欧美国产成人在线免费|国产精品无码久久久久av|亚洲午夜无码在线观看|亚洲视频第一页精品

行業(yè)知識(shí)

溫度測(cè)量的精髓之熱電偶測(cè)量篇

2024-02-22 13:34:09 smartmeter 69

第一章 熱電偶的基礎(chǔ)知識(shí)

圖片關(guān)鍵詞

圖片關(guān)鍵詞

圖片關(guān)鍵詞圖片關(guān)鍵詞

圖片關(guān)鍵詞

圖片關(guān)鍵詞

圖片關(guān)鍵詞

圖片關(guān)鍵詞

1、什么是熱電偶

所謂熱電偶是指由兩種不同材質(zhì)的金屬導(dǎo)體構(gòu)成的溫度傳感器。與其他溫度計(jì)(水銀溫度計(jì)、熱敏電阻等)相比較,主要用于工業(yè)行業(yè)的熱電偶具有其特點(diǎn):

①響應(yīng)速度快。

②可進(jìn)行-200℃到+1700℃之間大范圍的溫度測(cè)量。

③可對(duì)特定點(diǎn)和小空間進(jìn)行溫度測(cè)量。

④由于溫度信息可檢測(cè)為電信號(hào)(熱電動(dòng)勢(shì)),信息的處理和分析非常便利。

⑤價(jià)格低廉,易購(gòu)買(mǎi)。

2、熱電偶的原理

1821年德國(guó)科學(xué)家塞貝克(T.J Seebeck)發(fā)現(xiàn):當(dāng)連接兩種不同金屬,并對(duì)兩端的接點(diǎn)施加不同溫度時(shí),金屬之間會(huì)產(chǎn)生電壓并有電流通過(guò)。這一現(xiàn)象以發(fā)現(xiàn)者的名字命名為“塞貝克效應(yīng)”。該回路中生成電流的電力被稱(chēng)為熱電動(dòng)勢(shì)(Thermoelectromotive force),其極性和大小僅由兩種導(dǎo)體的材質(zhì)和兩端之間的溫度差決定。

圖片關(guān)鍵詞

利用前面所說(shuō)的塞貝克效應(yīng),熱電偶工作原理為其憑借2種不同金屬的接合處(測(cè)溫接點(diǎn))T1與熱電偶顯示儀表接點(diǎn)(基準(zhǔn)接點(diǎn))T0之間的溫度差T,從而產(chǎn)生電壓。使用熱電偶測(cè)量溫度時(shí),顯示儀表會(huì)測(cè)量該電壓。

圖片關(guān)鍵詞

熱電偶顯示儀表的測(cè)量方式有以下2種:

1、將基準(zhǔn)接點(diǎn)設(shè)為 0℃(冷端補(bǔ)償),直接讀取溫度。

2、測(cè)量基準(zhǔn)接點(diǎn)的氣溫(基準(zhǔn)接點(diǎn)補(bǔ)償),計(jì)入溫度差△T。

圖片關(guān)鍵詞

測(cè)量時(shí),將冷端維持在0℃非常困難。通過(guò)測(cè)量端子周?chē)臏囟?,將其與以0℃為基準(zhǔn)的熱電動(dòng)勢(shì)相加,可以獲得測(cè)溫接點(diǎn)的溫度。我們稱(chēng)之為基準(zhǔn)接點(diǎn)補(bǔ)償。

3、熱電偶的感溫部分位于何處?

下圖是將熱電偶插入裝有熱液體的杯中的示意圖。假設(shè)液體內(nèi)溫度為均勻100℃(無(wú)溫度梯度)。此時(shí),液體內(nèi)的熱電偶部分不會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)。熱電動(dòng)勢(shì)只產(chǎn)生于存在溫度梯度的部分。由于熱電偶的感溫部位會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì),因此該溫度梯度部位即為熱電偶的感溫部位。

圖片關(guān)鍵詞

第二章 熱電偶的選擇

1、根據(jù)測(cè)量溫度選擇

熱電偶按照兩種金屬導(dǎo)體的組合方式可分為以下8大種類(lèi)。

熱電偶分度號(hào)

