热电偶的工作原理及结构

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热电偶和热电阻的区别与识别方法

热电偶和热电阻的区别与识别方法

热电偶和热电阻的区别与识别方法热电偶和热电阻是工业上常用的两种温度传感器,它们在测量温度方面具有很好的性能。

然而,它们的工作原理和特点有很大的区别。

本文将就热电偶和热电阻的区别及识别方法进行详细的介绍,希望能够为大家对这两种传感器有一个更深入的了解。

一、热电偶和热电阻的工作原理1. 热电偶的工作原理热电偶是利用两种不同材料的热电势差产生的原理来测量温度的。

当两种不同金属相接形成闭合回路后,如果两个接头处于不同的温度下,就会在回路中产生一个热电动势,这种现象称为热电效应。

通过测量这个热电动势的大小,就可以确定两个接头处的温度差,从而测量出被测物体的温度。

热电偶的优点是测量范围广,精度高,响应速度快,但是对环境条件和测量电路的影响比较敏感。

2. 热电阻的工作原理热电阻是利用材料的电阻随温度变化的特性来测量温度的。

一般情况下,热电阻的电阻值随温度升高而增大,利用这个特性可以通过测量热电阻的电阻值来确定被测物体的温度。

热电阻的优点是测量精度高,线性好,但是响应速度相对较慢,不适合对温度变化较快的物体进行测量。

二、热电偶和热电阻的区别1. 原理区别热电偶利用热电效应来测量温度,而热电阻利用电阻随温度变化的特性来测量温度,两者的工作原理完全不同。

2. 测量范围区别热电偶的测量范围更广,可以用于测量-200℃至1800℃范围内的温度;而热电阻的测量范围相对较窄,一般在-200℃至600℃之间。

3. 线性特性区别热电偶的温度-电压变化是非线性的,而热电阻的温度-电阻变化是线性的。

4. 响应速度区别热电偶由于其工作原理的特性,响应速度比较快,适合对温度变化较快的物体进行测量;而热电阻的响应速度相对较慢,不适合对温度变化较快的物体进行测量。

5. 环境条件影响区别热电偶对环境条件和测量电路的影响比较敏感,容易受到干扰;而热电阻对环境条件和测量电路的影响相对较小。

6. 价格区别由于其工作原理和特性的不同,热电偶的制作工艺相对较为复杂,成本较高;而热电阻的制作工艺相对简单,成本较低。

热电偶效应

热电偶效应

热电偶效应一、什么是热电偶效应热电偶效应(Thermoelectric Effect)是指当两种不同材料的接触点处存在温度差时,会产生电压差,进而产生电流的现象。

这种效应是热电现象的一种基本形式,广泛应用于温度测量、能量转换等领域。

二、热电偶效应的基本原理热电偶效应的基本原理是基于材料的热电性质,即在不同温度下,材料中的电子会因为热运动而产生差异。

主要有两种热电效应:Seebeck效应和Peltier效应。

1. Seebeck效应Seebeck效应是指当两个不同材料的接触点处于不同温度时,两个材料内部存在电势差,产生一个自发电场。

这个现象是由于电子在热梯度下的能量转移产生的。

2. Peltier效应Peltier效应是指当电流通过两个不同材料接触点时,会产生热流。

具体而言,电流通过两个材料接触点时,电子的动能转化为热能或者热能转化为动能。

这种效应可以用来制冷或者加热。

三、热电偶的结构和工作原理热电偶是应用热电偶效应进行温度测量的一种传感器。

它由两种不同材料的导线组成,一端接触被测物体,另一端接触参考物体或环境,通过测量两端电压的差异来获得温度信息。

1. 热电偶的结构热电偶的常见结构是由两根不同材料的导线焊接在一起,形成一个闭环。

两根导线的接触点称为热电偶的热电接头,负责测量温度。

另一端的接头被称为冷端。

2. 热电偶的工作原理当热电偶的热电接头连接到待测物体上时,接头处的温度会随着物体的温度变化而变化。

而冷端的温度则保持相对恒定。

这样,就会在热电偶的两个导线之间产生电势差。

通过测量这个电势差,就可以推断出待测物体的温度。

四、热电偶的优点和应用领域1. 优点•热电偶具有较高的灵敏度和准确度,能够测量较大范围的温度变化。

•热电偶的响应速度快,适用于实时温度测量和控制。

•热电偶具有较高的耐腐蚀性和机械强度,适用于恶劣环境下的测量。

2. 应用领域•工业控制:热电偶广泛用于工业过程中的温度测量和控制,例如炉温监测、流体控制等。

热电偶的工作原理及结构

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和直径大小无关,只与导体材料的成分及两端的温度有关。

因此,用各种不同的导体或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会有电流产生。

亦即,E = 0。

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t1、t2的相关函数关系,不受A与B之中间温度t3与t4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三金属C,C之两端接合点之温度t3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。

