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和直径大小无关,只与导体材料的成分及两端的温度有关。
因此,用各种不同的导体或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会有电流产生。
亦即，E = 0。
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t1、t2的相关函数关系，不受A与B之中间温度t3与t4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三金属C，C之两端接合点之温度t3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。
如右图所示，对由A 与B所形成之热电偶插入第3之中间金属C，形成由A 与C、C与B之2组热电偶。
接合点温度保持t1与t2的情况下，E AC + E CB = E AB。
中间温度定律如右图所示任意数的异种金属A、B、C‧‧‧G所形成的封闭回路，封闭回路之全体或是全部的接合点保持在相等的温度时，此回路的E=0。
如右图所示，A与B所形成之热电偶，两接合点之温度为t1与t2时之E为E12，t2与t3时之E为E13的话，E12 + E23 = E13。
此时，称t2为中间温度。
以中间温度t2选择如0℃这样的标准温度，求得相对0℃任意的温度t1、t2、t3‧‧‧tn之热电动势，任意两点间之热电动势便可以计算求得。
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。
热电偶的结构和工作原理
热电偶的结构和工作原理
热电偶是工业上zui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。
作为工业测温中zui广泛使用的温度传感器之一～热电偶，与铂热电阻一起，约占整个温度传感器总量的60%，热电偶通常和显示仪表等配套使用，直接测量各种生产过程中-40～1800℃范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面温度。
其优点是：
①测量精度高；②测量范围广；③构造简单，热电偶使用方便。
热电偶测温基本原理
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, 再通过电气仪表（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。
热电偶工作原理及简图
热电偶工作原理及简图
热电偶是一种常用的温度测量仪器，它利用热电效应来测量温度。
热电偶由两
种不同金属导线焊接在一起制成，当两种金属导线的焊点处于不同温度时，就会产生热电势差，从而产生电流。
这种电流与焊点的温度差成正比，因此可以通过测量电流来间接测量温度。
热电偶的工作原理主要基于两种热电效应，塞贝克效应和泊松效应。
塞贝克效
应是指当两种不同金属导体形成闭合回路时，如果两个焊点处于不同温度，就会在闭合回路中产生电动势。
而泊松效应则是指当两种不同金属导体形成开路时，如果两个焊点处于不同温度，就会在开路中产生电动势。
热电偶的工作原理可以用一个简单的示意图来说明，两种不同金属导线A和B
焊接在一起，形成闭合回路。
当焊点处于不同温度时，就会在闭合回路中产生电动势，从而产生电流。
通过测量这个电流的大小，就可以间接测量焊点的温度差，进而得知温度。
热电偶的工作原理虽然简单，但是其测量温度的精度很高，可以达到几个小数
点的精度。
因此，在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
热电偶的优点还包括响应速度快、结构简单、成本低廉等，因此被广泛应用于各种温度测量场合。
总之，热电偶是一种利用热电效应来测量温度的仪器，其工作原理简单而精确，因此在各种工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
