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一、熱電偶的應(yīng)用原理

熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是

①丈量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。

②丈量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶最低可測(cè)到-269℃（如金鐵鎳鉻）最高可達(dá)+2800℃（如鎢-錸）

③構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。

1．熱電偶測(cè)溫基本原理

將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體A和B兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便發(fā)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的

2．熱電偶的種類(lèi)及結(jié)構(gòu)形成

1熱電偶的種類(lèi)

常用熱電偶可分為規(guī)范熱電偶和非規(guī)范熱電偶兩大類(lèi)。所調(diào)用規(guī)范熱電偶是指國(guó)家規(guī)范規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的規(guī)范分度表的熱電偶，有與其配套的顯示儀表可供選用。非規(guī)范化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及規(guī)范化熱電偶，一般也沒(méi)有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場(chǎng)所的丈量。規(guī)范化熱電偶我國(guó)從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國(guó)際規(guī)范生產(chǎn)，并指定SBEKRJT七種規(guī)范化熱電偶為我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。

2熱電偶的結(jié)構(gòu)形式為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對(duì)它結(jié)構(gòu)要求如下：

①組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必需牢固；

②兩個(gè)熱電極相互之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；

③彌補(bǔ)導(dǎo)線(xiàn)與熱電偶自由端的連接要方便可靠；

④維護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

3．熱電偶冷端的溫度彌補(bǔ)

由于熱電偶的資料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時(shí)）而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低本錢(qián)，通常采用彌補(bǔ)導(dǎo)線(xiàn)把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上。必需指出，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，自身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來(lái)彌補(bǔ)冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。

使用熱電偶彌補(bǔ)導(dǎo)線(xiàn)時(shí)必需注意型號(hào)相配，極性不能接錯(cuò)，彌補(bǔ)導(dǎo)線(xiàn)與熱電偶連接端的溫度不能超越100℃。

二、熱電阻的應(yīng)用原理

熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。主要特點(diǎn)是丈量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的丈量精確度是最高的不只廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。

1．熱電阻測(cè)溫原理及材料

熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度丈量的熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開(kāi)始采用甸、鎳、錳和銠等資料制造熱電阻。

2．熱電阻的結(jié)構(gòu)

1從熱電阻的測(cè)溫原理可知，被測(cè)溫度的變化是直接通過(guò)熱電阻阻值的變化來(lái)測(cè)量的因此，熱電阻體的引出線(xiàn)等各種導(dǎo)線(xiàn)電阻的變化會(huì)給溫度丈量帶來(lái)影響。為消除引線(xiàn)電阻的影響同般采用三線(xiàn)制或四線(xiàn)制，有關(guān)具體內(nèi)容參見(jiàn)本篇第三章第一節(jié).

2鎧裝熱電阻鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）引線(xiàn)、絕緣資料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體，如圖2-1-7所示，外徑一般為φ2~φ8mm最小可達(dá)φmm

與普通型熱電阻相比，有下列優(yōu)點(diǎn)：①體積小，內(nèi)部無(wú)空氣隙，熱慣性上，丈量滯后小；②機(jī)械性能好、耐振，抗沖擊；③能彎曲，便于裝置④使用壽命長(zhǎng)。

3端面熱電阻端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計(jì)端面，其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度，適用于丈量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。

4隔爆型熱電阻隔爆型熱電阻通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)的接線(xiàn)盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線(xiàn)盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級(jí)區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的溫度丈量。

3．熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)的組成

熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線(xiàn)和顯示儀表等組成。必需注意以下兩點(diǎn)：

①熱電阻和顯示儀表的分度號(hào)必須一致

②為了消除連接導(dǎo)線(xiàn)電阻變化的影響，必需采用三線(xiàn)制接法。

2鎧裝熱電阻鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）引線(xiàn)、絕緣資料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體，如圖2-1-7所示，外徑一般為φ2~φ8mm最小可達(dá)φmm與普通型熱電阻相比，有下列優(yōu)點(diǎn)：①體積小，內(nèi)部無(wú)空氣隙，熱慣性上，丈量滯后小；②機(jī)械性能好、耐振，抗沖擊，③能彎曲，便于裝置④使用壽命長(zhǎng)。

3端面熱電阻端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計(jì)端面，其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度，適用于丈量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。

4隔爆型熱電阻隔爆型熱電阻通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)的接線(xiàn)盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影電阻體的斷路修理肯定要改變電阻絲的長(zhǎng)短而影響電阻值，為此更換新的電阻體為好，若采用焊接修理，焊后要校驗(yàn)合格后才能使用。