熱電偶電極材料

測(cè)溫范圍

正極

負(fù)極

B

含銠為30%的鉑銠合金

含銠為6%的鉑銠合金

+600℃到+1700℃

R

含銠為13%的鉑銠合金

0℃到+1100℃

S

含銠為10%的鉑銠合金

+600℃到+1600℃

N

以鎳、鉻和硅為主的合金

以鎳和硅為主的合金

-200℃到+1200℃

K

以鎳和鉻為主的合金

以鎳和鋁為主的合金

-200℃到+1200℃

E

以鎳和鋁為主的合金

以銅和鎳為主的合金

-200℃到+900℃

J

以銅和鎳為主的合金

-40℃到+750℃

T

以銅和鎳為主的合金

-200℃到+350℃


B型熱電偶、R型熱電偶、S型熱電偶被稱(chēng)為貴金屬熱電偶,而N型熱電偶、K型熱電偶、E型熱電偶、J型熱電偶、T型熱電偶被稱(chēng)為廉金屬熱電偶。含有鉑、銠等熔點(diǎn)較高金屬的貴金屬熱電偶被用來(lái)測(cè)量+1000℃以上的溫度,而廉金屬熱電偶則常用于測(cè)量+1000℃以下的溫度。

下面描述了各類(lèi)熱電偶的特征。

【B型熱電偶】

B型熱電偶由于相較其他貴金屬熱電偶,其銠含量更高,所以熔點(diǎn)和機(jī)械強(qiáng)度有所增加,使用壽命長(zhǎng)。電動(dòng)勢(shì)極低,無(wú)法測(cè)量低溫區(qū)域。主要用于測(cè)量R型熱電偶/S型熱電偶無(wú)法測(cè)量的溫度更高的區(qū)域。

【R型熱電偶和S型熱電偶】

R型熱電偶和S型熱電偶也用于對(duì)耐久性有一定要求的高溫區(qū)域。在我國(guó)貴金屬熱電偶中S熱電偶的使用率最高。

【N型熱電偶】

N型熱電偶價(jià)格低廉,用于測(cè)量+1000℃以上的高溫區(qū)域。

【K型熱電偶】

相較于貴金屬熱電偶,K型熱電偶價(jià)格低廉,現(xiàn)在工業(yè)用途中最常見(jiàn)到它的身影。由于其電動(dòng)勢(shì)的直線性良好,具有較高的耐熱和耐腐蝕性,因此可優(yōu)先考慮使用K熱電偶。

【E型熱電偶】

每1℃的電動(dòng)勢(shì)極大,是分辨率良好的類(lèi)型。特別用于對(duì)溫度進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。

【J型熱電偶】
J型熱電偶是次于 E 熱電偶的類(lèi)型,其每1℃的電動(dòng)勢(shì)較大,分辨率優(yōu)良。價(jià)格低于E熱電偶也是其一大特點(diǎn)。

【T型熱電偶】

T型熱電偶是低溫區(qū)域(-200到+300℃)下的電動(dòng)勢(shì)特性?xún)?yōu)秀的類(lèi)型。用于精準(zhǔn)測(cè)量低溫區(qū)域。


圖片關(guān)鍵詞

2、根據(jù)環(huán)境性和響應(yīng)性選擇

為了使熱電偶引線在氧化和腐蝕環(huán)境下具有耐久性,通常將其與外界空氣隔絕。為了與外界空氣隔絕,會(huì)在金屬套管和一對(duì)熱電偶引線之間充填和封入粉末狀的無(wú)機(jī)絕緣物質(zhì),我們將這種加工而成的熱電偶稱(chēng)為“鎧裝熱電偶”。

以下為鎧裝熱電偶的特點(diǎn):憑借這些特點(diǎn),自十多年前投入到實(shí)際應(yīng)用中以來(lái),鎧裝熱電偶的使用變得越來(lái)越廣泛。

① 較大的機(jī)械強(qiáng)度使其具有優(yōu)良的彎曲性和耐沖擊性

② 良好的耐腐蝕性和抗壓性

鎧裝熱電偶的測(cè)溫接點(diǎn)有3種類(lèi)型。根據(jù)使用用途選擇最合適的接點(diǎn)類(lèi)型。

【接地式】

接地式熱電偶將熱電偶引線直接焊接在套管前端,構(gòu)成測(cè)溫接點(diǎn)。其特點(diǎn)是響應(yīng)快。由于引線與套管導(dǎo)通,不能使用于存在噪音或危險(xiǎn)的場(chǎng)所。