如右图所示,对由A 与B所形成之热电偶插入第3之中间金属C,形成由A 与C、C与B之2组热电偶。

接合点温度保持t1与t2的情况下,E AC + E CB = E AB。

中间温度定律如右图所示任意数的异种金属A、B、C‧‧‧G所形成的封闭回路,封闭回路之全体或是全部的接合点保持在相等的温度时,此回路的E=0。

如右图所示,A与B所形成之热电偶,两接合点之温度为t1与t2时之E为E12,t2与t3时之E为E13的话,E12 + E23 = E13。

此时,称t2为中间温度。

以中间温度t2选择如0℃这样的标准温度,求得相对0℃任意的温度t1、t2、t3‧‧‧tn之热电动势,任意两点间之热电动势便可以计算求得。

热电偶的工作原理及结构

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。

热电偶式真空计的工作原理及结构和制造材料

热电偶式真空计的工作原理及结构和制造材料

热电偶式真空计的工作原理及结构和制造材料热电偶式真空计是一种常用的真空计算仪器,用于测量和检测真空系统中的气体压力。

它的工作原理基于Seebeck效应,即在两个不同材料的接触处形成温度差时,电子会在两个材料之间产生漂移,形成电势差,从而引发电流。

热电偶式真空计的最基本结构包括两个热电偶电极和一个被测介质腔,其中一个电极作为加热丝,负责产生热量,另一个电极作为测温丝,负责测量腔内介质的温度。

当加热丝通电时,会产生温度差,在测温丝处形成电势差,然后通过电极与电缆连接到电路中进行测量和显示。

制造热电偶式真空计所使用的材料是非常重要的。

首先,电极材料要有良好的导热性能,以便快速、均匀地加热介质腔。

常用的电极材料有钨、钼、铂、镍和铬,其中钨和钼的高熔点使其适用于高真空环境。

其次,测温丝材料要具有与电极配对的热电势特性,以确保测量的准确性和稳定性。

常用的测温丝材料有铂铑合金、镍铬合金等。

此外,为了确保真空计的稳定性和耐腐蚀性,真空计的检漏件常采用不锈钢、镀铜、钼、陶瓷等耐腐蚀的材料制造。

热电偶式真空计的制造过程相对简单。

首先,先选择适当的电极和测温丝材料,并根据需要进行加工和切割,以形成所需尺寸和形状。

然后,通过焊接或其他方法将电极和测温丝连接起来,形成热电偶电极。

接下来,将电极固定在测量腔内,通常使用夹具、焊接或胶水等方式进行固定。

最后,将连接电缆和电路的导线焊接到电极上,确保电流和电压的稳定传输。

总之,热电偶式真空计通过利用Seebeck效应测量真空系统中的气体压力,在结构上包括两个热电偶电极和一个被测介质腔。

制造材料包括电极材料、测温丝材料以及检漏件材料,常用的材料有钨、钼、铂铑合金、镍铬合金、不锈钢、镀铜、钼和陶瓷等。

制造过程相对简单,主要包括材料选择、加工和切割、连接和固定、焊接和连接等步骤。

热电偶的结构和工作原理

热电偶的结构和工作原理

热电偶的结构和工作原理
热电偶是工业上zui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。

 作为工业测温中zui广泛使用的温度传感器之一~热电偶,与铂热电阻一起,约占整个温度传感器总量的60%,热电偶通常和显示仪表等配套使用,直接测量各种生产过程中-40~1800℃范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面温度。

 其优点是:
 ①测量精度高;②测量范围广;③构造简单,热电偶使用方便。

 热电偶测温基本原理
 热电偶是一种感温元件,是一次仪表,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号, 再通过电气仪表(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。

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, 测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。

热电偶工作原理及简图

热电偶工作原理及简图

热电偶工作原理及简图
热电偶是一种常用的温度测量仪器,它利用热电效应来测量温度。

热电偶由两
种不同金属导线焊接在一起制成,当两种金属导线的焊点处于不同温度时,就会产生热电势差,从而产生电流。

这种电流与焊点的温度差成正比,因此可以通过测量电流来间接测量温度。

热电偶的工作原理主要基于两种热电效应,塞贝克效应和泊松效应。

塞贝克效
应是指当两种不同金属导体形成闭合回路时,如果两个焊点处于不同温度,就会在闭合回路中产生电动势。

而泊松效应则是指当两种不同金属导体形成开路时,如果两个焊点处于不同温度,就会在开路中产生电动势。

热电偶的工作原理可以用一个简单的示意图来说明,两种不同金属导线A和B
焊接在一起,形成闭合回路。

当焊点处于不同温度时,就会在闭合回路中产生电动势,从而产生电流。

通过测量这个电流的大小,就可以间接测量焊点的温度差,进而得知温度。

热电偶的工作原理虽然简单,但是其测量温度的精度很高,可以达到几个小数
点的精度。

因此,在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。

热电偶的优点还包括响应速度快、结构简单、成本低廉等,因此被广泛应用于各种温度测量场合。

总之,热电偶是一种利用热电效应来测量温度的仪器,其工作原理简单而精确,因此在各种工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。

