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热电偶的开路现象
发布时间:2014-10-13        浏览次数:258        返回列表
 早期的热电偶显示仪表,其输入、补偿回路是一个测量电桥,当热电偶开路时由于桥臂断开一臂,桥路供电电压作用到后面的部分,使显示最大。通常也以此作为判断故障的依据。现在许多仪表虽然原理变了,但沿用了这个习惯,把指示最大作为热电偶开路的故障状态显示。
 
热电偶的工作原理这就要从热电偶测温原理说起,热电偶是一种感温元件,是一次仪表,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。
      热电偶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Seebeck电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。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。 
 
B:热电偶工作原理:
 
      两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不
同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电
偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也
称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示
仪表会指出热电偶所产生的热电势。
 
热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对
于热电偶的热电势,应注意如下几个问题:
 
  1:热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差,而不是热电偶两端温度差的函数;
 
  2 :热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,
只与热电偶材料的成份和两端的温差有关;
 
  3:当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有
关;若热电偶冷端的温度保持一定,这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。
 
常用的热电偶材料有:  
热电偶分度号     热电极材料    
      正极     负极    
S     铂铑10     纯铂    
R     铂铑13     纯铂    
B     铂铑30     铂铑6    
K     镍铬     镍硅    
T     纯铜     铜镍    
J     铁     铜镍    
N     镍铬硅     镍硅    
E     镍铬     铜镍