熱電偶的工作原理及特點(diǎn)
一、工作原理 熱電偶的工作原理基于熱電效應(yīng)(塞貝克效應(yīng)),即兩種不同成分的導(dǎo)體或半導(dǎo)體(熱電極)連接成閉合回路,當(dāng)兩接點(diǎn)存在溫度差時,回路中會產(chǎn)生熱電動勢(電熱電效應(yīng)(塞貝克效應(yīng)) 當(dāng)熱電偶的兩端(熱端和冷端)存在溫差時,自由電子從高溫端向低溫端擴(kuò)散,導(dǎo)致兩接點(diǎn)處電子密度不同,形成電勢差。 熱電動勢的大小與兩接點(diǎn)的溫度差及導(dǎo)體材料的熱電特性有關(guān)。 熱電動勢的組成 接觸電動勢:不同導(dǎo)體接觸時,電子擴(kuò)散產(chǎn)生的電勢差。 溫差電動勢:同一導(dǎo)體兩端溫度不同時,電子遷移產(chǎn)生的電勢差。 熱電動勢為兩者之和,僅與材料和溫度差相關(guān)。 溫度測量原理 固定冷端溫度(通常為0℃),通過測量熱端產(chǎn)生的熱電動勢,結(jié)合分度表或公式,即可確定熱端溫度。
二、主要特點(diǎn) 測量范圍廣 常用熱電偶可覆蓋-200℃至1600℃,特殊類型(如鎢錸熱電偶)可達(dá)2800℃。 精度高 直接與被測對象接觸,避免中間介質(zhì)干擾,如鉑銠10-鉑熱電偶精度高且性能穩(wěn)定。 響應(yīng)速度快 熱接點(diǎn)體積小、熱慣性低,能快速響應(yīng)溫度變化,適合動態(tài)測量。 結(jié)構(gòu)簡單,使用方便 由兩種金屬絲組成,外有保護(hù)套管,安裝靈活,適用于復(fù)雜環(huán)境。 信號可遠(yuǎn)傳 熱電動勢信號可通過導(dǎo)線遠(yuǎn)距離傳輸,便于集中監(jiān)控和自動化控制。回路中接入第三種金屬材料時,若其兩接點(diǎn)溫度相同,不影響熱電勢,適合工業(yè)現(xiàn)場。 適用環(huán)境多樣 不******型熱電偶適用于氧化性、還原性、惰性氣氛及真空環(huán)境,如K型耐氧化,J型耐氫腐蝕。