熱電偶原理培訓(xùn)張志輝

1、淄博飛雁先行測(cè)控技術(shù)有限公司淄博飛雁先行測(cè)控技術(shù)有限公司熱電偶原理培訓(xùn)熱電偶原理培訓(xùn)JuL. 13 2014主講人：張志輝主講人：張志輝第一節(jié)第一節(jié) 熱電偶的作用原理熱電偶的作用原理l熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理 熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路 , 當(dāng)當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí)兩端存在溫度梯度時(shí), 回路中就會(huì)有電流通過，此時(shí)兩端之間就存回路中就會(huì)有電流通過，此時(shí)兩端之間就存Seebeck 電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)熱電動(dòng)勢(shì)，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。熱電動(dòng)勢(shì)與溫?zé)犭妱?dòng)勢(shì)，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。熱電動(dòng)勢(shì)與溫度梯度有一定的函數(shù)關(guān)系度梯度

2、有一定的函數(shù)關(guān)系,利用此關(guān)系就可測(cè)量溫度。利用此關(guān)系就可測(cè)量溫度。 當(dāng)組成熱電偶的導(dǎo)體材料均勻時(shí)當(dāng)組成熱電偶的導(dǎo)體材料均勻時(shí),其熱電勢(shì)的大小與導(dǎo)體本身的長(zhǎng)度和其熱電勢(shì)的大小與導(dǎo)體本身的長(zhǎng)度和直徑大小無關(guān)直徑大小無關(guān),只與導(dǎo)體材料的成分及兩端的溫度有關(guān)。因此只與導(dǎo)體材料的成分及兩端的溫度有關(guān)。因此,用各種不同用各種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體可做成各種用途的熱電偶的導(dǎo)體或半導(dǎo)體可做成各種用途的熱電偶,以滿足不同溫度對(duì)象測(cè)量的需要。以滿足不同溫度對(duì)象測(cè)量的需要。第二節(jié)第二節(jié) 熱電偶測(cè)溫基本定律熱電偶測(cè)溫基本定律l均質(zhì)回路定律均質(zhì)回路定律 由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的橫截面積、長(zhǎng)度以及溫度分布由一

3、種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的橫截面積、長(zhǎng)度以及溫度分布如何，均不產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)。如何，均不產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)。TT0V 第二節(jié)第二節(jié) 熱電偶測(cè)溫基本定律熱電偶測(cè)溫基本定律l中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律 在熱電偶回路中接入第三種材料的導(dǎo)體，只要其兩端的溫度相等，該導(dǎo)體的在熱電偶回路中接入第三種材料的導(dǎo)體，只要其兩端的溫度相等，該導(dǎo)體的接入就不會(huì)影響熱電偶回路的總熱電動(dòng)勢(shì)。接入就不會(huì)影響熱電偶回路的總熱電動(dòng)勢(shì)。l中間溫度定律中間溫度定律 熱電偶在兩接點(diǎn)溫度熱電偶在兩接點(diǎn)溫度T、T0時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)等于該熱電偶在接點(diǎn)溫度為時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)等于該熱電偶在接點(diǎn)溫度為T、 Tn和和Tn、T0時(shí)的相應(yīng)熱電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。

4、中間溫度定律可以用下式表示：時(shí)的相應(yīng)熱電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。中間溫度定律可以用下式表示：第二節(jié)第二節(jié) 熱電偶測(cè)溫基本定律熱電偶測(cè)溫基本定律),(),(),(00TTETTETTEnABnAABB中間溫度定律為補(bǔ)償導(dǎo)線的使用提供了理論依據(jù)。中間溫度定律為補(bǔ)償導(dǎo)線的使用提供了理論依據(jù)。如果補(bǔ)償導(dǎo)線接反，總的熱電勢(shì)會(huì)減小。如果補(bǔ)償導(dǎo)線接反，總的熱電勢(shì)會(huì)減小。如果不用補(bǔ)償導(dǎo)線，總熱電勢(shì)只與測(cè)溫點(diǎn)如果不用補(bǔ)償導(dǎo)線，總熱電勢(shì)只與測(cè)溫點(diǎn)T和和Tn有關(guān)，與有關(guān)，與T0無關(guān)。無關(guān)。TTnVT0第二節(jié)第二節(jié) 熱電偶測(cè)溫基本定律熱電偶測(cè)溫基本定律l標(biāo)準(zhǔn)電極定律標(biāo)準(zhǔn)電極定律 如果兩種導(dǎo)體分別與第二種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的

