热电偶测温基本原理
热电偶的测温原理
热电偶的测温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2-1-1 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。
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。
热电偶的工作原理及结构
热电偶工作原理及结构检修岗位1.懂工作原理1.1热电偶测温原理两种电子密度不同的导体构成闭合回路,如果两接头的温度不同,回路中就有电流产生,这种现象成为热电现象,相应的电动势成为温差电势或者热电势,它与温度有一定的函数关系,利用此关系就可测量温度。
这种现象包含的原理有:帕尔帖定理----不同材料结合在一起,在其结合面产生电势。
汤姆逊定理---由温差引起的电势。
当组成热电偶的导体材料均匀时,其热电势的大小与导体本身的长度与直径大小无关,只与导体材料的成份及两端的温度有关。
因此,用各种不同的导体或者半导体可做成各种用途的热电偶, 以满足不同温度对象测量的需要。
1.2热电偶三大定律均质导体定律由单一均质金属所形成之封闭回路,沿回路上每一点即使改变温度也不11 会有电流产生。
亦即,E = Oo由2种均质金属材料A与B所形成的热电偶回路中,热电势E与接点处温度t、t的相关函%1 2数关系,不受A与B 之中间温度t与t3 4之影响。
中间金属定律在由A与B所形成之热电偶回路两接合点以外的任意点插入均质的第h三金属C, C之两端接合点之温度七3若为相同的话,E不受c 插入之影响。
在由A 与B 所 形成之热电偶回路, 将A 与B 的接合点 打开并插入均质的 金属C 时,A 与C 接合点的温度与打 开前接合点的温度 相等的话,E 不受C 插入的影响。
之中间金属C,形成C点温度保持t 与t12的情况下,E +ACE = E oCB AB中间温度定律如右图所示, 对由A 与B 所形成 之热电偶插入第3由A 与C 、C 与B 之2组热电偶。
接合 AB如右图所本任意数的异种金属A、B、c・• • G 所形成的封闭回路,封闭回路之全体或者是全部的接合点保持在相等的温度时,此回路的E=0o如右图所示,A与B所形成之热电偶,两接合点之温度为tl与t2时之E门为E12,12与t3时之E 为E13的话,E12 + E23 = E13o此时,称t2为中间温度。
简述热电偶及其测温原理
简述热电偶及其测温原理一、引言热电偶是一种常用的温度传感器,广泛应用于各种领域。
本文将详细介绍热电偶及其测温原理。
二、热电偶的构成热电偶由两种不同金属导线组成,通常为铜和常见的合金铬-镍或铬-镍-铁。
这两根导线在一端焊接在一起,称为“热端”,另一端分别连接到测量仪器中,称为“冷端”。
三、热电偶的工作原理当两种不同金属导线组成的热电偶的两端温度不同时,就会产生一个电动势(EMF),这个现象被称为“塞贝克效应”。
这个电动势与温差之间的关系是线性的。
四、测量温度通过测量热电偶产生的EMF可以计算出温度。
但是需要注意到,在实际应用中,我们并不能直接测量出热端和冷端之间的温差,而只能测量出它们之间产生的EMF。
因此,需要使用标准表格或者计算公式来将EMF转换成相应的温度值。
五、特点热电偶具有响应速度快、测量范围广、精度高、可靠性好等特点,同时价格较为实惠。
由于其在不同的温度范围内表现出不同的特性,因此可以根据需要选择不同种类的热电偶。
六、应用热电偶被广泛应用于各种领域,如工业自动化控制、航空航天、医疗设备等。
在工业生产中,常用于测量高温或低温环境下的温度,如冶金行业中的炉温测量,汽车行业中的发动机温度测量等。
七、注意事项在使用热电偶时需要注意以下几点:1. 确保连接牢固:由于热电偶是通过两根金属导线连接而成,因此需要确保连接处牢固可靠。
2. 避免弯曲:弯曲会导致导线内部产生微小裂纹或者变形,从而影响测量精度。
3. 防止氧化:铜和合金铬-镍或铬-镍-铁易受氧化影响,因此需要定期清洗和维护。
4. 避免磁场干扰:热电偶对磁场敏感,因此需要避免磁场干扰。
八、结论通过本文的介绍,我们了解到了热电偶的构成、工作原理、测量温度方法、特点和应用等方面的内容。
在实际应用中,我们需要注意以上几点,以确保热电偶的测量精度和可靠性。
