热电偶测温基本原理

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热电偶的测温原理

热电偶的测温原理

热电偶的测温原理热电偶是一种常用的温度测量仪器,它的测温原理是基于热电效应。

热电效应是指在两种不同金属或半导体之间形成温差时,会产生电势差的现象。

这种现象被称为“塞贝克效应”或“热电效应”。

热电偶由两种不同金属或半导体材料组成,它们被连接在一起形成一个回路。

当热电偶的两端温度不同时,就会产生电势差。

这个电势差与温度差成正比,因此可以通过测量电势差来确定温度差。

热电偶的工作原理可以用一个简单的实验来说明。

我们可以将两根不同金属的导线连接在一起,形成一个回路。

然后将一个导线的一端加热,另一个导线的一端保持常温。

这时,由于两个导线的材料不同,它们的电子结构也不同,因此在两个导线之间会产生电势差。

这个电势差可以通过连接一个电压表来测量。

热电偶的测温范围很广,可以测量从几十摄氏度到几千摄氏度的温度。

不同的热电偶材料适用于不同的温度范围。

例如,铜-常数偶适用于低温测量,铬-铝偶适用于高温测量,铂-铑偶适用于极高温测量。

热电偶的精度和稳定性取决于多个因素,包括材料的选择、连接方式、环境温度和电路设计等。

为了获得更高的精度和稳定性,热电偶通常需要进行校准和调整。

校准可以通过将热电偶与已知温度的标准温度计进行比较来完成。

调整可以通过更改热电偶的连接方式或使用补偿电路来实现。

热电偶在工业、科研和医疗等领域都有广泛的应用。

在工业领域,热电偶可以用于测量炉温、熔炼温度、热处理温度等。

在科研领域,热电偶可以用于测量实验室中的各种温度,例如反应器温度、实验室动物体温等。

在医疗领域,热电偶可以用于测量人体温度,例如口腔温度、肛门温度等。

热电偶是一种常用的温度测量仪器,它的测温原理基于热电效应。

热电偶可以测量广泛的温度范围,具有精度高、稳定性好等优点。

热电偶在工业、科研和医疗等领域都有广泛的应用。

热电偶的工作原理及结构

热电偶的工作原理及结构

热电偶工作原理及结构检修岗位1.懂工作原理1.1热电偶测温原理两种电子密度不同的导体构成闭合回路,如果两接头的温度不同,回路中就有电流产生,这种现象成为热电现象,相应的电动势成为温差电势或者热电势,它与温度有一定的函数关系,利用此关系就可测量温度。

这种现象包含的原理有:帕尔帖定理----不同材料结合在一起,在其结合面产生电势。

汤姆逊定理---由温差引起的电势。

当组成热电偶的导体材料均匀时,其热电势的大小与导体本身的长度与直径大小无关,只与导体材料的成份及两端的温度有关。

因此,用各种不同的导体或者半导体可做成各种用途的热电偶, 以满足不同温度对象测量的需要。

1.2热电偶三大定律均质导体定律由单一均质金属所形成之封闭回路,沿回路上每一点即使改变温度也不11 会有电流产生。

亦即,E = Oo由2种均质金属材料A与B所形成的热电偶回路中,热电势E与接点处温度t、t的相关函%1 2数关系,不受A与B 之中间温度t与t3 4之影响。

中间金属定律在由A与B所形成之热电偶回路两接合点以外的任意点插入均质的第h三金属C, C之两端接合点之温度七3若为相同的话,E不受c 插入之影响。

在由A 与B 所 形成之热电偶回路, 将A 与B 的接合点 打开并插入均质的 金属C 时,A 与C 接合点的温度与打 开前接合点的温度 相等的话,E 不受C 插入的影响。

之中间金属C,形成C点温度保持t 与t12的情况下,E +ACE = E oCB AB中间温度定律如右图所示, 对由A 与B 所形成 之热电偶插入第3由A 与C 、C 与B 之2组热电偶。

接合 AB如右图所本任意数的异种金属A、B、c・• • G 所形成的封闭回路,封闭回路之全体或者是全部的接合点保持在相等的温度时,此回路的E=0o如右图所示,A与B所形成之热电偶,两接合点之温度为tl与t2时之E门为E12,12与t3时之E 为E13的话,E12 + E23 = E13o此时,称t2为中间温度。