5、熱電動(dòng)勢(shì)已知，則由如果兩種導(dǎo)體分別與第二種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)已知，則由這兩種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)也就已知。這兩種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)也就已知。),(),(),(000TTETTETTEBCACAB第三節(jié)第三節(jié) 熱電偶種類熱電偶種類l標(biāo)準(zhǔn)熱電偶主要有標(biāo)準(zhǔn)熱電偶主要有： B型型-鉑銠鉑銠30-鉑銠鉑銠6 R型型-鉑銠鉑銠13-鉑鉑 S型型-鉑銠鉑銠10-鉑鉑 E型型-鎳鉻鎳鉻-銅鎳銅鎳 J型型-鐵鐵-銅鎳銅鎳 K型型-鎳鉻鎳鉻-鎳鋁鎳鋁 T型型-銅銅-銅鎳銅鎳 N型型-鎳鉻硅鎳鉻硅-鎳硅鎳硅l說明：說明： 熱電偶類型的字母標(biāo)識(shí)也成分度號(hào)。熱電偶類型的字母標(biāo)識(shí)也

6、成分度號(hào)。J、T和和E型熱電偶的負(fù)極型熱電偶的負(fù)極“銅鎳銅鎳”也稱也稱“康銅康銅”。當(dāng)用名義合金成分表示貴金屬或廉價(jià)金屬熱電偶時(shí)，應(yīng)先列出正極。當(dāng)用名義合金成分表示貴金屬或廉價(jià)金屬熱電偶時(shí)，應(yīng)先列出正極。K型熱電偶的負(fù)極常用型熱電偶的負(fù)極常用“鎳硅鎳硅”，但一般不能與，但一般不能與N型熱電偶的負(fù)極互換。型熱電偶的負(fù)極互換。B、S、R型熱電偶為貴金屬熱電偶，其余為廉金屬熱電偶型熱電偶為貴金屬熱電偶，其余為廉金屬熱電偶第四節(jié)第四節(jié) 熱電偶分度表及允差熱電偶分度表及允差l熱電偶分度表及允差的國家標(biāo)準(zhǔn)熱電偶分度表及允差的國家標(biāo)準(zhǔn)： 熱電偶分度表采用熱電偶分度表采用GB/T16839.1-1997熱電偶

7、熱電偶 第第1部分部分:分度表分度表熱電偶允差采用熱電偶允差采用GB/T16839.2-1997熱電偶熱電偶 第第2部分部分:允差允差l說明說明： 以以1990年國際溫標(biāo)（年國際溫標(biāo)（ITS-90）為標(biāo)準(zhǔn)，溫度（符號(hào)）為標(biāo)準(zhǔn)，溫度（符號(hào)t90）用攝氏度，電動(dòng)勢(shì)）用攝氏度，電動(dòng)勢(shì)（符號(hào)（符號(hào)E）用微伏表示。）用微伏表示。測(cè)量端：感受被測(cè)溫度的端點(diǎn)。測(cè)量端：感受被測(cè)溫度的端點(diǎn)。參比端：處于已知（參比）溫度與測(cè)量溫度比較的熱電偶端點(diǎn)。參比端：處于已知（參比）溫度與測(cè)量溫度比較的熱電偶端點(diǎn)。參比溫度：對(duì)參比溫度：對(duì)GB/T16839.1-1997熱電偶熱電偶 第第1部分部分:分度表分度表中的中的 各表

