测量时,将冷端维持在0℃非常困难。通过测量端子周围的温度,将其与以0℃为基准的热电动势相加,可以获得测温接点的温度。我们称之为基准接点补偿。
3、热电偶的感温部分位于何处?
下图是将热电偶插入装有热液体的杯中的示意图。假设液体内温度为均匀100℃(无温度梯度)。此时,液体内的热电偶部分不会产生热电动势。热电动势只产生于存在温度梯度的部分。由于热电偶的感温部位会产生热电动势,因此该温度梯度部位即为热电偶的感温部位。
第二章 热电偶的选择
1、根据测量温度选择
热电偶按照两种金属导体的组合方式可分为以下8大种类。
B型热电偶、R型热电偶、S型热电偶被称为贵金属热电偶,而N型热电偶、K型热电偶、E型热电偶、J型热电偶、T型热电偶被称为廉金属热电偶。含有铂、铑等熔点较高金属的贵金属热电偶被用来测量 1000℃以上的温度,而廉金属热电偶则常用于测量 1000℃以下的温度。
下面描述了各类热电偶的特征。
【B型热电偶】
B型热电偶由于相较其他贵金属热电偶,其铑含量更高,所以熔点和机械强度有所增加,使用寿命长。电动势极低,无法测量低温区域。主要用于测量R型热电偶/S型热电偶无法测量的温度更高的区域。
【R型热电偶和S型热电偶】
R型热电偶和S型热电偶也用于对耐久性有一定要求的高温区域。在我国贵金属热电偶中S热电偶的使用率最高。
【N型热电偶】
N型热电偶价格低廉,用于测量 1000℃以上的高温区域。
【K型热电偶】
相较于贵金属热电偶,K型热电偶价格低廉,现在工业用途中最常见到它的身影。由于其电动势的直线性良好,具有较高的耐热和耐腐蚀性,因此可优先考虑使用K热电偶。
【E型热电偶】
每1℃的电动势极大,是分辨率良好的类型。特别用于对温度进行精准测量。
【J型热电偶】
J型热电偶是次于 E 热电偶的类型,其每1℃的电动势较大,分辨率优良。价格低于E热电偶也是其一大特点。
【T型热电偶】
T型热电偶是低温区域(-200到+300℃)下的电动势特性优秀的类型。用于精准测量低温区域。
2、根据环境性和响应性选择
为了使热电偶引线在氧化和腐蚀环境下具有耐久性,通常将其与外界空气隔绝。为了与外界空气隔绝,会在金属套管和一对热电偶引线之间充填和封入粉末状的无机绝缘物质,我们将这种加工而成的热电偶称为“铠装热电偶”。
以下为铠装热电偶的特点。
凭借这些特点,自十多年前投入到实际应用中以来,铠装热电偶的使用变得越来越广泛。
①较大的机械强度使其具有优良的弯曲性和耐冲击性
②良好的耐腐蚀性和抗压性
铠装热电偶的测温接点有3种类型。根据使用用途选择最合适的接点类型。
【接地式】
接地式热电偶将热电偶引线直接焊接在套管前端,构成测温接点。其特点是响应快。由于引线与套管导通,不能使用于存在噪音或危险的场所。
【绝缘式】
绝缘式热电偶的热电偶引线与套管完全绝缘,构成测温接点。其响应性不及接地型,但可长时间使用,此外也可用于存在噪音或危险的场所而不受任何影响。
【露端式】
这种热电偶的热电偶引线从套管中露出,构成测温接点。其响应性为3种类型中最快,可对细微的温度变化作出反应。它可用于诸如引擎测试等对快速响应性有一定要求的场合。但是强度很低,基本上只作为一次性使用。
第三章 热电偶与补偿导线
1、什么是补偿导线
所谓补偿导线是指用于连接热电偶与温度显示仪表之间的导线。在使用温度范围(0℃到 60℃)内具有与热电偶几乎相同的热电动势,因此它主要用于延长热电偶。
出于对下图所示的温度梯度考虑。