什麼是熱電偶的意思概念介紹使用方法

　　熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件，那麼你對熱電偶瞭解多少呢?以下是由小編整理關於什麼是熱電偶的內容，希望大家喜歡!

　　熱電偶的簡介

　　在工業生產過程中，溫度是需要測量和控制的重要引數之一。在溫度測量中，熱電偶的應用極為廣泛，它具有結構簡單、製造方便、測量範圍廣、精度高、慣性小和輸出訊號便於遠傳等許多優點。另外，由於熱電偶是一種有源感測器，測量時不需外加電源，使用十分方便，所以常被用作測量爐子、管道內的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。

　　熱電偶的工作原理

　　當有兩種不同的導體或半導體A和B組成一個迴路，其兩端相互連線時，只要兩結點處的溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為T0 ，稱為自由端***也稱參考端***或冷端，迴路中將產生一個電動勢，該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關。這種現象稱為“熱電效應”，兩種導體組成的迴路稱為“熱電偶”，這兩種導體稱為“熱電極”，產生的電動勢則稱為“熱電動勢”。

　　熱電動勢由兩部分電動勢組成，一部分是兩種導體的接觸電動勢，另一部分是單一導體的溫差電動勢。

　　熱電偶迴路中熱電動勢的大小，只與組成熱電偶的導體材料和兩接點的溫度有關，而與熱電偶的形狀尺寸無關。當熱電偶兩電極材料固定後，熱電動勢便是兩接點溫度t和t0。的函式差。即這一關係式在實際測溫中得到了廣泛應用。因為冷端t0恆定，熱電偶產生的熱電動勢只隨熱端***測量端***溫度的變化而變化，即一定的熱電動勢對應著一定的溫度。我們只要用測量熱電動勢的方法就可達到測溫的目的。

　　熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質導體組成閉合迴路，當兩端存在溫度梯度時，迴路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應***Seebeck effect***。兩種不同成份的均質導體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處於某個恆定的溫度下。根據熱電動勢與溫度的函式關係，製成熱電偶分度表;分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。

　　在熱電偶迴路中接入第三種金屬材料時，只要該材料兩個接點的溫度相同，熱電偶所產生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入迴路中的影響。因此，在熱電偶測溫時，可接入測量儀表，測得熱電動勢後，即可知道被測介質的溫度。熱電偶測量溫度時要求其冷端***測量端為熱端，通過引線與測量電路連線的端稱為冷端***的溫度保持不變，其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關係。若測量時，冷端的***環境***溫度變化，將嚴重影響測量的準確性。在冷端採取一定措施補償由於冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補償正常。與測量儀表連線用專用補償導線。

　　熱電偶冷端補償計算方法：

　　從毫伏到溫度：測量冷端溫度，換算為對應毫伏值，與熱電偶的毫伏值相加，換算出溫度;

　　從溫度到毫伏：測量出實際溫度與冷端溫度，分別換算為毫伏值，相減後得出毫伏值，即得溫度。

　　熱電偶的主要特點

　　1、裝配簡單，更換方便;

　　2、壓簧式感溫元件，抗震效能好;

　　3、測量精度高;

　　4、測量範圍大***-200℃～1300℃，特殊情況下-270℃～2800℃***;

　　5、熱響應時間快;

　　6、機械強度高，耐壓效能好;

　　7、耐高溫可達2800度;

　　8、使用壽命長。

　　熱電偶的正確使用方法

　　正確使用熱電偶不但可以準確得到溫度的數值，保證產品合格，而且還可節省熱電偶的材料消耗，既節省資金又能保證產品質量。安裝不正確，熱導率和時間滯後等誤差，它們是熱電偶在使用中的主要誤差。

　　1、安裝不當引入的誤差

　　如熱電偶安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實溫度等，換句話說，熱電偶不應裝在太靠近門和加熱的地方，插入的深度至少應為保護管直徑的8～10倍;熱電偶的保護套管與壁間的間隔未填絕熱物質致使爐內熱溢位或冷空氣侵入，因此熱電偶保護管和爐壁孔之間的空隙應用耐火泥或石棉繩等絕熱物質堵塞以免冷熱空氣對流而影響測溫的準確性;熱電偶冷端太靠近爐體使溫度超過100℃;熱電偶的安裝應儘可能避開強磁場和強電場，所以不應把熱電偶和動力電纜線裝在同一根導管內以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測介質很少流動的區域內，當用熱電偶測量管內氣體溫度時，必須使熱電偶逆著流速方向安裝，而且充分與氣體接觸。

　　2、絕緣變差而引入的誤差

　　如熱電偶絕緣了，保護管和拉線板汙垢或鹽渣過多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良，在高溫下更為嚴重，這不僅會引起熱電勢的損耗而且還會引入干擾，由此引起的誤差有時可達上百度。

　　3、熱惰性引入的誤差

　　由於熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落後於被測溫度的變化，在進行快速測量時這種影響尤為突出。所以應儘可能採用熱電極較細、保護管直徑較小的熱電偶。測溫環境許可時，甚至可將保護管取去。由於存在測量滯後，用熱電偶檢測出的溫度波動的振幅較爐溫波動的振幅小。測量滯後越大，熱電偶波動的振幅就越小，與實際爐溫的差別也就越大。當用時間常數大的熱電偶測溫或控溫時，儀表顯示的溫度雖然波動很小，但實際爐溫的波動可能很大。為了準確的測量溫度，應當選擇時間常數小的熱電偶。時間常數與傳熱係數成反比，與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比，如要減小時間常數，除增加傳熱係數以外，最有效的辦法是儘量減小熱端的尺寸。使用中，通常採用導熱效能好的材料，管壁薄、內徑小的保護套管。在較精密的溫度測量中，使用無保護套管的裸絲熱電偶，但熱電偶容易損壞，應及時校正及更換。

　　4、熱阻誤差

　　高溫時，如保護管上有一層煤灰，塵埃附在上面，則熱阻增加，阻礙熱的傳導，這時溫度示值比被測溫度的真值低。因此，應保持熱電偶保護管外部的清潔，以減小誤差。

熱電偶的使用方法