温度的测量。
热电偶的工作原理还涉及到热电偶的两种基本导体材料,即热电偶的正负极。
通常情况下,热电偶的正负极由两种不同的金属组成,这两种金属的热电性质不同,因此在温度变化时会产生热电动势。
根据不同金属的热电性质,热电偶可以分为多种类型,如K型、J型、T型等,它们在不同温度范围内有着不同的适用性。
在实际应用中,热电偶的测温原理还需要考虑到温度的补偿和校正。
由于热电偶的工作原理是基于热电效应的,因此在测量过程中需要考虑到环境温度对热电动势的影响。
为了准确测量温度,通常会对热电偶进行冷端补偿,即在测量过程中通过对热电偶的冷端进行补偿,来消除环境温度对测量结果的影响。
此外,还需要对热电偶进行定期的校正,以确保其测量结果的准确性和稳定性。
总的来说,热电偶测温的原理是基于热电效应,利用两种不同金属导体的接触端产生的热电动势来测量温度。
在实际应用中,还需要考虑到热电偶的类型、温度补偿和校正等因素,以确保测量结果的准确性和稳定性。
热电偶作为一种常用的温度测量装置,在工业生产和科学研究中有着广泛的应用前景。
热电偶的测温原理是什么
热电偶的测温原理是什么热电偶是一种常用的温度传感器,它利用热电效应来测量温度。
热电偶由两种不同金属导线组成,它们的接触处形成一个热电接头。
当这个接头处于不同温度时,就会产生热电势差,通过测量这个热电势差就可以得到温度值。
热电偶的测温原理是基于“塞贝克效应”和“皮尔斯效应”。
塞贝克效应是指当两种不同金属导体的接触点处于温度差时,会产生一个电动势。
而皮尔斯效应则是指当一个闭合电路中存在温度差时,会产生一个电动势。
热电偶就是利用这两种效应来测量温度的。
热电偶的工作原理可以简单概括为,当热电偶的两端分别处于不同温度时,两种金属导体的接触点会产生一个热电势差,这个热电势差与温度之间存在一定的函数关系。
通过测量这个热电势差,就可以得到温度值。
热电偶的测温原理还有一些特点和注意事项需要了解。
首先,热电偶的测温范围很广,可以覆盖从低温到高温的范围。
其次,热电偶的响应速度很快,可以实时反映温度变化。
此外,热电偶的精度也相对较高,可以满足大部分工业和实验室的测温需求。
在使用热电偶时,需要注意一些影响测量精度的因素。
首先是热电偶的保护和绝缘,因为热电偶的导线容易受到机械损坏和化学腐蚀,所以需要进行保护和绝缘处理。
其次是热电偶的接触问题,接触不良会导致测量不准确。
最后是热电偶的环境影响,温度、湿度、气压等环境因素都会对热电偶的测量结果产生影响。
总的来说,热电偶是一种简单、实用的温度传感器,其测温原理基于热电效应,通过测量热电势差来得到温度值。
在实际应用中,我们需要注意保护和绝缘热电偶、保证接触良好,并注意环境因素的影响,以确保测量结果的准确性和可靠性。
热电偶温度计的基本原理 温度计工作原理
热电偶温度计的基本原理温度计工作原理热电偶温度计属于接触式温度测量仪表。
是根据热电效应即塞贝克效应原理来测量温度的,是温度测量仪表中常用的测温元件。
将不同材料的导体A、B接成闭合回路,接触测温点的一端称为测量端(或工作端),另一端称为参比端(或自由端)。
若测量端和参比端所处温度t和t0不同,则在回路的A、B之间就产生一热电势EAB(t,t0),这种现象称为塞贝克效应,即热电效应。
EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0而变,这种回路称为原型热电偶。
在实际应用中,将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处,而将参比端分开,用导线接入显示仪表,并保持参比端接点温度t0稳定。
显示仪表所测电势只随被测温度而t 变化。
在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。
因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电势后,即可知道被测介质的温度。
根据热电势与温度函数关系。
可制成热电偶分度表。
分度表是在自由端温度To=0℃的条件下得到的。
不同的热电偶具有不同的分度表。
从理论上讲,任何两种导体都可以配制成热电偶,但实际上并不是所有材料都能制作热电偶,故对热电极材料必须满足以下几点:(1)热电偶材料受温度作用后能产生较高的热电势,热电势和温度之间的关系可以呈线性或近似线性的单值函数关系;(2)能测量较高的温度,并在较宽的温度范国内应用,经长期使用后,物理、化学性能及热电特性保持稳定;(3)要求材料的电阻温度系数要小,电阻率高,导电性能好,热容量要小;复现性要好,便于大批生产和互换,便于制定统一的分度表;(4)机械性能好,材质均匀;(5)资源丰富,价格便宜。
为了保证热电偶可靠和稳定地工作对热电偶有如下要求:(1)组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;(2)两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;(3)补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;(4)保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