通过测量热电偶产生的电流，可以间接测量温度，其测量精度高，响应速度快，结构简单，成本低廉，是一种非常实用的温度测量仪器。
热电偶的工作原理及其分类
热电偶的工作原理及其分类
热电偶是一种温度测量装置，利用热电效应将温度转化为电压信号。
其工作原理基于热电效应的两个基本规律：塔耳伯效应和西贝克效应。
下面是热电偶的工作原理及其分类：
工作原理：
1. 塔耳伯效应：根据塔耳伯效应，两个不同金属在两个不同温度下，其接触点之间会产生电动势。
这个电动势与两个温度之间的温差成正比。
2. 西贝克效应：根据西贝克效应，当热电偶的两个接点之间存在温度差时，热电偶会产生一个电压信号。
这个电压信号与两个接点的温度差成正比。
分类：
1. 根据热电材料的选择，热电偶可分为多种类型，如K型、T 型、J型、N型、S型等。
2. 根据测量范围和应用需求，热电偶可分为标准型和特殊型。
标准型热电偶适用于一般温度测量，而特殊型热电偶用于测量高温或特殊环境下的温度，如高温热电偶、耐腐蚀热电偶等。
3. 根据形状和结构，热电偶可分为直线型、表面型、插入型、保护管型等。
这些形状和结构的选择取决于被测介质的性质以及测量环境的要求。
4. 根据国际标准，热电偶还可根据热电特性、测量准确度和温
度范围进行分类，如IEC584、ASTM E230等。
总的来说，热电偶通过利用热电效应将温度转化为电压信号，从而实现温度的测量。
根据热电材料的选择、测量范围和形状结构等不同特征，可将热电偶分为多个分类。
热电偶工作原理与结构
热电偶工作原理与结构热电偶是一种基于热电效应原理的温度测量设备。
热电效应是指当两个不同金属接触形成闭合回路时，在两个接点之间会产生一定的温差，从而产生电势差。
热电偶通过测量这个电势差来确定温度。
热电偶的结构主要由两个不同材料的导线组成，这两个导线被接合在一起形成一个交点，被称为测量端点或热电偶的节。
通常情况下，两个导线的连接点通常被封装在一个金属保护管内，以保护导线免受外部环境的影响。
热电偶的工作原理是基于热电效应的。
当热电偶的测量端点暴露在不同温度的环境中时，两个导线之间将产生温差。
由于导线的材料不同，它们的电子能级结构不同，因此会产生不同的电子浓度。
这种不同的电子浓度会导致导电子流的差异，从而产生一个电势差。
根据热电效应原理，热电偶的电势差与温度之间存在一定的线性关系。
因此，通过测量热电偶的电势差，可以确定测量端点暴露的环境的温度。
热电偶的性能主要受到两个因素的影响：热电效应和材料选择。
热电效应是指导线材料产生的电势差与温度差之间的关系。
在不同的工作温度范围内，不同的热电偶材料具有不同的热电效应特性。
导线材料的选择通常是根据需要测量的温度范围来确定的。
常见的热电偶材料包括K型、N型、E型、T型等。
K型热电偶具有广泛的应用范围，适用于温度范围在-200°C至+1400°C之间的测量。
而N型热电偶适用于高温环境，温度范围可达到+1300°C至+1600°C。
E型热电偶适用于低温环境，温度范围可达到-200°C至+900°C。
T型热电偶适用于低温环境，温度范围可达到-200°C至+300°C。
除了热电偶材料的选择，热电偶的性能还与导线的直径、长度和连接方式等因素有关。
通常情况下，导线越粗，测量的温度范围越广。
导线的长度也会影响热电偶的响应速度，较短的导线响应速度更快。
总结起来，热电偶是一种基于热电效应原理的温度测量设备，利用两个不同材料的导线在不同温度环境中产生的电势差来确定温度。
浅析工业热电偶使用及温度计量
浅析工业热电偶使用及温度计量摘要：热电偶是一种利用温差产生的电动势来测量温度的装置。
它由两种不同金属的导线组成，当两端温度不同时，会产生热电势差。
工业热电偶广泛应用于石油、化工、电力、冶金等行业，用于测量各种工业设备和管道的温度。
它具有响应速度快、测量范围广、抗干扰能力强等优点。
关键词：工业热电偶；温度计量；应用1.工业热电偶的基本原理与结构1.热电偶的工作原理热电偶由两种不同金属的导线组成，其中一个导线被称为热电偶的正极或测量电极，另一个导线被称为负极或参考电极。
当两个导线的两个接点处于不同温度时，就会产生热电势差。
这个热电势差可以通过连接电路，测量到一个电压信号。
