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机械网--火与冰--温度测量

发布时间:2021-11-17 23:25:56 阅读: 来源:塑料盖厂家

关键词:温度丈量,热电偶,热电效应,热电动势,热电偶类型,补偿电缆,补偿箱温度丈量在工业中是非常重要的。在化工和环保领域大多采取温度传感器来控制。由于价格低而常常优先选择热电偶。本文提出的问题是:它是怎样工作的?为什么模拟电压表显示为零?补偿电缆和冷端补偿箱具有哪个功能?热电偶可以直接连接1个标准数字万用表吗?能避免哪些毛病?以下来回答这些问题。 历史回顾世界上勒?夏特利埃第1个在1887年使用热电偶进行温度丈量。它采取铂—铂铑(Pt—PtRh)合金制成,非常适于精确丈量温度0到1300℃。热电效应:物理解释在每个金属中,当电子对原子核结协力低时,电子在金属内可以自由运动。作为好的导体的金属平均提供1个电子来运送电荷。这就意味着运送电荷的电子数目与原子的平均数相同。对每种金属单位大小的原子密度不同,因此自由电子的浓度一定不同。在金属中对热平衡,也就是说每个地方的温度是1样的,负电荷,电子均匀散布。如果温度不同,T1>T2,这时候候电子从热的地方向冷的地方分散。这1行动与气体类似,因此可以用电子气体来表达。气体热胀冷缩。(图1)像气体1样,电子均匀填充得到的空间。

如果两种载荷浓度不同的金属相连时,例如银(高浓度)和铜(低浓度),电子将从高浓度向低浓度分散,直到均匀散布为止。(图2)宅基地超出面积可以强拆吗。结果将产生分散电压或接触电压,由于相对其它金属,低电子数的金属将充电。

电子分散可以用动能来解释拆迁款拖着不给找哪个单位。对热平衡,两种电子气体之间没有压差,也不会产生由接触电压场引发的电动力。原理上可以丈量接触电压。但是,1连接电压表,在不同金属的接点上,就会产生额外的接触电压。这些可以用热电偶来补偿接触电压。稍后可以用电路版本1来证明。这1规则包括:只要所有部件的温度相同,由热产生的闭合电路电压的代数和为零。温度不同,才会引发由热产生的电压。 热电偶温度范围:热电偶允许丈量实际相干的温度,范围从⑵70℃(金铁-镍铬)到+2800℃(钨铼3-钨铼25)由非金属材料制成的热电偶允许丈量更高的温度。德国惠美公司的HM8112⑶台式万用表利用热电偶,铂传感器和热敏电阻器可以丈量温度,以下图:HM8112⑶数字万用表丈量DC,AC,频率和温度(使用热电偶,铂传感器和热敏电阻器)

热电动势电压刻度:热电动势电压刻度可以决定不同金属组合产生的接触电压。为了辨认未知金属,通常热电偶前端采取铂金属,后端为被测金属。结合点温度100℃,冷端温度0℃,丈量的热电动势电压决定被测金属类型。热电动势刻度给出的Kxp值就是那些组合金属的类型,它是用铂金以mV/100K来表示温度范围。实际上由于价格的缘由很少采取铂金,组合金属A和B的电压Kab有以下关系:Kab=Kap-Kbp表1.在结合处0°C和100°C之间,热电动势刻度给出的温度差别

例子:铁-康铜:Kkonst-Kfe=⑶.47⑴.87=5修高速路占地一亩补偿多少.34mV/100K.(根据DIN标准应当为5.5mV/100K)热电压Vt=Kt(Tm-Tc)这里Kt:金属热电动势常数Tm:丈量点温度Tc:参考接合点温度例子:铜-康铜热电偶灵敏度0.05mV/K,热电压16mV,如果参考接合点温度为0℃,那么丈量点的温度Tm为:Tm-Tc=Vt/KtTm-Tc=16mV/0.05mV/K=320KTc=0℃Tm=320℃ 热电偶类型和辨别方法用辨认符号来辨别热电偶,例如“类型J”, “类型K”.表2列出根据标准DIN IEC 584的热电偶类型: 表2.热电偶类型