初二物理热电偶测温原理
初二物理热电偶测温原理热电偶是一种常见的温度测量设备,广泛应用于工业控制、实验室研究以及家用电器等领域。
本文将介绍初二物理课程中热电偶测温原理的相关知识。
一、热电偶测温原理简介热电偶是基于"塞贝克效应"原理的温度传感器。
它由两种不同材料的金属电极组成,当两个电极处于不同温度时,就会产生电动势。
通过测量这个电动势来推算温度。
这个原理建立在两个关键概念上:热电效应和温度梯度。
二、热电效应热电效应是指在不同温度之间产生的电压差。
具体来说,热电效应包括塞贝克效应、皮尔贝克效应和汤姆森效应。
其中,塞贝克效应是热电偶测温原理中最主要的效应。
塞贝克效应是指当两种不同金属之间形成回路,并且两端温度不同时,会形成一个热电势差。
这个差异的大小与温度差有关。
这种热电势差可以被测量和用来计算温度。
三、温度梯度热电偶中的温度梯度是指两端的温度差异。
这个温度差异使得热电偶金属之间的自由电子在一个金属中产生了高速运动,而在另一个金属中则产生了低速运动。
因此,电子的热运动造成了电压差。
四、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. 将两个金属电极的一端焊接在一起,形成一个电极对。
2. 另一端与测量温度的物体或环境相接触,形成温度差异。
3. 温度差使得热电偶中的金属电极间产生电势差。
4. 通过测量电势差,可以计算出被测温度。
五、热电偶的优缺点热电偶作为一种温度传感器具有以下优点:1. 响应速度快,能够实时测量温度。
2. 测量范围广,可适用于高温和低温环境。
3. 结构简单,体积小巧,便于安装和维护。
4. 经济实用,价格相对较低。
然而,热电偶也存在一些缺点:1. 精度相对较低,对温度变化较小的测量要求较高。
2. 由于热电效应还受其他因素的影响,使用时需注意降低误差。
3. 线性范围窄,需要使用放大器等辅助设备提高测量精度。
六、使用注意事项在使用热电偶进行温度测量时,应注意以下几点:1. 热电偶金属电极的选择应根据被测温度范围和环境要求来确定。
热电偶测温实验原理
热电偶测温实验原理什么是热电偶热电偶是一种常用的测温元件,它是利用两种不同金属热电势的差异,在不同温度下产生的电动势来测量温度的。
具体地说,热电偶由两个不同金属的导线组成,两端焊接在一起形成热电接头,一端接入被测物体,另一端接入电路中的温度计。
当热电接头与被测物体的温度不同时,形成不同的热电势,通过电路中的温度计来测量电动势,从而推算出被测物体的温度。
热电偶的特点及应用热电偶具有响应速度快、测量范围宽、抗干扰能力强等优点,常用于熔炼炉、高温炉、喷气发动机、航空航天等高温环境下的温度测量。
热电偶的特点有:1.响应速度快:热电偶由于采用金属接头,因此响应速度很高。
2.测量范围广:热电偶可以测量从低温到高温的范围,通常可测量的范围为-200℃至2300℃。
3.精度高:热电偶的测量精度高,误差不超过0.5%。
4.抗干扰性强:由于电信号强度较强,故其抗电子噪声的能力更强,且其接头容易修理。
热电偶测温实验原理热电偶测温实验是通过构建热电偶电路来测量被测物体的温度。
将热电偶的两端接在被测物体上形成热电接头,热电接头与电路中的温度计连接后,测量其电动势大小,进而推算被测物体的温度。
热电偶测温实验原理如下:1.两端电势差产生:由于热电偶用两种不同金属制成,当它的两端在不同温度下时,就会产生电势差。
即热电势。
2.热电势传递电路:热电偶的热电势通过导线传递到电路中。
3.热电势测量:热电势经过连接的电路中的温度计进行测量,输出温度值。
热电偶测温实验步骤1.准备测量设备:热电偶、电源、万用表、温度计、热源等设备。
2.将热电偶接入电路:将热电偶的两端接在电路中。
3.热电接头固定:将热电接头固定在被测物体上。
4.确定电路状态:通过万用表检查电路连接情况,确保连接正确无误。
5.热源加热:加热热源,使被测物体温度上升,此时热电势随之改变。
6.记录温度变化:通过温度计记录被测物体的温度变化。
7.确定测量值:将经过电路中的温度计测得的电动势值转化为温度值,即为测量值。
热电偶测温原理
热电偶测温原理热电偶是一种温度测量工具,广泛应用于液体、气体、固体温度测量。