根据热电势差和温度之间的关系，可以通过测量电压信号来计算出温度。
热电偶的工作原理可以解释为热电势的产生，当热电偶的测量电极和参考电极处于不同温度时，两个导线之间会产生一个热电势差。
这个热电势差的大小取决于两个接点之间的温度差以及两种金属导线的热电特性。
热电势差可以通过连接电路，转化为一个电压信号。
根据热电势和温度之间的关系，可以通过测量电压信号来计算出温度。
1.2热电偶的结构与组成热电偶的结构与组成主要包括导线、外保护管和连接头等部分。
导线是热电偶的核心部分，一般由铁和铜两种材料构成，铁作为测量用的导体，铜作为对比用的导体。
导线一端通过焊接或螺纹连接固定在连接头上，另一端则通过焊接与测量对象接触，形成热电接点。
为了保护热电偶免受外部环境的影响和损坏，热电偶通常包裹在一种称为外保护管的金属管内。
外保护管可以是不锈钢、陶瓷等材料，不仅可以保护热电偶的结构完整，还可以防止外界温度对热电偶的测量结果产生干扰。
连接头是热电偶的外部部分，主要起到连接导线和测量仪表的作用。
连接头材质通常选用耐高温、绝缘性能良好的材料，如陶瓷等。
连接头内部有热电对的接线装置，可以将热电对与仪表安全可靠地连接起来。
1.3 热电偶的选型与分类热电偶的选型和分类是根据其结构和应用环境的要求进行的。
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热电偶工作原理及结构
热电偶是一种感温元件，是一种仪表。
它直接测量温度，并把温度信号转热电偶
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。
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。
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和直径大小无关,只与导体材料的成分及两端的温度有关。
因此,用各种不同的导体或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会有电
流产生。
亦即，E = 0。
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t1、t2的相关函数关系，不受A
与B之中间温度t3与t4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三金属C，C之两端接合点之温度t3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。
如右图所示，对由A 与B所形成之热电偶插入第3之中间金属C，形成由A与C、C与B之2组热电偶。
接合点温度保持t1与t2的情况下，E AC + E CB = E AB。
中间温度定律
如右图所示任意数的异种金属A、B、C‧‧‧G所形成的封闭回路，封闭回路之全体或是全部的接合点保持在相等的温度时，此回路的E=0。
如右图所示，A与B所形
成之热电偶，两接合点之温
度为t1与t2时之E为E12，
t2与t3时之E为E13的话，
E12 + E23 = E13。
此时，称
t2为中间温度。
以中间温度t2选择如
0℃这样的标准温度，求得相
对0℃任意的温度t1、t2、
t3‧‧‧tn之热电动势，任意两
点间之热电动势便可以计算
求得。
如右图所示，对于使用补偿
导线之热电偶回路适用以上
之观念。
A与B为热电偶，C
与D为A、B用之补偿导线，
M为数字电压计，计算后可得
下面关系式：
E = E AB (t1) － E AB (t3)
也就是说，M所测定之电
位差是由t1、t3所决定，不
受t2之影响。
2.懂设备结构
2.1热电偶的结构
热电偶是有两根不同导体(或称电极)构成的.这两根导体一端焊接在一起,成为热端(或称工作端),测温时将此端处于被测介质中。
另一端称为冷端(或自由端),接入二次仪表(显示仪表)或电测设备。
a、普通型热电偶:是应用最多的,主要用来测量气体、蒸汽和液体等介质的温度。
根据
测温范围及环境的不同,所用的热电偶电极和保护套管的材料也不同,但因使用条件基本类
似,所以这类热电偶已标准化、系列化。
