





热电偶的基本原理及电路设计时需要注意的事项
热电偶可以用于的温度测量,但对设计工程师来说却很棘手。不过,如果你理解热电偶的工作原理的话,就可以通过坚实的电路设计和校准来优化测量精度。本文介绍了热电偶的基本原理及电路设计时需要注意的事项。
自20世纪初期以来,热电偶就被广泛应用于关键的温度测量,特别是极高温领域。对于许多工业和过程关键应用,T/C和RTD(电阻温度检测器)已经成为温度测量的“黄金标准”。
热电偶补偿导线时必须注意型号相配
由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用时),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#0C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100C。
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。
热电偶温度传感器的工作原理
两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
热电偶是科研、生产很常用的温度传感器,虽然结构简单,但是,使用中不注意仍然会产生较大测量误差。
在温度测温系统中,很常用的温度传感器—热电偶,但现场人员认为热电偶两根线结构简单,热电偶在使用前如果不进行测试或正确使用,在现场使用中仍然会出现各种问题。例如:安装或使用不当,将会引起较大的测量误差,甚至检定合格的热电偶也会因操作不当,在使用时不合格,在渗碳等还原性气氛中,如果不注意,K型热电偶也会因选择性氧化而超差。
为了提高测量精度,减少测量误差,延长热电偶使用寿命,要求使用者不仅应具备仪表方面的操作技能,而且还应具有物理、化学及材料等多方面知识。