其基本原理是利用不同材料的热电特性,当温度变化时,产生的电压变化作为温度的变化情况。
热电偶测温原理比较复杂,但是它有着独特的优势,可以快速准确地测量温度。
热电偶测温原理基本上是利用其独特的热电性能,它将一对电路材料结合在一起,当热量施入其中一个电路材料时,另一个电路材料的电压会有所变化,而这种变化的大小与两个电路材料的温度之差有关。
在热电偶工作的过程中,只要保持电路材料的接触状态稳定,即使温度有变化,也不会影响测温的准确性。
热电偶测温的原理主要是利用电路材料的热电特性,即电路材料的电压随着温度变化而发生变化。
根据不同的测温要求,热电偶可分为气体测温热电偶、液体测温热电偶、探针测温热电偶等。
首先,气体测温热电偶是利用热电材料组成的两个电路,并用热导热剂将这两个电路的热量进行传递,当温度变化时,两个电路的电压发生变化,相应的接收装置就可以根据电压变化值来测量气体温度。
其次,液体测温热电偶测温原理和气体测温热电偶原理类似,但其热电偶特性稍有不同,液体测温热电偶有可靠性更高、温度测量范围更大等特点,因此常用于高温介质的温度检测。
最后,探针测温热电偶是一种简单方便的测温装置,它由电偶探头、控制装置、显示装置组成,当元件放置在温度测量点时,探头就会检测温度变化,控制装置会把温度变化转变成电流信号,最后显示装置会根据电流信号的变化来显示当前温度。
综上所述,热电偶测温原理是利用不同热电材料组成的两个电路,当热量施入其中一个电路材料时,另一个电路材料的电压会有所变化,而这种变化的大小与两个电路材料的温度之差有关。
热电偶有可靠性高、温度测量范围大等特点,因此广泛应用于液体、气体、固体温度测量中。
热电偶测温电路原理
热电偶测温电路原理
热电偶是一种常用的温度传感器,它基于热电效应原理实现温度测量。
热电偶由两种不同材料组成的导线焊接在一起,形成一个闭环热电回路。
热电偶的工作原理基于热电效应,即不同材料之间产生的温差与电压之间存在一定的关系。
当热电偶的两端温度不一致时,材料之间的温差会导致电子在两种材料之间发生扩散,从而产生电势差。
这个电势差可以通过电路进行测量和分析,从而得到热电偶的温度。
热电偶测温电路一般包括一个伏特计(电压测量仪)和一个连接热电偶的电缆。
电缆的一端连接到热电偶的焊接点,并通过螺丝固定。
另一端连接到伏特计上的输入端口。
当热电偶两端的温度不一致时,热电偶会产生一个电势差,此时伏特计会测量到一个相应的电压信号。
伏特计可以将电压信号转换为温度值,并通过显示屏或传输到其他设备进行进一步处理。
为了保证测量的准确性和可靠性,热电偶测温电路通常需要进行冷端补偿。
冷端补偿是通过将一个温度传感器(通常是一个铜-铳热电偶)连接到测量回路的冷端,以便测量环路中的环境温度并进行修正。
总结而言,热电偶测温电路利用热电效应原理,通过检测热电
偶两端的电势差来测量温度。
该电势差可以通过电压测量仪进行检测和转换为温度值。
冷端补偿则可以提高测量的准确性。
热电偶 测温原理
热电偶测温原理1. 热电效应热电偶是一种利用热电效应进行温度测量的传感器。
热电效应是指当两个不同材料的接触点处于不同温度时,会产生电动势。
这种现象最早由德国物理学家塞贝克于1821年发现,后来被称为塞贝克效应。
2. 热电偶的结构热电偶由两种不同材料的导线组成,一般为两根金属导线。
常用的金属有铜、铁、镍和铬等。
这两根导线的接触点称为热电节,用于感应温度变化产生的电动势。
3. 热电偶的工作原理当热电偶的两个接触点处于不同温度时,会产生电动势。
这是因为两种不同材料的导线具有不同的电子亲和力和禁带宽度,导致在接触点附近形成了电势差。
在热电偶中,通常将一个接触点称为测量点,另一个接触点称为参考点。
测量点暴露在待测温度环境中,参考点则保持在一个已知的恒温环境中。
当测量点和参考点的温度不同时,由于两个接触点之间存在温差,就会产生热电势。
这个热电势可以通过热电偶的导线传输到测量仪表上进行测量。
4. 热电势的测量热电势的测量可以通过以下步骤完成:步骤1:热电势的产生将热电偶的测量点和参考点分别暴露在待测温度和恒温环境中。
由于温度差异,两个接触点之间会产生热电势。
步骤2:热电势的传输热电势通过热电偶的导线传输到测量仪表上。
由于热电偶的导线是金属材料,具有良好的导电性能,可以将热电势传输到测量仪表上。