通过测量热电偶产生的电流,可以间接测量温度,其测量精度高,响应速度快,结构简单,成本低廉,是一种非常实用的温度测量仪器。

热电偶的工作原理及其分类

热电偶的工作原理及其分类

热电偶的工作原理及其分类
热电偶是一种温度测量装置,利用热电效应将温度转化为电压信号。

其工作原理基于热电效应的两个基本规律:塔耳伯效应和西贝克效应。

下面是热电偶的工作原理及其分类:
工作原理:
1. 塔耳伯效应:根据塔耳伯效应,两个不同金属在两个不同温度下,其接触点之间会产生电动势。

这个电动势与两个温度之间的温差成正比。

2. 西贝克效应:根据西贝克效应,当热电偶的两个接点之间存在温度差时,热电偶会产生一个电压信号。

这个电压信号与两个接点的温度差成正比。

分类:
1. 根据热电材料的选择,热电偶可分为多种类型,如K型、T 型、J型、N型、S型等。

2. 根据测量范围和应用需求,热电偶可分为标准型和特殊型。

标准型热电偶适用于一般温度测量,而特殊型热电偶用于测量高温或特殊环境下的温度,如高温热电偶、耐腐蚀热电偶等。

3. 根据形状和结构,热电偶可分为直线型、表面型、插入型、保护管型等。

这些形状和结构的选择取决于被测介质的性质以及测量环境的要求。

4. 根据国际标准,热电偶还可根据热电特性、测量准确度和温
度范围进行分类,如IEC584、ASTM E230等。

总的来说,热电偶通过利用热电效应将温度转化为电压信号,从而实现温度的测量。

根据热电材料的选择、测量范围和形状结构等不同特征,可将热电偶分为多个分类。

热电偶工作原理与结构

热电偶工作原理与结构

热电偶工作原理与结构热电偶是一种基于热电效应原理的温度测量设备。

热电效应是指当两个不同金属接触形成闭合回路时,在两个接点之间会产生一定的温差,从而产生电势差。

热电偶通过测量这个电势差来确定温度。

热电偶的结构主要由两个不同材料的导线组成,这两个导线被接合在一起形成一个交点,被称为测量端点或热电偶的节。

通常情况下,两个导线的连接点通常被封装在一个金属保护管内,以保护导线免受外部环境的影响。

热电偶的工作原理是基于热电效应的。

当热电偶的测量端点暴露在不同温度的环境中时,两个导线之间将产生温差。

由于导线的材料不同,它们的电子能级结构不同,因此会产生不同的电子浓度。

这种不同的电子浓度会导致导电子流的差异,从而产生一个电势差。

根据热电效应原理,热电偶的电势差与温度之间存在一定的线性关系。

因此,通过测量热电偶的电势差,可以确定测量端点暴露的环境的温度。

热电偶的性能主要受到两个因素的影响:热电效应和材料选择。

热电效应是指导线材料产生的电势差与温度差之间的关系。

在不同的工作温度范围内,不同的热电偶材料具有不同的热电效应特性。

导线材料的选择通常是根据需要测量的温度范围来确定的。

常见的热电偶材料包括K型、N型、E型、T型等。

K型热电偶具有广泛的应用范围,适用于温度范围在-200°C至+1400°C之间的测量。

而N型热电偶适用于高温环境,温度范围可达到+1300°C至+1600°C。

E型热电偶适用于低温环境,温度范围可达到-200°C至+900°C。

T型热电偶适用于低温环境,温度范围可达到-200°C至+300°C。

除了热电偶材料的选择,热电偶的性能还与导线的直径、长度和连接方式等因素有关。

通常情况下,导线越粗,测量的温度范围越广。

导线的长度也会影响热电偶的响应速度,较短的导线响应速度更快。

总结起来,热电偶是一种基于热电效应原理的温度测量设备,利用两个不同材料的导线在不同温度环境中产生的电势差来确定温度。

热水器热电偶工作原理

热水器热电偶工作原理

热水器热电偶工作原理一、热水器热电偶简介热电偶是一种常用于测量和控制温度的设备,经常用于热水器中。

它可以将温度转换为电压信号,并用于控制热水器的加热功率。

本文将详细介绍热水器热电偶的工作原理及其在热水器中的应用。

