购物车结算
最新加入的商品

    您的购物车中暂无商品

全部商品分类

热电偶的基本原理和比较研究

测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,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)。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。

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。热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时,冷端的(环境)温度变化,将严重影响测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿正常。与测量仪表连接用专用补偿导线。

热电偶冷端补偿计算方法:

从毫伏到温度:测量冷端温度,换算为对应毫伏值,与热电偶的毫伏值相加,换算出温度;

从温度到毫伏:测量出实际温度与冷端温度,分别换算为毫伏值,相减後得出毫伏值,即得温度


       一、温度测量的基本概念

温度是度量物体冷热程度的物理量,在生产和科学试验中占有极其重要的地位,是国际单位制(SI)中7个基本物理量之一。从能量角度来看,温度是描述系统不同自由度间能量发布状况的物理量;从热平衡观点来看,温度是描述热平衡系统冷热程度的物理量;从微观上看,温度标志着系统内部分子无规则运动的剧烈程度,温度高的物体,分子平均动能大,温度低的物体,分子平均动能小。

早期人们以人的器官感觉出发,凭感觉到的或接触到的冷热程度区别温度的高低。这样得出的结果往往不可靠、不准确。研究表明,几乎所有物质的性质都与温度有关,例如尺寸、体积、密度、硬度、弹性横量、破坏性强度、电导率、导磁率、光辐射强度等,利用这些性质及其随温度变化规律可进行温度测量。也就是说,温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。

二、主要测温方法介绍

温度测量方式有接触式和非接触式两大类。

1.将传感器置于与物体相同的热平衡状态中,使传感器与物体保持同一温度的测温法,即为接触式测温法。例如利用介质受热膨胀的原理的水银温度计、压力式温度计和双金属温度计等。还有利用物体电气参数随温度变化的特性来检测温度。例如热电阻、热敏电阻、电子式温度传感器和热电偶等。

接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠,测量精度较高;但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换,需要一定的时间才能达到热平衡,所以存在测温的延迟现象,同时受耐高温材料的限制,不能应用于很高的温度测量。

2.非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的,测温元件不需与被测介质接触。实现这种测温方法可利用物体的表面热辐射强度与温度的关系来检测温度。有全辐射法、部分辐射法、单一波长辐射功率的亮度法及比较两个波长辐射功率的比色法等。非接触式仪表测温的测温范围广,不受测温上限的限制,也不会破坏被测物体的温度场,反应速度一般也比较快;但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响,其测量误差较大。

三、标准要求

基本上所有的CSA和UL电气产品标准都要求进行温升测试,而且会详细要求测试条件,例如产品的输入电源、负载要求和测试环境等;测试方法,例如安装位置和使用测温方法等;测试时间;判断准则,温升的最大值和附带测试等。在测试方法中,会对测温的方法进行规定,通常有对热电偶的要求是30AWG(0.51平方厘米),铁-康铜(分度号J)或铜-康铜(分度号T)和相配合的记录仪器