步骤3:热电势的测量测量仪表通过测量热电偶导线上的电压来确定热电势的大小。
由于热电偶的导线具有不同的电子亲和力和禁带宽度,所以在导线上会产生电势差,这个电势差可以通过测量仪表进行测量。
5. 热电势与温度的关系热电势与温度之间存在一定的关系,这个关系可以通过热电势与温度的校准曲线来表示。
校准曲线是通过将热电偶暴露在已知温度环境中,测量对应的热电势来得到的。
根据热电势与温度的关系,可以通过测量热电偶产生的热电势来确定待测温度。
通常情况下,测量仪表会根据热电偶的类型和校准曲线来进行温度的转换和显示。
6. 热电偶的优缺点热电偶作为一种常用的温度传感器,具有以下优点:•宽温度范围:热电偶可以在极低温度到极高温度范围内进行测量,能够适应各种工业环境的需求。
热电偶测温基本原理
热电偶测温基本原理
热电偶是一种常用的温度测量设备,其基本原理是利用热电效应测量温度。
热电效应是指当两种不同金属的接触点温度不一致时,会产生电动势。
热电偶由两种不同金属的导线组成,通常为铜和铁/铳合金。
这两根导线的一端形成焊接点,被称为热电接头。
当热电接头的温度发生变化时,热电效应即发生。
具体而言,热电偶测温的原理是基于“塔莫-赫斯原理”。
该原
理表明,当两个热电偶接头分别位于不同温度的环境中时,热电效应会产生一个电动势。
这个电动势的大小与两个接头之间的温度差成正比。
热电偶所测得的电动势可以通过一个电阻箱或电压计进行测量。
测量结果与热电偶材料的特性有关,并且可以根据国际标准热电系列表进行校准。
热电偶测温具有以下优点:
1. 宽温度测量范围:热电偶可以测量从低温到高温的范围,通常可以达到-200℃到1750℃。
2. 快速响应:由于热电效应的特性,热电偶可以快速响应温度变化。
3. 精确度高:热电偶的测温精确度通常可以达到0.1℃或更高。
然而,热电偶也存在一些局限性:
1. 环境干扰:热电偶对外部电磁场和电磁干扰较为敏感,可能
导致测量误差。
2. 线性度有限:热电偶的输出电动势与温度之间的关系并非完全线性,需要进行修正。
3. 寿命受限:由于高温环境下的氧化和化学腐蚀,热电偶的使用寿命较短,通常为几年到十几年。
总之,热电偶测温基于热电效应原理,通过测量热电接头的电动势来确定温度。
该方法广泛应用于工业、科学研究以及实验室等领域,具有重要的温度测量功能。
热电偶测温的应用原理
热电偶的原理及应用热电偶测温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。
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。
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(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。
热电偶测温电路
热电偶测温电路热电偶测温电路是一种常用的温度测量电路,利用热电偶产生的电压信号来测量物体的温度。
本文将介绍热电偶的原理和应用,以及构建热电偶测温电路的基本步骤和要点。
一、热电偶的原理和应用热电偶是利用两种或多种不同金属的热电效应产生电压信号的温度传感器。
当两种金属连接成闭合回路,形成一个金属电偶后,当两个接点处于不同温度时,会产生电动势差。
这个电动势差与金属的热电性质以及接点温度差有关,可以通过测量电动势差来计算出被测物体的温度。
热电偶具有测量范围广、响应速度快、精度高等优点,因此被广泛应用于工业生产和科学研究领域。
常见的应用包括温度控制、过程监控、热处理、燃烧控制等。
二、构建热电偶测温电路的基本步骤和要点1. 材料准备:准备好热电偶、引线、电源、放大电路等所需材料和设备。
2. 热电偶的连接:将热电偶的两个接点分别连接到放大电路的输入端,确保连接牢固可靠。
3. 引线的引出:将热电偶的引线引出测量现场,保持引线的良好绝缘和屏蔽,以避免外界干扰。
4. 电源的连接:将电源连接到放大电路,提供所需的工作电压。
5. 放大电路的调试:根据具体情况选择合适的放大电路并进行调试,以确保测量信号能够被准确放大并输出。
6. 温度显示和记录:连接合适的显示装置或记录装置,以实时显示或记录测量到的温度数值。