二、热电偶的原理热电偶是由两种不同材料的金属丝焊接在一起,形成一个闭合回路。

当热电偶的一端加热时,热量将通过金属丝传导到另一端。

由于两种不同金属的热电性质不同,温度差将在金属丝之间产生电势差,从而形成热电效应。

这个电势差可以通过测量来计算原始的温度。

三、热电偶的构造热电偶由两个不同金属的线材组成,一端称为“热端”,另一端称为“冷端”。

常见的热电偶材料包括铜-常铜、铁-常铜、铁-镍等。

热电偶的线材通常被保护在一根金属外套管中,以防止损坏。

外套管的一端暴露在被测物体的温度环境中,而另一端连接到测温设备。

四、热电偶的工作原理详解1.热电效应原理热电效应是指当两个不同金属的接触点处于温度差时,两个接触点之间将产生一个电压差。

这种现象被称为“塞贝克效应”或“塞贝克电势”。

2.温度-电势关系热电偶的温度-电势关系遵循塞贝克效应。

为了测量温度,我们需要比较热电偶的电势差与已知温度之间的关系。

这需要校准热电偶并建立温度-电势表。

3.热电偶电阻除了产生电势差,热电偶还具有一定的电阻。

电阻的变化可以影响热电偶的温度测量精度。

为了减小电阻变化对测量的影响,通常会采用纯金属或纯铂引线。

4.补偿导线由于热电偶的冷端通常连接到测温设备,而设备本身可能会有一定的温度差异,为了减小这种温度差异对测量的影响,常常使用补偿导线来调节冷端的温度,以提高测量精度。

五、热水器中的应用热水器中的热电偶常用于测量热水器中的水温,并根据测量结果控制加热功率。

以下是热水器热电偶在工作中的一般步骤:1.确定热电偶位置:将热电偶置于热水器中合适的位置,以确保能够准确测量热水的温度。

2.连接热水器控制系统:将热电偶的冷端连接到热水器的控制系统,确保测量结果可以及时传输给控制系统。

热电偶实训报告参考文献

热电偶实训报告参考文献

一、引言热电偶作为工业生产中常用的温度测量元件,其精度、稳定性、抗干扰能力等方面具有显著优势。

为了提高热电偶实训效果,本报告收集整理了以下参考文献,以期为读者提供有益的参考。

二、热电偶原理与结构1. 热电偶工作原理热电偶是一种利用塞贝克效应进行温度测量的传感器。

当两种不同成分的导体组成闭合回路时,若回路两端存在温差,则会在回路中产生电动势,称为热电势。

热电势的大小与温度有关,通过测量热电势,可以确定温度值。

参考文献:[1] 张立,赵宇. 热电偶原理及测温技术[J]. 自动化仪表,2010,(6):1-4.[2] 王文博,李军. 热电偶测温原理及特点[J]. 传感器与仪表,2011,(1):1-3.2. 热电偶结构热电偶主要由热电极、绝缘材料、保护套管等组成。

热电极是热电偶的核心部件,通常采用钨、镍、铂等材料制成。

绝缘材料用于隔离热电极,防止热电极短路。

保护套管用于保护热电极,防止高温、腐蚀等恶劣环境的影响。

参考文献:[3] 李晓波,张伟. 热电偶结构及特性分析[J]. 自动化与仪表,2012,(3):15-18.[4] 陈伟,张晓东. 热电偶结构优化设计[J]. 传感器与仪表,2013,(5):1-4.三、热电偶测温技术1. 热电偶测温原理热电偶测温原理基于热电势与温度的关系。

通过测量热电势,可以确定被测介质的温度。

热电偶测温方法主要包括直接测量法和间接测量法。

参考文献:[5] 刘春明,张辉. 热电偶测温原理及测量方法[J]. 自动化与仪表,2011,(2):1-3.[6] 李红,刘伟. 热电偶测温技术及应用[J]. 传感器与仪表,2012,(4):1-4.2. 热电偶测温误差分析热电偶测温误差主要来源于热电偶自身、测量电路、环境因素等方面。

对热电偶测温误差进行分析,有助于提高测温精度。

参考文献:[7] 王瑞,刘永强. 热电偶测温误差分析及补偿方法[J]. 自动化与仪表,2010,(5):1-4.[8] 张志勇,李晓波. 热电偶测温误差分析与补偿[J]. 传感器与仪表,2011,(6):1-4.四、热电偶应用热电偶广泛应用于工业生产、科研、医疗等领域,具有广泛的应用前景。