8、，參比溫度為各表，參比溫度為0。分度表（分度表（E=f(t)）由相應(yīng)的分度函數(shù)導(dǎo)出，反函數(shù)表（）由相應(yīng)的分度函數(shù)導(dǎo)出，反函數(shù)表（t=f(E)）由）由 相應(yīng)的反函數(shù)導(dǎo)出。相應(yīng)的反函數(shù)導(dǎo)出。允差：當(dāng)參比端溫度為允差：當(dāng)參比端溫度為0，測(cè)量端在指定溫度（，測(cè)量端在指定溫度（t)時(shí)，偏離時(shí)，偏離 GB/T16839.1-1997 熱電偶熱電偶 第第1部分部分:分度表分度表表中電動(dòng)勢(shì)表中電動(dòng)勢(shì)-溫度關(guān)系規(guī)定溫度關(guān)系規(guī)定 的大攝氏度值。的大攝氏度值。 類型1級(jí)允差2級(jí)允差3級(jí)允差E型溫度范圍-40+375-40+333-167+40允差值1.52.52.5溫度范圍375800333900-200-167允

9、差值0.004t0.0075t0.015tK型、N型溫度范圍-40+375-40+333-167+40允差值1.52.52.5溫度范圍37510003331200-200-167允差值0.004t0.0075t0.015tR、S型溫度范圍0+11000600允差值11.5溫度范圍110016006001600允差值1+0.003（t-1100）0.0025t第四節(jié)第四節(jié) 熱電偶分度表及允差熱電偶分度表及允差l裝配式熱電偶裝配式熱電偶第五節(jié)第五節(jié) 熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶通常由熱電極、絕緣管、保護(hù)套管、熱電偶通常由熱電極、絕緣管、保護(hù)套管、連接件、和接線盒等幾個(gè)主要部分組成。連接件、和接線

10、盒等幾個(gè)主要部分組成。l鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶第五節(jié)第五節(jié) 熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶的結(jié)構(gòu) 把熱電極材料與高溫絕緣材料預(yù)置在金屬保護(hù)管中、運(yùn)用同比例壓縮延把熱電極材料與高溫絕緣材料預(yù)置在金屬保護(hù)管中、運(yùn)用同比例壓縮延伸工藝、將這三者合為一體，制成各種直徑、規(guī)格的鎧裝偶體，再截取適伸工藝、將這三者合為一體，制成各種直徑、規(guī)格的鎧裝偶體，再截取適當(dāng)長(zhǎng)度、將工作端焊接密封、配置接線盒即成為柔軟、細(xì)長(zhǎng)的鎧裝熱電偶。當(dāng)長(zhǎng)度、將工作端焊接密封、配置接線盒即成為柔軟、細(xì)長(zhǎng)的鎧裝熱電偶。第五節(jié)第五節(jié) 熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶的結(jié)構(gòu)第六節(jié)第六節(jié) 熱熱點(diǎn)偶的補(bǔ)償導(dǎo)線點(diǎn)偶的補(bǔ)償導(dǎo)線 補(bǔ)償導(dǎo)線是在一定溫度范圍內(nèi)（補(bǔ)償導(dǎo)線是在一定溫度范圍內(nèi)（0100）具有與所匹配熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)相同）具有與所匹配熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)相同標(biāo)稱值的一對(duì)帶有絕緣層的導(dǎo)線，用它們連接熱電偶與測(cè)量裝置，以補(bǔ)償它們與標(biāo)稱值的一對(duì)帶有絕緣層的導(dǎo)線，用它們連接熱電偶與測(cè)量裝置，以補(bǔ)償它們與熱電偶連接處的溫度變化所產(chǎn)生的誤差。熱電偶連接處的溫度變化所產(chǎn)生的誤差。 補(bǔ)償導(dǎo)線分為延長(zhǎng)性與補(bǔ)償型。補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償導(dǎo)