简述热电偶及其测温原理

简述热电偶及其测温原理

简述热电偶及其测温原理一、引言热电偶是一种常用的温度传感器,广泛应用于各种领域。

本文将详细介绍热电偶及其测温原理。

二、热电偶的构成热电偶由两种不同金属导线组成,通常为铜和常见的合金铬-镍或铬-镍-铁。

这两根导线在一端焊接在一起,称为“热端”,另一端分别连接到测量仪器中,称为“冷端”。

三、热电偶的工作原理当两种不同金属导线组成的热电偶的两端温度不同时,就会产生一个电动势(EMF),这个现象被称为“塞贝克效应”。

这个电动势与温差之间的关系是线性的。

四、测量温度通过测量热电偶产生的EMF可以计算出温度。

但是需要注意到,在实际应用中,我们并不能直接测量出热端和冷端之间的温差,而只能测量出它们之间产生的EMF。

因此,需要使用标准表格或者计算公式来将EMF转换成相应的温度值。

五、特点热电偶具有响应速度快、测量范围广、精度高、可靠性好等特点,同时价格较为实惠。

由于其在不同的温度范围内表现出不同的特性,因此可以根据需要选择不同种类的热电偶。

六、应用热电偶被广泛应用于各种领域,如工业自动化控制、航空航天、医疗设备等。

在工业生产中,常用于测量高温或低温环境下的温度,如冶金行业中的炉温测量,汽车行业中的发动机温度测量等。

七、注意事项在使用热电偶时需要注意以下几点:1. 确保连接牢固:由于热电偶是通过两根金属导线连接而成,因此需要确保连接处牢固可靠。

2. 避免弯曲:弯曲会导致导线内部产生微小裂纹或者变形,从而影响测量精度。

3. 防止氧化:铜和合金铬-镍或铬-镍-铁易受氧化影响,因此需要定期清洗和维护。

4. 避免磁场干扰:热电偶对磁场敏感,因此需要避免磁场干扰。

八、结论通过本文的介绍,我们了解到了热电偶的构成、工作原理、测量温度方法、特点和应用等方面的内容。

在实际应用中,我们需要注意以上几点,以确保热电偶的测量精度和可靠性。

热电偶测温原理

热电偶测温原理

热电偶测温原理
热电偶是一种很常见的温度传感器,它通常被用来测量和控制物体的温度,热电偶的原理源自热电偶定律,也称为热电偶方程,它指出电流在金属间引起热电势,从而导致电势变化。

热电偶由两种金属圈组成,这两种金属不同,一种金属圈的温度比另一种高,在这两个金属圈之间形成热电荷,通过热电荷的变化可以得出温度的改变。

当热电偶的温度发生变化时,金属圈之间的热电荷也会发生变化,这种变化可以引起电势的变化,由电势的变化反映出温度的变化,从而可以测量出温度的变化。

为了及时准确地测量和控制温度,有必要在热电偶组件上使用放大电路,这样,热电偶能够更准确地测量出温度变化,从而可以更好地控制温度。

热电偶可以用于测量和控制各种环境温度,比如食品工业、医药、航空航天等领域都有广泛的应用,热电偶的使用不仅可以安全可靠地测量和控制温度,而且还可以提高生产的效率和质量。

虽然热电偶有许多优点,但是它仍存在一些不足之处,比如,热电偶的反应时间较长,因此,如果需要实时的精确的温度测量,可能就不太适合使用热电偶。

此外,热电偶还有耐温性能差、受外界环境影响小等特点。

总之,热电偶是一种常用的温度传感器,它能够安全可靠地测量和控制温度,广泛应用于各个领域。

但是,它同样也有一些不足之处,
比如反应时间过长,受外界环境影响过小,以及耐温性能不足等等,希望有更多的研究来改进热电偶,从而提高其性能。

热电偶测温原理及常见故障

热电偶测温原理及常见故障

热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一,热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。

其优点是:①测量精度高。

因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。

②测量范围广。

常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。

③构造简单,使用方便。

热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。

1.热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。

当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。

热电偶就是利用这一效应来工作的。

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6K 镍铬镍硅T 纯铜铜镍J 铁铜镍N 镍铬硅镍硅E 镍铬铜镍2.热电偶的种类及结构形成(1)热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。