热电偶和热电阻的原理及区别

热电偶和热电阻的原理及区别

在日常工作当中经常遇到使用温度测量仪表,热电阻与热电偶同为温度测量仪表,同一个测温地点我们选择热电阻还是选择热电偶呢?今天我们来全面剖析一下。

1.热电偶的结构热电偶前端接合的形状有3 种类型,如下图所示。

可根据热电偶的类型、线径、使用温度,通过气焊、对焊、电阻焊、电弧焊、银焊等方法进行接合。

在工业应用中为了便于安装及延长热电偶的使用寿命,通常使用外加套管的方式。

套管一般分为保护管型和铠装型。

带保护管的热电偶是将热电偶的芯线以及绝缘管插入保护管使用的热电偶。

保护管在防止芯线氧化、腐蚀的同时,还可以保持热电偶的机械强度。

保护管有多种类型,常用的如下表所示。

铠装热电偶的测量原理与带保护管的热电偶相同。

它使用纤细的金属管( 称为套管)作为上图中绝缘管(陶瓷) 的替代品,并使用氧化镁(MgO)等粉末作为绝缘材料。

由于其外径较细且容易弯曲,所以最适合用来测量物体背面与狭小空隙等处的温度。

此外,与带保护管的热电偶相比,其反应速度更为灵敏。

铠装热电偶的套管外径范围较广,可以拉长加工为8.0mmф到0.5mmф的各种尺寸。

芯线拉伸得越细,常用温度上限越低。

如K型热电偶,套管外径0.5mmф的常用温度上限是600℃,8.0mmф的是1050℃。

2.热电阻的结构如下图所示,热电阻的元件形状有3 种,目前陶瓷封装型占主导地位。

陶瓷封装型用于带保护管的热电阻以及铠装热电阻。

陶瓷与玻璃封装型的铂线裸线直径为几十微米左右,云母板型的约为0.05mm。

引线则使用比元件线粗很多的铂合金线。

热电阻元件的种类带保护管的热电阻图例铠装热电阻3.热电阻与热电偶的区别1.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(查表可以看一下),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。

热电偶的测温原理

热电偶的测温原理

热电偶的测温原理热电偶是一种常用的温度传感器,其测量原理基于热电效应。

本文将从热电效应、热电偶的结构、工作原理和特点四个方面进行详细阐述。

一、热电效应热电效应是指在两种不同金属或半导体接触处,当两端温度不同时,会产生一定的电动势。

这种现象被称为“塞贝克效应”或“塞贝克-康普顿效应”。

塞贝克效应是指在两种不同金属接触处,当两端温度不同时,会产生一定的电动势。

其大小与两种金属的材料及其温度差有关。

若以铁-铜为例,当铁端温度高于铜端时,会产生一个由铜到铁的正向电动势;反之则产生一个由铁到铜的反向电动势。

康普顿效应是指在两种半导体接触处,当两端温度不同时,也会产生一定的电动势。

其大小与半导体材料及其温度差有关。

二、热电偶的结构热电偶通常由两根不同材料的金属线组成,通过焊接或电子焊接方式连接成一体。

其中一根金属线被称为“热端”,另一根金属线被称为“冷端”。

常用的热电偶材料包括K型、J型、T型和E型等,每种材料的热电特性不同,适用于不同的温度范围。

三、热电偶的工作原理当热电偶的热端与被测物体接触时,由于两者温度不同,会产生一定的塞贝克效应或康普顿效应。

这时,热端产生一个电动势,在冷端处形成一个开路电压。

如果将冷端与参考温度相连,则在回路中形成一个闭合回路。

由于热电偶材料的选择和焊接方式等因素会影响测量精度和灵敏度,因此需要对其进行校准。

通常采用比较法或标准点法进行校准。

四、热电偶的特点1. 精度高:由于热电偶测量原理基于物理效应而非化学反应,因此具有高精度和稳定性。

2. 温度范围广:不同材料的热电偶适用于不同的温度范围,可覆盖从低温到高温的各种测量需求。

3. 抗干扰能力强:热电偶由两根金属线组成,其本身就具有抗干扰能力。

此外,热电偶还可以采用屏蔽、隔离等措施进一步提高抗干扰能力。

4. 使用方便:热电偶体积小、重量轻,易于安装和携带。

同时,由于其输出信号为电压信号,在处理和传输方面也比较方便。

总之,热电偶是一种常用的温度传感器,其测量原理基于热电效应。

热电阻热电偶工作原理

热电阻热电偶工作原理

热电阻热电偶工作原理热电阻热电偶是一种用来检测温度的测量装置,根据变温把热能转变成电能,从而实现对温度的测量。

它具有测量范围宽、精度高等特点,主要有热电偶、固定电阻器和变送器三部分组成。

一、热电阻热电偶的工作原理1、热电偶工作原理:热电偶是一种把温度变化转换为相应的电特性变化的变温元件,包括两种不同类型的金属或其他材料搭接成的结构,将热能变为电能的原理是热电效应。

其中一个材料的电阻率随温度的变化比另一种材料的电阻率变化更快,即有一个更快的温度系数,当温度发生变化时,电阻比关系也随之改变,测量这一变化,从而推算出原例温度值。