按其安装时的连接方法可分为螺纹连接合法兰连接两种。
b、铠装热电偶:又称缆式热电偶,是由热电极(多数采用的是铂丝,也有用镍丝的)、绝缘材料(通常为氧化镁粉末)和金属保护管三者结合,经拉制而成一个坚实的整体。
铠装热电偶有单支(双芯)和双支(四芯)之分,其测量端有露头型、接壳型和绝缘型三种基本形式。
铠装热电偶的参比端(接线盒)形式有简易式、防水式、防溅式、接插式和小接线盒式等。
铠装热电偶具有体积小、精度高、反应迅速、耐震动、耐冲击、机械强度高、可绕性好、寿命长、便于安装等优点。
外形尺寸有φ5、φ6、φ8多种,长度为10~1000mm。
2.2、常用热电偶种类(八种)
B型------铂铑30-铂铑6 R型-----铂铑13-铂
S型------铂铑10-铂 E型------镍铬-康铜
J型------铁-康铜 K型------镍铬-镍铝
T型------铜-康铜 N型------镍铬硅-镍硅其中:B、R、S属于贵金属热电偶;K、E、N、J属于廉金属热电偶; T型热电偶用于测量低温。
3.会异常分析
3.1热电偶测温系统常见故障原因及处理方法
故障现象可能原因处理方法
热电偶比实际值小热电极短路找出短路原因,如因潮湿所至,则需要进
行干燥;如因绝缘端子损坏所至,则需更
换绝缘子
热电偶的接线柱处积灰,
清扫积灰
造成短路
补偿导线线间短路找出短路点,加强绝缘或更换补偿导线
热电偶热电极变质在长度允许的情况下,剪去变质段重新焊
接,或更换新热电偶
补偿导线与热电偶极性接
反
重新接正确
补偿导线与热电偶不配套更换相配套的补偿导线
热电偶安装位置不当或插
入深度不符合要求
重新按规定安装
热电偶冷端温度补偿不符
合要求
调整冷端补偿器
热电偶与显示仪表不配套更换热电偶或显示仪表使之相配
热电势比实际值大热电偶与显示仪表不配
套
更换热电偶或显示仪表使之相配补偿导线与热电偶不配套更换相配套的补偿导线
有直流干扰信号进入排除直流干扰
热电势输出不稳定热电偶接线柱与热电极接
触不良
将接线柱螺丝拧紧
热电偶安装不牢或外部
震动
紧固热电偶,消除震动或采取减震措施
热电极将断未断修复或更换热电偶
外界干扰(交流漏电,电磁
感应等)
查出干扰源,采取屏蔽措施
热电偶热电势误
差大
热电极变质更换热电极
热电偶安装位置不当改变安装位置
保护管表面积灰清除积灰
4.能遵守工艺纪律
4.1热电偶安装及注意事项
a在管道安装中，感温元件的工作端应置于管道中流速最大处。
热电偶的保护套管的末端应越过流束中心线5~10mm。
b感温元件与被测介质形成逆流，应迎着气流流向插入，至少应与被测介质流束方向成90°。
特别情况下也不能顺流安装测温元件，否则会产生测温误差。
c 插深一般不应小于300mm，如果插入深度不够，外露部分又空气流通，这样所测出的温度比实际温度低3~4度。
d在测温元件安装时，应防止电磁场干扰的引入而影响准确测量。
在接线时一定要确保良好接触，拧紧空心螺栓，然后盖紧接线盒盖子，对不得不露在空中的热电偶最好加防雨措施，以防雨淋损坏元件。
为保护补偿导线不受外来的机械损伤和由于外磁场而造成对仪表的影响，补偿导线应加以屏蔽，并且不准有曲折迂回的情况。
e热电偶和热电阻应尽量垂直装在水平或垂直管道上，安装时应有保护套管，以方便检修和更换。
f测量管道内温度时，元件长度应在管道中心线上（即保护管插入深度应为管径的一半）。
g热电偶的冷端应处在同一环境温度下，应使用同型号的补偿导线，且正负要接对。
h高温区使用耐高温电缆或耐高温补偿线。
4.2必须遵守的工艺纪律
序号必须不准
1 拆卸、复装、搬运仪表设备必须使用专用的
工器具，轻拿、轻放
不准碰撞和损伤
2 复装仪表设备紧固件必须完整、齐全，螺栓
均匀用力上紧
不准短缺螺栓和垫圈
3 重要的保护、联锁系统静态试验时，必须从
就地仪表处模拟动作；试验结束后必须马上
恢复就地仪表至正常工作状态不准从DCS系统内强制节点状态进行试验
4 各测量元件引线必须固定牢固、压接良好；
必须避开热源及机械转动部分不准乱接乱引；不准使引线受到挤压或过热影响
5 信号接入DCS系统的现场设备,在拆线后必
须将线头包好，防止线路短路或接地而损坏
DCS系统卡件
线头不准短路、接地。