【絕緣式】

絕緣式熱電偶的熱電偶引線與套管完全絕緣,構(gòu)成測(cè)溫接點(diǎn)。其響應(yīng)性不及接地型,但可長(zhǎng)時(shí)間使用,此外也可用于存在噪音或危險(xiǎn)的場(chǎng)所而不受任何影響。

【露端式】

這種熱電偶的熱電偶引線從套管中露出,構(gòu)成測(cè)溫接點(diǎn)。其響應(yīng)性為3種類(lèi)型中最快,可對(duì)細(xì)微的溫度變化作出反應(yīng)。它可用于諸如引擎測(cè)試等對(duì)快速響應(yīng)性有一定要求的場(chǎng)合。但是強(qiáng)度很低,基本上只作為一次性使用。

熱電偶選用非三言?xún)烧Z(yǔ)可以說(shuō)清楚,如果您想深入了解這樣方面問(wèn)題,可通過(guò)《在測(cè)溫過(guò)程中如何選用熱電偶》參閱更多技術(shù)資料。

第三章 熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線

1、什么是補(bǔ)償導(dǎo)線

所謂補(bǔ)償導(dǎo)線是指用于連接熱電偶與溫度顯示儀表之間的導(dǎo)線。在使用溫度范圍(0℃到+60℃)內(nèi)具有與熱電偶幾乎相同的熱電動(dòng)勢(shì),因此它主要用于延長(zhǎng)熱電偶。
出于對(duì)下圖所示的溫度梯度考慮。

圖片關(guān)鍵詞

由于感溫部位存在溫度梯度,補(bǔ)償導(dǎo)線上也會(huì)產(chǎn)生與該溫度差相當(dāng)?shù)臒犭妱?dòng)勢(shì)。熱電偶顯示儀表計(jì)算產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)的合計(jì)值,并顯示為溫度。

2、溫度儀表通過(guò)測(cè)量熱電偶電勢(shì)值而顯示溫度

圖片關(guān)鍵詞

如果按上圖所示不使用補(bǔ)償導(dǎo)線而使用銅導(dǎo)線,那么即使存在溫度梯度的部分也不會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)。由此導(dǎo)致溫度的測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差。

3、熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線的連接

連接部位不存在溫度梯度時(shí),使用普通接線板連接熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線不會(huì)有任何問(wèn)題。

假使連接部位產(chǎn)生溫度差異,則無(wú)法進(jìn)行正確測(cè)量。此時(shí),應(yīng)使用與所用熱電偶具有相同熱電動(dòng)勢(shì)的專(zhuān)用連接器。

4、熱電偶的最大延長(zhǎng)

熱電偶本身延長(zhǎng)至1km以上也可以使用。但是,測(cè)量器上一般都規(guī)定了可配線的最大輸入信號(hào)電阻值和“輸入信號(hào)電阻”。需要注意的是,如果熱電偶的總電阻值超出該值,則無(wú)法實(shí)現(xiàn)正確測(cè)量。

第四章 熱電偶校準(zhǔn)

按照國(guó)家頒布的熱電偶檢定和校驗(yàn)技術(shù)規(guī)范,熱電偶校驗(yàn)一般用定點(diǎn)法或比較法進(jìn)行校驗(yàn),下面對(duì)比較法和定點(diǎn)法做相關(guān)介紹。

1、定點(diǎn)法和比較法

所謂熱電偶校驗(yàn),是指決定所用熱電偶顯示的值與實(shí)際溫度之間關(guān)系的一項(xiàng)操作。校驗(yàn)通常每半年進(jìn)行1次。校驗(yàn)方法大致可分為定點(diǎn)法和比較法。

【定點(diǎn)法】

所謂定點(diǎn)法,是指使用溫度定點(diǎn)給出正確溫度值,然后進(jìn)行校驗(yàn)的方法。

圖片關(guān)鍵詞

如上圖所示測(cè)量定點(diǎn)溫度后進(jìn)行校驗(yàn)。

由于溫度定點(diǎn)為物質(zhì)的相平衡狀態(tài),無(wú)論何時(shí)復(fù)現(xiàn)溫度均恒定不變。

【常用定點(diǎn)】

定點(diǎn)