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热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一,热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。
其优点是:①测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
②测量范围广。
常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。
③构造简单,使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
1.热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。
当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。
热电偶就是利用这一效应来工作的。
常用的热电偶材料有:热电偶分度号热电极材料正极负极S 铂铑10 纯铂R 铂铑13 纯铂B 铂铑30 铂铑6K 镍铬镍硅T 纯铜铜镍J 铁铜镍N 镍铬硅镍硅E 镍铬铜镍2.热电偶的种类及结构形成(1)热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。
非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
3.热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。
必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。
因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。
在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。
热电偶冷端补偿原理热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。
若测量时,冷端的(环境)温度变化,将影响严重测量的准确性。
在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。
热电偶的冷端补偿通常采用在冷端串联一个由热电阻构成的电桥。
电桥的三个桥臂为标准电阻,另外有一个桥臂由(铜)热电阻构成。
当冷端温度变化(比如升高),热电偶产生的热电势也将变化(减小),而此时串联电桥中的热电阻阻值也将变化并使电桥两端的电压也发生变化(升高)。
如果参数选择得好且接线正确,电桥产生的电压正好与热电势随温度变化而变化的量相等,整个热电偶测量回路的总输出电压(电势)正好真实反映了所测量的温度值。
这就是热电偶的冷端补偿原理。
热电偶温度表是目前应用最广泛的一种温度表,热电偶温度表是一种温度电测仪表,它通常由热电偶、热电偶冷端温度补偿装置(或元件)和显示仪表三部分组成,三者之间用导线连接起来。
热电偶测温原理热电偶是通过把两根不同的导体或半导体线状材料A和B的一端焊接起来而形成的,A、B就称为热电极(或热电偶丝)。
焊接起来的一端置于被测温度t处,称为热电偶的热端(或称测量端、工作端);非焊接端称为冷端(或参考端、自由端),冷端则置于被测对象之外温度为t0的环境中。
如把热电偶的两个冷端也连接起来则形成一个闭合回路,如图2-1所示,则当热端温度和冷端温度不相等,即t≠to时,回路中有电流流过,这说明在回路中产生了电动势,由于热电偶两个接点处的温度不同而产生的电动势称为热电(动)势,上述理象称为热电效应,或称塞贝克效应。
热电偶就是利用热电效应来测量温度的。
进一步的研究表明,热电势是由接触电势和温差电组成的。
1.接触电势两种均质导体A和B接触时,由于A和B中自由电子密度不同(设自由电子密度NA>NB),导体A 将通过接点向导体B进行自由电子扩散,则A失电子,B积累电子,从而使接点两侧产生电位差,建立了静电场E,如图2-2所示,静电场E的存左将阻止自由电子继续扩散。
当扩散力和电场力的作用相互平衡时。
电子的扩散就相对停止,最终在接点两侧之间产生电势,此电势称为接触电势,用符号eAB(t)表示,其中t为接点处的温度,接触电势的大小与接触面温度t和两种导体的性质有关,方向如图2-2所示,由电子密度小的电极指向电子密度大的电极。
2.温差电势因导体的自由电子密度会随温度升高而增大,因此当同一导体两端温度不同时(如图2-3所示),温度高的一端自由电子密度将高于温度低的一端,因此在两端之间也会出现与接触电势中相似的自由电子扩散过程,最终在导体的两端间产生电位差,建立起电势,这种电势被称为温差电势,用符号eA(t,to)表示,其大小与导体两端温度t、to及导体性质有关,如图2-3所示由低温端指向高温端。
为了便于分析问题,温差电势有时也写成下面的形式,即eA(t,to)=eA(t)-eA(to)。
3.热电势综上所述,在图2-1所示的热电偶回路中,当t>t0,NA>NB时,回路内将产生两个接触电势eAB(t)和eAB(to),两个温差电势eA(t,to)和eB(t,to)。
各电势的方向如图中所示。