所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。

非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。

标准化热电偶我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

热电偶测温原理及应用

热电偶测温原理及应用

热电偶测温原理及应用摘要热电偶测温在化工生产中有着重要的意义, 本文阐述了热电偶测温的原理及其应用。

关键词温度测温方法热电偶测温一、热电偶测温基本原理将两种不同材料(但符合一定要求)的导体或半导体A 和B 的任意一端焊接在一起就构成了热电偶。

组成热电偶的导体或半导体称为热电极, 被焊接的一端插入测温场所,称为工作端, 另一端称冷端。

当两端温度不同时就会有热电势产生, 它是测量温度的感温元件, 将温度信号转换为电信号再由仪表显示出来。

热电偶的测温原理就是利用了热电效应。

任意两种材质不同的金属导体或半导体A 和B 首尾连接成闭合回路, 只要两接点T1和T2 的温度不同, 就会产生热电势, 形成热电流, 这就是热电效应。

热电偶原理图热电势的大小与材质有关, 与热电偶两端的温差有关。

对应一定材质, 其两端的温度与热电势间有固定的函数关系, 利用这个关系就可以测出温度值来。

热电偶的热电势随温度的升高而增大, 其热电势的大小与热电偶的材料和热电偶两端的温度值有关, 而与热电极的长度、直径无关。

1 .热电偶的广义分类热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。

所为标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶, 它有与其配套的显示仪表。

非标准热电偶在使用范围或数量级上均不及标准热电偶, 一般也没有统一的分度表, 主要用于某些特殊场合的测量。

为了保证热电偶可靠、稳定地工作, 对它的结构要求是:组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;两个热电极彼此之间应很好地绝缘, 以防短路;补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

2 .热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时), 而测温点到仪表的距离都很远, 为了节省热电偶材料, 降低成本, 通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内, 连接到仪表端子上。

热电偶测量温度原理

热电偶测量温度原理

1、2两点的温度不同时,回路中就会产生热电势,因而•就有电流产生,电流表就会•发生偏转,这一现象称为热•电效应(塞贝克效应),产生的电势、电流分别叫热电•势、热电流。

热电偶温度计属于接触式温度测量仪表。

是根据热电效应即塞贝克效应原理来测量温度的,是温度测量仪表中常用的测温元件。

将不同材料的导体A、B接成闭合回路,接触测温点的一端称测量端,一端称参比端。

若测量端和参比端所处温度t和t0 不同,则在回路的A、B之间就产生一热电势EAB(t,t0 ),这种现象称为塞贝克效应,即热电效应。

EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0 而变,这种回路称为原型热电偶。

在实际应用中,将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处,而将参比端分开,用导线接入显示仪表,并保持参比端接点温度t0稳定。

显示仪表所测电势只随被测温度而t变化。

第一节热电偶的测温原理在1821年德国医生塞贝克在实验中发现热电效应以来,经珀尔帖、汤姆逊以及开尔文等科学家的大量研究,热电效应理论得到了不断的发展,并日趋完善。

热电偶是热电效应的具体应用之一,它在温度测量中得到了广泛的应用,热电偶具有结构简单、容易制造、使用方便和测量精度高等优点。

可用于快速测温、点温测量和表面测量等,但是热电偶也存在着不足的地方,如使用的参考端温度必须恒定,否则将歪曲测量结果;在高温或长期使用中,因受被测介质或气氛的作用(如氧化、还原等)而发生劣化,降低使用寿命。

尽管如此,热电偶仍在工业生产和科研活动中起着举足轻重的作用。

下面我们从三个热电效应的阐述中来讨论热电偶的测温原理。

一、塞贝克效应和塞贝克电势热电偶为什么能用来测量温度呢?这就是从热能和电能的相互转化的热电现象说起。

在1821年,塞贝克通过实验发现一对异质金属A、B组成的闭合回路(如图1-1)中,如果对接点a加热,那么,a,b两接点的温度就会不同,温度不同,就会有电流产生,使得接在电路中的电流表发生偏转。

