





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(thermocouple)工作原理
热电偶工作原理
向一段金属丝施加一个电压源时,电流从正端流向负端,金属丝发热,造成一部分能量损耗。托马斯·塞贝克在1821年发现的塞贝克效应则是一种反向现象:向一段金属丝应用某种温度梯度时,会产生一个电势。这就是热电偶的物理基础。
热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过温度变送器转换成4-20mA信号引入到控制系统显示温度。
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体A和B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(Seebeck effect)。
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。