2、固定电阻器工作原理:固定电阻器是通过不断变换两端电源给定电压和当前环境温度,来测量环境温度变化的。

电压在测量过程中是固定的,热电阻的零点变换率ΔR/R也是固定的,而固定电阻器电阻值(R)就随着温度的变化而发生变化。

所以根据固定电阻器的变化情况,就可以推算出温度的变化状况。

3、变送器工作原理:变送器是以电压、电流或其它有意义的量表达测量参数的装置,它主要功能是把热电阻的输出的电流或电压信号转变为标准的测量信号,可以用来调节热电偶的温度测量精度和范围,并分解温度变化的细微信息。

二、热电偶的优点1、热电偶的测量范围宽,可以测量-200℃到3000℃之间的温度,比普通计温器大得多。

2、测量精度高,热电偶可以实现非常精确的测量,其高分辨率可以达到0.1℃。

3、热电偶的信号换算、处理都非常容易,具有较强的可靠性和适用性。

4、单件成本低,热电偶的单件价格比一般的温度计低很多。

5、低功耗,热电偶功率低,只需要很小的电源,可以节省能源。

6、抗磁性能强,热电偶呈抗磁性,可以抵御外界磁场的干扰,可以很好的保证温度测量精度。

总之,热电阻热电偶对温度测量是一个比较理想的选择,其具有测量范围宽、精度高,单件成本低、功耗低、抗磁性能强等特点,得到了广泛的应用,是现代温度测量中的重要计算仪器。

热电偶测温结构

热电偶测温结构

热电偶测温结构热电偶是一种常用的温度测量装置,它利用热电效应来测量物体的温度。

热电偶由两种不同金属材料的导线组成,这两根导线的接触处称为热电偶接头。

当热电偶接头与物体接触时,由于两种金属的热电势差,会产生一个微小的电压信号。

通过测量这个电压信号的大小,就可以确定物体的温度。

热电偶测温结构主要包括热电偶接头、保护管和连接线三部分。

热电偶接头是热电偶测温结构的核心部分,它由两根不同金属材料的导线焊接而成。

常用的热电偶材料有铜-铜镍合金、铜-常数热电偶等。

热电偶接头的制作工艺要求非常高,必须保证两根导线的接触面积足够大,接触良好,以确保热量和电信号的传递准确可靠。

保护管是用来保护热电偶接头的一种外壳结构。

热电偶常常需要在恶劣环境下工作,如高温、高压、腐蚀性介质等。

保护管的材料通常选用耐高温、耐腐蚀的金属材料,如不锈钢、合金钢等。

保护管的设计要考虑到温度范围、压力范围和介质特性等因素,以确保热电偶在工作环境中的稳定性和可靠性。

连接线是将热电偶接头与温度显示仪表或控制系统连接起来的一根导线。

连接线的材料通常选用与热电偶相同的金属材料,以确保电信号的传递准确可靠。

连接线的制作工艺也要求非常高,必须保证焊接点的接触良好,防止电信号的干扰和损失。

热电偶测温结构的工作原理是利用热电效应来测量物体的温度。

热电效应是指当两种不同金属材料的导线形成闭合回路时,当接触处温度不一致时,会产生一个电势差。

这个电势差的大小与接触处温度差有关。

通过测量这个电势差的大小,就可以计算出物体的温度。

热电偶测温结构的优点是测温范围广,能够适应从低温到高温的各种工况要求。

它的响应速度快,精度高,可靠性好。

同时,热电偶测温结构的体积小、重量轻,安装方便,适用于各种工业场合的温度测量。

然而,热电偶测温结构也存在一些局限性。

例如,热电偶的测温范围受到材料的限制,不能适应极端的高温和低温条件。

此外,热电偶测温结构对环境条件的要求较高,如温度梯度、介质腐蚀等因素都会对测温结果产生一定的影响。

介绍热电偶及热敏电阻的工作原理和结构特征以及测量范围

介绍热电偶及热敏电阻的工作原理和结构特征以及测量范围

介绍热电偶及热敏电阻的工作原理和结构特征以及测量范围热电偶和热敏电阻都是常见的温度传感器,它们的工作原理和结构特征以及测量范围如下:一、热电偶1. 工作原理:热电偶是基于热电效应原理工作的。

当两种不同的金属连接在一起形成一个回路时,如果两个连接点之间存在温度差,就会在回路中产生电动势,这个电动势称为热电势。

热电势的大小与两个连接点之间的温度差成正比,通过测量热电势的大小就可以得到被测温度。

2. 结构特征:热电偶通常由两根不同材质的金属线组成,一端连接在一起形成测量结点,另一端连接到测量仪器。

常见的热电偶包括 S、B、K、E、J、T 等类型,每种类型的热电偶由不同的金属线组成,具有不同的温度测量范围和特性。

3. 测量范围:热电偶的测量范围非常广泛,一般可以从零下 200℃到 1700℃甚至更高。

不同类型的热电偶适用于不同的温度范围,例如 S 型热电偶适用于 1600℃以上的高温测量,B 型热电偶适用于 1000℃至 1800℃的高温测量,而 K 型热电偶适用于 0℃至 1300℃的中高温测量。