另外有旧标准DIN437/10/13/14,英国BS4937和法国NF C42⑶24标准。每种标准有不同的色采;根据旧DIN43710标准K型热电偶为红/绿。英国标准为棕/兰,法国标准为黄/紫。利用色采来辨认热电偶,特别在替换有缺点的热电偶时非常有用。固然只利用色采来辨认是不够的,实际上还要丈量其磁性,如铁,镍(无铬)和镍硅石磁性的。这可以排除几种可能。实际上如以上提及的很难准确选择热电偶的类型。当选择1个热电偶时,需要考虑很多参数(丈量点温度,环境温度,湿度,电磁场等)。Condustrie 公司-MET AG(CH8260 Wetzikon,瑞士)专业设计和制造温度传感器。补偿电缆补偿电缆比热电偶(特别是铂和铼)便宜,它们具有灵活性和低阻性。当需要长距离丈量时优先考虑补偿电缆。图3 K型热电偶,连接器,补偿电缆

两种插头比较普遍(见图3),绿色插头(阴)是R和S型热电偶标准插头,大多用在固定安装。手持式仪表用黄色插头(阴),是K型热电偶。金属棒是1种热电偶,采取不锈钢金属密封。热电偶线采取氧化镁。曲折和施压不会产生短路。这些金属棒主要用在工业,当丈量点很难触及,可利用其曲折特性,或遇到振动时可使用金属棒。金属棒必须连接特殊的压接端或用补偿电缆连接。标准电路,参考点和补偿箱图4.热电偶温度丈量电路

有两种标准电路。图4中参考点是点2和点3.对绝对丈量这是非常重要的。它必须保持在恒定已知温度(例如冰瓶).对长时间丈量,冰瓶是不够的。它必须由叫做补偿箱的来代替。补偿箱保持参考接合点和参考点环境温度影响的补偿系数NTC.参考点大多是1个等温块,既是电绝缘体,又是好的热导体。德国惠美公司的HM8112⑶数字万用表用热电偶,铂传感器和热敏电阻器来丈量温度。 第2种连接方法如图5. 图5.热电偶(参考接合点)

这类电路常常出现在文献中。这里参考点不是铜线,而是点2.对绝对丈量点2必须保持恒定已知温度或必须校正。铜线点必须保持相同的温度以消除热电压。热电偶优点: ● 经济实惠● 长时间稳定● 小和低热电容● 快速● 有源传感器● 大温度范围(0到2800℃)● 坚固耐用热电偶缺点: ● 由于热电偶由不相同的1对金属构成,必须当心闭合电路中不期望的热电偶。● 产生的电压非常小,为了辨认0.1度的分辨率,需要很低漂移的放大器。● 根据介质类型,必须补偿总非线性。● 信号非常低,例如7到75μV/度● 参考点必须保持恒定已知温度或输出必须校正。实际中常常碰到的毛病:热电偶是两种不同金属焊接在1起。坏的焊接点将导致丈量误差。急剧曲折将断开接合点或短路。另外1种毛病是极性毛病。检测和维修故障:如果丈量接合点发热而电压表仍显示零,很可能电路中有断路。用欧姆表可以找到坏的焊接点。电阻值超过1K表明故障所在。电路中任何短路其实不意味着输出为零。相反,1个新的热电偶在短路点将产生毛病结果。这可以用加热丈量点来验证:如果电压不变或不明显,极有可能某处存在短路。如果热电偶极性连接毛病,将不会引发例如⑴50度而是+150度!根据丈量仪器类型不同,可显示任意值。测试方法相同:加热丈量点,如果温度升高电压降落,表明极性毛病。所谓分散毛病是由周围环境粒子分散到接合点引发的。大多是由施加于热电偶的强机械压力(例如曲折和振动)或高温(>1000℃)酿成的。这样的坏热电偶被称为中毒。当温度唆使仍然正确时,这类毛病很难检测。当丈量值慢速漂移时出现分散毛病。替换中毒热电偶时最好也替换所有的补偿电缆,连接器等。证明:闭合电路热电压总和为零:进1步说明当电路由不同金属组成时,温度不同将产生热电压。证明:所有电压总和M:-V1+V2+V3=0,因此: V1=V2+V3V1(铁-康铜):KFe-CuNi=KFe-KCuNi:1.87-(⑶.47)=5.34mV/100KV2(铜-康铜):KCu-CuNi=KCu-KCuNi:0.72-(⑶.47)=4.19mV/100KV3(铁-铜):KFe-Cu=KFe-KCu:1.87-(0.72)=1.15mV/100K因此V1=V2+V3:5.34mV/100K=4.19mV/100K+1.15mV/100K计算证明电压表直接连接热电偶电压丈量值为零,电路所有部件温度相同。只有丈量和参考接合点温度不同,才能产生热电压。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章