在构建热电偶测温电路时,需要注意以下要点:- 热电偶的选择:根据被测物体的温度范围和需求,选择适合的热电偶型号和材料。
- 引线的布线:引线的布线应尽量减少电磁干扰,避免与其他电路或设备共享同一电源线路。
- 温度补偿:对于远程测温或长引线测温,需要进行温度补偿,以减小引线的温度误差。
- 放大电路的选择:根据需要选择适当的放大电路,确保测量信号能够被放大和处理。
- 精度校准:热电偶测温电路在使用前需要进行精度校准,以确保测量结果的准确性。
三、总结热电偶测温电路是一种常用的温度测量电路,通过测量热电偶产生的电压信号来测量物体的温度。
热电偶测温原理
热电偶测温原理
热电偶是一种热量测量的非接触式传感器,它的工作原理是由两种不同的金属构成的电阻器,当金属处于不同温度时,电阻器的电阻值会发生变化。
在热电偶中,一端称为“热端”,另一端叫做“冷端”。
热端接触到被测温度,而冷端接触到参考温度。
热电偶由一对电极组成,每个电极都有一个对应的金属,其电阻值随温度的变化而变化。
当热电偶放置在被测温度的环境中时,热端金属的温度就会高于冷端,在这种情况下,热端的金属的电阻值会大于冷端的金属的电阻值,这样就可以通过测量电阻值来计算出被测温度。
热电偶的优势在于它可以测量较高温度,并且可以快速准确地测量出温度。
热电偶可以用于各种环境和工业应用,用于测量温度非常广泛。
它可以用于空调、热水器、冷库、火车车厢、医疗设备等设备的温度控制,以及工厂、实验室、家庭等环境中的温度检测。
热电偶可以测量低温到高温,可以应用于室温测量以及高温高压的环境。
综上所述,热电偶的原理是由两种不同的金属构成的电阻器,当金属处于不同温度时,电阻器的电阻值会发生变化,这样就可以通过测量电阻值来计算出被测温度。
热电偶可以应用于室温测量以及高温高压的环境,并且可以快速准确地测量出温度,可用于各种工业
应用,是一种常用的温度检测仪器。
热电偶测温的工作原理
热电偶测温的工作原理
热电偶是一种利用热电效应测量温度的传感器。
它由两种不同材料的金属丝组成,常见的是铜和康铜(Constantan)。
这两根金属丝被焊接在一起,形成一个闭合的电路。
热电偶的工作原理基于热电效应,即当两个不同金属的接触点处于不同温度时,会产生一个电动势(电压差)。
这个电动势的大小与两个接触点处的温差有关。
在热电偶的测温过程中,一个接点(热电偶的“热端”)暴露在要测量的物体或环境中,另一个接点(热电偶的“冷端”)与测量仪表相连。
当热电偶的热端与物体或环境接触时,两个接触点温度存在差异,从而产生电动势。
这个电动势通过热电偶的导线传输到测量仪表中。
测量仪表通过测量电动势的大小,并利用事先标定的温度-电动势关系曲线(称为热电偶特性曲线)将电动势转换为对应的温度值。
总结来说,热电偶测温的工作原理是利用不同金属接触点温度差异产生的热电效应,将电动势传输到测量仪表中并将其转换为温度值。
【图解】热电偶工作原理
【图解】热电偶工作原理
热电偶是一种感温元件,是一种仪表。
它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。
两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。
根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。
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。
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。
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。
试述热电偶测温的基本原理和基本定律
试述热电偶测温的基本原理和基本定律1. 热电偶的基础知识热电偶,这个名字听起来是不是有点高深莫测?其实它就像是你厨房里的温度计,只不过更高级一点。
热电偶由两种不同的金属线连接而成,这两种金属在加热或者冷却时会产生一种电压。
这电压可不是随便的电压,它跟温度的变化紧密相连,真的是温度和电压之间的“亲密关系”。
所以,你只需要测量这个电压,就能知道温度到底是多少,真是简单又实用。
热电偶的工作原理其实就像是朋友之间的默契,彼此之间的配合极其重要。