二、热敏电阻1. 工作原理:热敏电阻是一种半导体传感器,其电阻值随温度的变化而变化。

热敏电阻的电阻值与温度之间存在一定的函数关系,可以通过测量电阻值的变化来间接测量温度。

2. 结构特征:热敏电阻通常由半导体材料制成,具有很小的尺寸和很高的灵敏度。

常见的热敏电阻包括负温度系数(NTC)热敏电阻和正温度系数(PTC)热敏电阻。

NTC 热敏电阻的电阻值随着温度的升高而降低,而 PTC 热敏电阻的电阻值随着温度的升高而升高。

3. 测量范围:热敏电阻的测量范围一般比较窄,通常在零下 50℃到 200℃之间。

不同类型的热敏电阻具有不同的温度特性和测量范围,例如 NTC 热敏电阻适用于低温测量,而PTC 热敏电阻适用于中高温测量。

热电偶和热敏电阻各有其优点和适用范围。

热电偶具有广泛的测量范围和较高的精度,但需要注意热电偶的冷端补偿。

热电偶实验思考题6则

热电偶实验思考题6则

热电偶实验思考题6则一、热电偶的原理1. 热电偶的工作原理是通过一对热电材料的对接,当其中一端温度升高,另一端也会随之升高。

热电材料间的温差较大,它们之间的电阻会发生变化,从而产生电势,测量这个电势便可以得到温度值。

2. 热电偶本质上是一种电阻温度传感器,它可以将温度变化转化为电信号,并能够直接测量温度范围较广的样品,它可用于各种测温仪器中。

二、热电偶的种类1. 直接接线式热电偶:直接接线式热电偶是利用铅丝和对应的介质连接,它可以直接与电表、温度表或计算机等电子仪器连接,其特点为测温特性好,耗电小,抗干扰能力强,易于安装和操作。

2. 多点接线式热电偶:多点接线式热电偶是利用多根铅线在高温介质中接地,电极的温度差可以传递至电极的另一端,与总线式连接,其特点是抗撞击、抗辐射能力高、重量轻、体积小、容易操作。

三、热电偶的应用1. 热电偶可用于各种工业装置的水温仪表上,以及电加热系统控制,如厂房冷却水控制系统;2. 热电偶可以监测各种机械电气设备的工作状态,如电动机的运行温度,以及台式计算机的中央处理器温度;3. 热电偶可以用于各种物料的物理参数测量和控制,如油、水等温度测量和控制,以及各种化工原料或半成品温度检测。

四、热电偶的特点1. 热电偶能对温度范围较广的样品进行测量,能显示出细小温度变化;2. 热电偶的生产成本较低,易于安装,装置结构简单,无需额外的电源;3. 热电偶稳定性较高,抗干扰能力强,测量精度高,可在恶劣环境下使用;4. 热电偶具有精度高,测量精度高,耐冲击,阻尼性能好,制造维护成本低,易于安装的特点。

五、热电偶的精度要求1. 热电偶的精度是指热电偶在测量温度时,所给出的数据相对实际温度而言,有多少误差。

2. 热电偶精度指标受外界温度干扰和内部工作原理受限,其精度分为秒级、百分级和毫级,秒级精度大约在2℃-3℃,百分级精度在0.1℃-0.2℃,毫级精度在0.01℃-0.04℃以内。

六、热电偶的结构及组成部分1. 热电偶的结构包括铂金探头、铂金受温探头、金属套管、铂金探头绝缘套等。

热电偶工作原理

热电偶工作原理

热电偶工作原理:
热电偶的工作原理是:两种不同成分的导体两端经焊接形成回路,直接测温端叫测量端,接线端子端叫参比端。

当测量端和参比端存在温差时,就会在回路中产生热电动势,接上显示仪表或DCS系统即可显示出所对应的温度值。

热电偶的热电动势将随着测量端温度升高而增长。

热电动势的大小只和热电偶导体材质以及两端温差有关,和热电极的长度、直径无关。

热电偶工作原理图
热电偶的基本结构:
热电偶主要由机械化、保护管、绝缘套管、接线端子、热电极和各种安装固定装置组成。

热电偶基本定律:
1.导体均质定律:
由一种均质导体(电子密度处处相同)组成的闭合回路,无论导体的长度和横截面积如何,以及各处的温度如何分布,都不会产生热电势(没有电流)。