溫度

氮的沸點(diǎn)

-195.798℃

氧的沸點(diǎn)

-182.954℃

冰點(diǎn)

0℃

水的沸點(diǎn)

99.974℃

水的三相點(diǎn)

0.01℃

錫的凝固點(diǎn)

231.928℃

鋅的凝固點(diǎn)

419.527℃

鋁的凝固點(diǎn)

660.323℃

銀的凝固點(diǎn)

961.78℃

金的凝固點(diǎn)

1064.18℃

鉑的凝固點(diǎn)

1768℃

所謂水的三相點(diǎn),是指液體、氣體、固體這三種形態(tài)共存的溫度,通常可以在被稱(chēng)為水三相點(diǎn)瓶的玻璃瓶中實(shí)現(xiàn)。±0.001℃可獲得最佳精度,常在定點(diǎn)法中使用。

【比較法】

所謂比較法,是指利用二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶WRPB-2測(cè)量任意規(guī)定的恒溫槽溫度,同時(shí)獲得它與已測(cè)被校驗(yàn)熱電偶之間的誤差后進(jìn)行校驗(yàn)的一種方法。

圖片關(guān)鍵詞

相較于定點(diǎn)法,其精度下降,可使用任意溫度進(jìn)行校驗(yàn)是其特點(diǎn)所在。

2、熱電偶的使用壽命

熱電偶也具有使用壽命。雖然其使用溫度和環(huán)境千差萬(wàn)別,但一般來(lái)說(shuō),如果在低于常用溫度以下的氧化環(huán)境中使用,貴金屬熱電偶使用壽命約為2000小時(shí),廉金屬熱電偶的使用壽命約為10000小時(shí)。如果在極限溫度下使用,則它的使用壽命會(huì)大幅縮短,約為50到250小時(shí)。當(dāng)熱電偶接近使用壽命時(shí),它將無(wú)法顯示正常溫度,最終會(huì)斷線。為了進(jìn)行正確測(cè)量,請(qǐng)定期對(duì)熱電偶進(jìn)行維護(hù)和更換。

第五章 熱電偶測(cè)量故障排查

使用熱電偶測(cè)量溫度時(shí),有時(shí)會(huì)無(wú)法獲得正確的測(cè)量值。下面匯總了熱電偶測(cè)量時(shí)容易發(fā)生的故障實(shí)例。

圖片關(guān)鍵詞

上圖是進(jìn)行正常熱電偶測(cè)量的狀態(tài)

按照總體的熱電動(dòng)勢(shì)為1.00mV+3.00mV+10.00mV=14.00mV,測(cè)量值為100℃。(以熱電動(dòng)勢(shì)的各數(shù)值作為參考值)

1、熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線的極性反接

如果弄錯(cuò)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線的極性,則無(wú)法正確測(cè)量。

圖片關(guān)鍵詞

總體的熱電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?6.00mV,顯示儀表上顯示錯(cuò)誤溫度。

2、銅導(dǎo)線代替補(bǔ)償導(dǎo)線使用等

有溫度梯度時(shí),如果使用銅導(dǎo)線等替代補(bǔ)償導(dǎo)線,則無(wú)法正確測(cè)量。

圖片關(guān)鍵詞

總體的熱電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?1.00mV,測(cè)量器上顯示錯(cuò)誤溫度。

3、使用了不同種類(lèi)的熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線

如果使用與測(cè)量器不同種類(lèi)的熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線,則無(wú)法正確測(cè)量。

圖片關(guān)鍵詞

總體的熱電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?.50mV,測(cè)量器上顯示錯(cuò)誤溫度。

首頁(yè)
產(chǎn)品
下載
聯(lián)系
威信县| 石渠县| 武穴市| 襄垣县| 阜阳市| 大竹县| 乐清市| 健康| 图木舒克市| 彰化县| 佛学| 康平县| 高州市| 凌源市| 修文县| 赣州市| 蒙自县| 信宜市| 祁门县| 崇州市| 榆社县| 百色市| 南皮县| 潮安县| 汕头市| 大埔县| 洛扎县| 靖宇县| 奉节县| 体育| 饶阳县| 收藏| 明溪县| 绿春县| 正镶白旗| 嫩江县| 双峰县| 昌宁县| 阿合奇县| 济南市| 深水埗区|