当你把热电偶的一端放在高温的地方,比如锅里煮水时,而另一端则放在相对冷的地方,比如空气中。
热电偶就开始“发声”了,产生电压。
这种电压跟温差有直接关系,就像温度越高,电压越“激动”,温差越大,电压就越“亢奋”。
所以,热电偶就像是温度的“侦探”,通过它的小电压告诉你大秘密。
2. 热电偶的基本定律2.1 赛贝克效应热电偶的“神奇”之处在于它的工作原理——赛贝克效应。
这个名字听起来像个科学怪人,其实是一个很简单的道理。
就是当两种不同的金属接触并形成闭合回路时,如果它们的两端处于不同的温度,就会在这个回路里产生电压。
你想啊,就像夏天里冰淇淋和阳光的关系,冰淇淋在太阳下会化掉,但在冰箱里就能保持原样。
这里的温度差就是让电压产生的动力。
2.2 热电动势再说说热电动势,听起来也不复杂。
其实它就是由温度差引起的电动势。
你可以把它想象成两种金属的“比赛”,看谁能更快地“跑出”电压。
温度差越大,热电动势就越强,仿佛是给它们加了个“油”。
这种电压不仅能够直接转换成电能,还能帮助我们精准测量温度,真是温度测量界的小能手。
3. 热电偶的应用3.1 日常生活中的热电偶热电偶在我们的日常生活中随处可见。
比如说,你在烤箱里烤蛋糕的时候,热电偶正默默地监视着温度,确保蛋糕不会烤焦。
它就像是一位贴心的小助手,时刻关注着温度的变化,帮你把美味的蛋糕呈现到桌上。
此外,在一些高温工业生产中,热电偶也是不可或缺的工具,保证温度的稳定性,就像一位忠诚的卫士。
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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。
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。
A,B两种导体,一端通过焊接形成结点,为工作端,位于待测介质。
另一端接测温仪表,为参考端。
为更好地理解下面的内容,我们将以上测温回路中形成的热电动势表示为EAB(T1,T0),理解为:A、B两种导体组成的热电偶,工作端温度为T1,参考端温度为TO,
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。
测量仪表能够让我们看到温度数值,是因为它已经将热电动势转换成了温度。
gl.
图中,工作端温度T1, A、B与C、D连接处温度为T2,测量仪表端(参考端)温度为TO。
我们可以把总回路的总电动势E分成两段热电动势的和,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) (热电偶中间导体定律)(1)
在上图中,如果C、D的材质和A、B完全一样,即C即为A , D即为B,相当于热电偶A、B 在T2(中间温度)处产生了一个连接点,此时,回路总电势为:
E= EAB(T1,T2)+ EAB(T2,T0)= EAB(T1,T0) (热电偶中间温度定
律)(2)
从式⑵我们可以看出,只要是相同的热电偶,中间产生了连接点,则总电势与连接点的温度(中间温度)无关,而只与工作端和参考端的温度有关。
这正是我们希望得到的。
我们在热电偶布线中,不需要考虑中间有没有连接点,也不需要考虑连接点的温度,而是和一根热电偶连接到介质和测量仪表一样。
再来比较式⑵和式⑴。
如果我们能找到某种材料C、D,它能满足:
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)
满足式⑶的材料C、D我们称为热电偶A、B的补偿导线。
式(4)还告诉我们,使用了补偿导线,我们将T2延伸到了T0,但最后我们的测量结果
与T2无关,这样我们也可以理解为,因为我们使用了导线C、D,是它补偿了T2处连接所产生的附加电势,而使得我们最终测量不需要再考虑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
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tO工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 C。