2.中间导体定律:
在热电偶回路中接入第三种导体,只要与第三种导体相连接的两端温度相同,接入第三种导体后,对热电偶回路中的热电势没有影响。

3.中间温度定律:
热电偶的热电势只和测量端t1,参比端t0有关。

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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和直径大小无关,只与导体材料的成分及两端的温度有关。

因此,用各种不同的导体或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会有电
流产生。

亦即,E = 0。

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t1、
t2的相关函数关系,不受A
与B之中间温度t3与t4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三金属C,C之两端接合点之温度t3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。

如右图所示,对由A 与B所形成之热电偶插入第3之中间金属C,形成由A与C、C与B之2组热电偶。

接合点温度保持t1与t2的情况下,E AC + E CB = E AB。

中间温度定律
如右图所示任意数
的异种金属A、B、C‧‧‧G 所形成的封闭回路,封闭回路之全体或是全部的接合点保持在相等的温度时,此回路的E=0。

如右图所示,A与B 所形成之热电偶,两接合点之温度为t1与t2时之E为E12,t2与t3时之E为E13的话,E12 + E23 = E13。

此时,称t2为中间温度。

以中间温度t2选择如0℃这样的标准温度,求得相对0℃任意的温度t1、t2、t3‧‧‧tn之热电动势,任意两点间之热电动势便可以计算求得。

如右图所示,对于使用补偿导线之热电偶回路适用以上之观念。

A与B为热电偶,C 与D为A、B用之补偿导线,M为数字电压计,计算后可得下面关系式:
E = E AB (t1) - E AB (t3)
也就是说,M 所测定之电
位差是由t1、t3所决定,不
受t2之影响。

2.懂设备结构
2.1热电偶的结构
热电偶是有两根不同导体(或称电极)构成的.这两根导体一端焊接在一起,成为热端(或称工作端),测温时将此端处于被测介质中。

另一端称为冷端(或自由端),接入二次仪表(显示仪表)或电测设备。

a、普通型热电偶:是应用最多的,主要用来测量气体、蒸汽和液体等介质的温度。

根据
测温范围及环境的不同,所用的热电偶电极和保护套管的材料也不同,但因使用条件基本类似,所以这类热电偶已标准化、系列化。

按其安装时的连接方法可分为螺纹连接合法兰连接两种。

b、铠装热电偶:又称缆式热电偶,是由热电极(多数采用的是铂丝,也有用镍丝的)、绝缘
材料(通常为氧化镁粉末)和金属保护管三者结合,经拉制而成一个坚实的整体。

铠装热电偶有单支(双芯)和双支(四芯)之分,其测量端有露头型、接壳型和绝缘型三种基本形式。

铠装热电偶的参比端(接线盒)形式有简易式、防水式、防溅式、接插式和小接线盒式等。

铠装热电偶具有体积小、精度高、反应迅速、耐震动、耐冲击、机械强度高、可绕性好、寿命长、便于安装等优点。

外形尺寸有φ5、φ6、φ8多种,长度为10~1000mm。

2.2、常用热电偶种类(八种)
B型------铂铑30-铂铑6 R型-----铂铑13-铂 S型------铂铑10-铂 E型------镍铬-康铜 J型------铁-康铜 K型------镍铬-镍铝
T型------铜-康铜 N型------镍铬硅-镍硅
其中:B、R、S属于贵金属热电偶;K、E、N、J属于廉金属热电偶; T型热电偶用于测量低温。

3.会异常分析
3.1热电偶测温系统常见故障原因及处理方法
4.能遵守工艺纪律
4.1热电偶安装及注意事项
a在管道安装中,感温元件的工作端应置于管道中流速最大处。

热电偶的保护套管的末端应越过流束中心线5~10mm。

b感温元件与被测介质形成逆流,应迎着气流流向插入,至少应与被测介质流束方向成90°。

特别情况下也不能顺流安装测温元件,否则会产生测温误差。

c 插深一般不应小于300mm,如果插入深度不够,外露部分又空气流通,这样所测出的温度
比实际温度低3~4度。

d在测温元件安装时,应防止电磁场干扰的引入而影响准确测量。

在接线时一定要确保良好接触,拧紧空心螺栓,然后盖紧接线盒盖子,对不得不露在空中的热电偶最好加防雨措施,以防雨淋损坏元件。

为保护补偿导线不受外来的机械损伤和由于外磁场而造成对仪表的影响,补偿导线应加以屏蔽,并且不准有曲折迂回的情况。

e热电偶和热电阻应尽量垂直装在水平或垂直管道上,安装时应有保护套管,以方便检修和更换。

f测量管道内温度时,元件长度应在管道中心线上(即保护管插入深度应为管径的一半)。

g热电偶的冷端应处在同一环境温度下,应使用同型号的补偿导线,且正负要接对。

h高温区使用耐高温电缆或耐高温补偿线。

4.2必须遵守的工艺纪律。

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