熱電偶溫度計(jì)的原理
是將「電流計(jì)-銅線-鐵線-銅線」串聯(lián)成一個(gè)回路,此時(shí)鐵線的兩端和銅線連接處,會形成兩個(gè)「接合處」(junction),如果這兩個(gè)接合處的溫度不同,它們之間就會產(chǎn)生電壓,在微安培計(jì)可測量出流經(jīng)鐵線和銅線上的微弱電流.要將熱電偶用作溫度計(jì),必須先作下面的校準(zhǔn).把一個(gè)接合處放入冰水中,把另一個(gè)接合處放入沸水中,記下這時(shí)的電流強(qiáng)度,這便是溫差100℃時(shí)的電流值.對兩種已知的金屬導(dǎo)線來說,電流值跟兩接合處的溫度差成正比,量度范圍很大,即由-200℃到1700℃,靈敏度很高.
水銀溫度計(jì)
由于水銀的凝固點(diǎn)(-38.87℃)與沸點(diǎn)(356.7℃)的關(guān)系,故它的計(jì)量只能在這個(gè)范圍之內(nèi),可以測高溫.若用以測低溫,則必受限制.
熱電偶是兩種不同金屬材料連接在一起,在不同溫度下,其兩端會產(chǎn)生不同電流,叫做熱電勢。其他溫度計(jì),比如玻璃溫度計(jì)是靠感溫液的熱脹冷縮原理制造的;鉑電阻溫度計(jì)是鉑在不同溫度下電阻的變化來指導(dǎo)的,還有半導(dǎo)體,雙金屬只是原理不同。
熱電偶接線的時(shí)候必須使用冷端補(bǔ)償嗎熱電偶輸出的mV值是與熱端溫度與冷端溫度的差值相對應(yīng)的,如果沒有冷端補(bǔ)償,熱電偶輸出mV值對應(yīng)的溫度要加上熱電偶冷端的溫度值,才是熱端真實(shí)的溫度。如果你的熱電偶是通過補(bǔ)償導(dǎo)線接到控制箱的,由此造成的誤差就是控制箱的環(huán)境溫度;如果你是用普通銅導(dǎo)線接到控制箱的,誤差是熱電偶接線盒所處的環(huán)境溫度。采集的溫度偏低。
溫度測量應(yīng)用中有多種類型的變送器,熱電偶是常用的一種,可廣泛用于汽車、家庭等領(lǐng)域。與RTD、電熱調(diào)節(jié)器、溫度檢測集成電路(IC)相比,熱電偶能夠檢測更寬的溫度范圍,具有較高的性價(jià)比。另外,熱電偶的牢固、可靠性和快速響應(yīng)時(shí)間使其成為各種工作環(huán)境下的首要選擇。
當(dāng)然,熱電偶在溫度測量中也存在一些缺陷,例如,線性特性較差。雖然它們與RTD、溫度傳感器IC相比可以測量更寬的溫度范圍,但線性度卻大打折扣。除此之外,RTD和溫度傳感器IC可以提供更高的靈敏度和精度,可理想用于精確測量系統(tǒng)。熱電偶信號電平很低,常常需要放大或高分辨率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行處理。
如果排除上述問題,熱電偶的低價(jià)位、易使用、寬溫度范圍使其得到廣泛使用。
熱電偶基礎(chǔ)
熱電偶是差分溫度測量器件,由兩段不同的金屬/合金線構(gòu)成,一段用作正端,另一段用作負(fù)端。表1列出了四種常用的熱電偶類型、所用金屬以及對應(yīng)的溫度測量范圍。每種熱電偶在其規(guī)定的溫度范圍內(nèi)具有獨(dú)特的熱電特性。