这时,回路的总电势,即热电势EAB(t,to)是这些接触电势和温差电势的代数和,即EAB(t,to)= eAB(t) - eA(,to) - eAB(to) + eB(t,to)= eAB(t)-[eA(t) - eA(to)] - eAB(to) + [eB(t) - eB(to)]= [eAB(t) - eA(t) + eB(t)] - [eAB(tO) - eA(to) + eB(to)]= fAB(t) –fAB(to)由于温差电势比接触电势小,又t>tO,所以在总电势EAB(t,tO)中,接触电势eAB(t)所占百分比最大,故总电势EAB(t,to)的方向取决于eAB(t)的方向。
又因A的电子密度大,所以A为正极,B为负极,在正热电极里,电势的方向由热端指向冷端。
上式表明,当两个热电极的材料选定后,热电势就是两个分别与接点温度有关的函数之差。
如果冷端温度to保持不变,则fAB(to) = C(常数),那么,EAB(t,to)=fAB(t) –C,热电势就与热端温度t成一一对应关系。
因此,测得热电势EAB(t,to),就可以确定被测温度t的数值,这就是热电偶测量温度的原理。
为了使用方便,标准化热电偶的热端温度与热电势之间的对应关系都有函数表可查。
这种函数表是在冷端温度为0℃条件下,通过实验方法制定出来的,称为热电偶分度表。
热电偶分度表可用于表达热电偶的热电特性。
几种常用热电偶的分度表见附表1~附表5。
应注意to不等于0℃时不能使用分度表由t直接查EAB(t,to)值,也不能直接由EAB(t,to)查t附表1:铂铑10-铂热电偶分度表(分度号为S;参考端温度为0℃;mV)附表2:铂铑13-铂热电偶分度表(分度号为R;参考端温度为0℃;mV) 附表3:铂铑30-铂铑6热电偶分度表(分度号为B;冷端温度为0℃;mV)附表4:镍铬-镍硅热电偶分度表(分度号为K;冷端温度为0℃;mV)附表5:镍铬-铜镍(康铜)热电偶分度表(分度号为E;冷端温度为0℃;mV)(S型热电偶)铂铑10-铂热电偶铂铑10-铂热电偶(S型热电偶)为贵金属热电偶。
偶丝直径规定为0.5mm,允许偏差-0.015mm,其正极(SP)的名义化学成分为铂铑合金,其中含铑为10%,含铂为90%,负极(SN)为纯铂,故俗称单铂铑热电偶。
该热电偶长期最高使用温度为1300℃,短期最高使用温度为1600℃。
S型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高,稳定性最好,测温温区宽,使用寿命长等优点。
它的物理,化学性能良好,热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好,适用于氧化性和惰性气氛中。
由于S型热电偶具有优良的综合性能,符合国际使用温标的S型热电偶,长期以来曾作为国际温标的内插仪器,“ITS-90”虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器,但国际温度咨询委员会(CCT)认为S型热电偶仍可用于近似实现国际温标。
S型热电偶不足之处是热电势,热电势率较小,灵敏读低,高温下机械强度下降,对污染非常敏感,贵金属材料昂贵,因而一次性投资较大。
(R型热电偶)铂铑13-铂热电偶铂铑13-铂热电偶(R型热电偶)为贵金属热电偶。
偶丝直径规定为0.5mm,允许偏差-0.015mm,其正极(RP)的名义化学成分为铂铑合金,其中含铑为13%,含铂为87%,负极(RN)为纯铂,长期最高使用温度为1300℃,短期最高使用温度为1600℃。
R型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高,稳定性最好,测温温区宽,使用寿命长等优点。
其物理,化学性能良好,热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好,适用于氧化性和惰性气氛中。
由于R型热电偶的综合性能与S型热电偶相当,在我国一直难于推广,除在进口设备上的测温有所应用外,国内测温很少采用。
1967年至1971年间,英国NPL,美国NBS和加拿大NRC三大研究机构进行了一项合作研究,其结果表明,R型热电偶的稳定性和复现性比S型热电偶均好,我国目前尚未开展这方面的研究。
R型热电偶不足之处是热电势,热电势率较小,灵敏读低,高温下机械强度下降,对污染非常敏感,贵金属材料昂贵,因而一次性投资较大。
(B型热电偶)铂铑30-铂铑6热电偶铂铑30-铂铑6热电偶(B型热电偶)为贵金属热电偶。
偶丝直径规定为0.5mm,允许偏差-0.015mm,其正极(BP)的名义化学成分为铂铑合金,其中含铑为30%,含铂为70%,负极(BN)为铂铑合金,含铑为量6%,故俗称双铂铑热电偶。
该热电偶长期最高使用温度为1600℃,短期最高使用温度为1800℃。
B型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高,稳定性最好,测温温区宽,使用寿命长,测温上限高等优点。
适用于氧化性和惰性气氛中,也可短期用于真空中,但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸气气氛中。
B型热电偶一个明显的优点是不需用补偿导线进行补偿,因为在0~50℃范围内热电势小于3μV。