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热电偶的绝缘材料/冷端温度补偿解析

文章来源:http://gzlambert.com 发布时间:2021-11-19 浏览次数:21

热电偶属于接触式温度测量仪表,是工业生产中最常用的温度检测仪表之一。其特点为测量精度高;因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响;测量范围广。常用的热电偶在-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到一269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。热电偶构造简单,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。其工作原理是基于物体的热电效应。

什么是热电效应

由A、B两种不同的导体两端相互紧密地接在一起,组成一个闭合回路,如下图所示。当1、2两接点的温度不等(T》T0)时,回路中就会产生电势,从而形成电流,串接在回路中的电流表指针将发生偏转,这一现象称为温差电效应,通常称为热电效应。相应的热电势称为温差电势,通常称为热电势。

接点1称为工作端或热端(T),测量时将其置于被测的温度场中。接点2称为自由端或冷端(T0),测量时其温度应保持恒定。这种由两种不同导体组合并将温度转换成热电势的lol竞猜app 
叫做热电偶。热电偶产生的热电势Eab(T,T0)是由两种导体的接触电势Eab和单一导体的温差电势Ea和Eb所形成的。

热电偶的绝缘材料

电工常用的绝缘材料按其化学性质不同,可分为无机绝缘材料、有机绝缘材料和混合绝缘材料,绝缘材料又称电介质。通俗地讲,绝缘材料就是能够阻止电流在其中通过的材料,即不导电材料。

1)有机绝缘材料

有机绝缘材料有∶虫胶、树脂、橡胶、棉纱、纸、麻、人造丝等,大多用以制造绝缘漆、绕组导线的被覆绝缘物等。热电偶测温时,除测量端以外,热电极之间和连接导线之间均要求有良好的电绝缘,否则会有热电势损耗而产生测量误差,甚至无法测量。这类材料具有良好的电气性能、物理及化学性能和工艺性,但耐高温、高频和稳定性较差。

2)无机绝缘材料

常用的无机绝缘材料有∶云母、石棉、大理石、瓷器、玻璃、硫黄等,主要用作电机、电器的绕组绝缘、开关的底板和绝缘子等,有较好的耐热性,常制成圆形或椭圆形的绝缘管,有单孔、双孔、四孔以及其他特殊规格。其材料有陶瓷、石英、氧化铝和氧化镁等。除管材外,还可以将无机绝缘材料直接涂敷在热电极表面,或者把粉状材料经加压后烧结在热电极和保护管之间。

热电偶的冷端温度补偿

通常用热电偶测量的是一个热源的温度,或者两个热源的温度差。为此,必须把冷端的温度保持恒定或采用一定的方法处理,使热电偶的输出电压与温度之间呈线性关系。对于任何一种实际的热电偶,并不是由精确的关系式表示其特性,而是用特性分度表表示。

为了便于统一,一般手册上所提供的热电偶特性分度表是在保持热电偶冷端温度T=0℃的条件下,给出热电势与热端温度的数值对照。因此,当使用热电偶测量温度时,也要求冷端温度保持0℃,这样才能准确地使用热电偶特性分度表查得所测的温度。当热电偶的冷端受到环境温度或热源温度等因素影响而不为0℃时,常采用下述方法进行补偿:0℃恒温法、冷端恒温法、冷端补偿器法。


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