热电偶测温实验原理

热电偶测温实验原理

热电偶测温实验原理一、什么是热电偶热电偶是一种常用的温度测量传感器,基于热电效应和材料导电性温度系数之间的关系工作。

热电偶由两个不同的金属或金属合金组成,其两端被紧密地连接在一起,并浸泡在测量的温度介质内。

当两端存在温度差时,由于温度差激励下导体内部产生热电动势,进而在热电偶两端产生一个微弱的电信号。

二、热电偶的特性热电偶具有如下特性:1.灵敏度高:热电偶产生的电信号与温度变化呈线性关系,敏感度较高。

2.可靠性高:热电偶材料具有较高的稳定性和耐腐蚀性,使用寿命长。

3.测量范围广:热电偶温度测量范围可达-200℃ ~ 2300℃,可适用于当前众多行业的高、低温度测量。

4.抗电磁干扰:热电偶信号的幅度较小,且存在热电偶两端相反的电信号,具有很好的抗电磁干扰性。

三、热电偶测温实验原理1.实验原理热电偶的测温原理是基于热电效应原理。

当两个不同导电材料连接在一起形成一个回路时,被测量的物体部分与回路的一端(冷端)相接触,另一端(热端)则与较高温度物体相接触,两侧温差产生的热电动势使电荷通过回路。

在热电偶测量中,测量实际上是测量热电偶两端的电压。

热电偶两端产生的电压信号与热电偶的参考电极温度相对应,经过校准后即可获得被测物体的温度。

2.实验材料实验中需要的材料如下:•热电偶•稳压电源•文件夹•油浴3.实验步骤实验步骤如下:1.将热电偶连接成功能齐全的读数器或万用表。

2.将热电偶中的端线用文件夹夹紧,并通电预热10分钟左右。

3.准备一个油浴,油浴温度可以通过稳压电源进行控制。

4.将热电偶热端浸入油浴中,记录热端的温度。

5.随着油浴在热端降温,记录相应的热电偶温度,形成温度时间序列数据。

6.实验完成后,通过数据处理和分析,得到温度的变化数字表格,可以绘制温度时间曲线,明确温度变化趋势。

四、总结热电偶是一种可靠、灵敏的温度传感器,广泛应用于科学研究中的温度测量工作中。

通过实验,可以进一步了解热电偶原理和温度测量方法,具有推动测量技术进步的重要意义。

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1.热电偶测温基本原理
将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路。

当导体A和B 的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。

热电偶就是利用这一效应来工作的。

A,B 两种导体,一端通过焊接形成结点,为工作端,位于待测介质。

另一端接测温仪表,为参考端。

为更好地理解下面的内容,我们将以上测温回路中形成的热电动势表示为EAB(T1,T0),理解为:A、B两种导体组成的热电偶,工作端温度为T1,参考端温度为T0,形成的热电动势为EAB(T1,T0)。

需要特别强调的是:热电偶测温,归根结底是测量热电偶两端的热电动势。

测量仪表能够让我们看到温度数值,是因为它已经将热电动势转换成了温度。

图中,工作端温度T1, A、B与C、D连接处温度为T2,测量仪表端(参考端)温度为T0。

我们可以把总回路的总电动势E 分成两段热电动势的和,即A、B为一段,热电动势为EAB(T1,T2),C、D为另一段,热电动势为ECD(T2,T0), 即:
E= EAB(T1,T2)+ ECD(T2,T0) (热电偶中间导体定律) (1)
在上图中,如果C、D的材质和A、B完全一样,即C即为A,D即为B,相当于热电偶A、B 在T2(中间温度)处产生了一个连接点,此时,回路总电势为:
E= EAB(T1,T2)+ EAB(T2,T0)= EAB(T1,T0) (热电偶中间温度定律) (2)
从式(2)我们可以看出,只要是相同的热电偶,中间产生了连接点,则总电势与连接点的温度(中间温度)无关,而只与工作端和参考端的温度有关。

这正是我们希望得到的。

我们在热电偶布线中,不需要考虑中间有没有连接点,也不需要考虑连接点的温度,而是和一根热电偶连接到介质和测量仪表一样。

再来比较式(2)和式(1)。

如果我们能找到某种材料C、D,它能满足:
ECD(T2,T0)= EAB(T2,T0) (3)
则式(1)成为:
E= EAB(T1,T2)+ ECD(T2,T0)= EAB(T1,T2)+ EAB(T2,T0)= EAB(T1,T0) (4)
满足式(3)的材料C、D我们称为热电偶A、B的补偿导线。

式(4)还告诉我们,使用了补偿导线,我们将T2延伸到了T0,但最后我们的测量结果与T2无关,这样我们也可以理解为,因为我们使用了导线C、D,是它补偿了T2处连接所产生的附加电势,而使得我们最终测量不需要再考虑T2,这也是C、D为什么叫补偿导线的原因,
2.热电偶冷端的温度补偿
由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。

必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。

因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。

在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。

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