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熱電偶的概念和使用知識
熱電偶是種感溫元件，是種儀表。它直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)熱電偶換成熱電動勢信號, 通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)（Seebeck effect）。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較的端為工作端，溫度較低的端為自由端，自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系, 制成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。上海佳實電子科技有限公司生產(chǎn)水分儀，水分測定儀。
在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時，只要該材料兩個接點的溫度相同，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此，在熱電偶測溫時，可接入測量儀表， 測得熱電動勢后，即可知道被測介質(zhì)的溫度。 鎧裝熱電偶
熱電偶測量溫度時要求其冷端（測量端為熱端，通過引線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢大小才與測量溫度呈定的比例關(guān)系。若測量時，冷端的（環(huán)境）溫度變化，將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性。在冷端采取定措施補償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補償正常。
附：熱電偶冷端補償計算方法：從毫伏到溫度：測量冷端溫度，換算為對應(yīng)毫伏值，與熱電偶的毫伏值相加，換算出溫度。 從溫度到毫伏：測量出實際溫度與冷端溫度，分別換算為毫伏值，相減後得出毫伏值，即得溫度。
特點
◆裝配簡單，換方便
◆壓簧式感溫元件，抗震性能好
◆測量范圍大（－200℃～1300℃,特殊情況下－270℃～2800℃）
◆ 機(jī)械強度，耐壓性能好
◆ 耐溫可達(dá)2800度
結(jié)構(gòu)
熱電偶的結(jié)構(gòu)形式為了熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結(jié)構(gòu)要求如下：
①組成熱電偶的兩個熱電極的焊接須牢固；
②兩個熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；
?、垩a償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；
?、鼙Ｗo(hù)套管應(yīng)能熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。
工作原理
兩種不同成份的導(dǎo)體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路，當(dāng)兩個接合點的溫度不同時，在回路中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶是利用這種原理進(jìn)行溫度測量的，其中，直接用作測量介質(zhì)溫度的端叫做工作端（也稱為測量端），另端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。
熱電偶實際上是種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度，對于熱電偶的熱電勢，應(yīng)注意如下幾個問題：
1：熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶冷端與工作端，兩端溫度差的函數(shù)；
2 ：熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的大小，當(dāng)熱電偶的材料是均勻時，與熱電偶的長度和直徑無關(guān)，只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān)；
3：當(dāng)熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后，熱電偶熱電勢的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持定，這進(jìn)熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成個閉合回路，如圖所示。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢，因而在回路中形成個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這效應(yīng)來工作的。
熱電偶的安裝要求
對熱電偶與熱電阻的安裝,應(yīng)注意有利于測溫準(zhǔn)確,安全可考及維修方便,而且不影響設(shè)備運行和生產(chǎn)操作.要滿足以上要求,在選擇對熱電偶和熱電阻的安裝部位和插入深度時要注意以下幾點:
1、為了使熱電偶和熱電阻的測量端與被測介質(zhì)之間有充分的熱交換,應(yīng)合理選擇測點位置,盡量避免在閥門,彎頭及管道和設(shè)備的死角附近裝設(shè)熱電偶或熱電阻.
2、帶有保護(hù)套管的熱電偶和熱電阻有傳熱和散熱損失,為了減少測量誤差,熱電偶和熱電阻應(yīng)該有足夠的插入深度:
?。?）對于測量管道流體溫度的熱電偶,般都應(yīng)將其測量端插入到管道處（垂直安裝或傾斜安裝）.如被測流體的管道直徑是200毫米,那熱電偶或熱電阻插入深度應(yīng)選擇100毫米;
（2）對于溫壓和速流體的溫度測量（如主蒸汽溫度）,為了減小保護(hù)套對流體的阻力和防止保護(hù)套在流體作用下發(fā)生斷裂,可采取保護(hù)管淺插方式或采用熱套式熱電偶.淺插式的熱電偶保護(hù)套管,其插入主蒸汽管道的深度應(yīng)不小于75mm;熱套式熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)插入深度為100mm;
?。?）假如需要測量是道內(nèi)氣的溫度,盡管道直徑為4m,熱電偶或熱電阻插入深度1 m即可.
?。?）當(dāng)測量原件插入深度過1m時,應(yīng)盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護(hù)套管.
常見問題
對于熱電偶的熱電勢，應(yīng)注意如下幾個問題：
1：熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端與冷端兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶冷端與工作端，兩端溫度差的函數(shù)；
2 ：熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的大小，當(dāng)熱電偶的材料是均勻時，與熱電偶的長度和直徑無關(guān)。
3：當(dāng)熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后，熱電偶熱電勢的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持定，這進(jìn)熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成個閉合回路，如圖所示。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢，因而在回路中形成個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這效應(yīng)來工作的。