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熱電偶傳感器的工作原理及原理圖

發(fā)布時間:2023-05-11 17:48:57人氣:

熱電偶傳感器

  熱電偶傳感器可以定義為一種溫度傳感器,用于以EMF或電流的形式測量一個特定點的溫度。該傳感器包括兩條不同的金屬線,它們在一個結(jié)點處連接在一起??梢栽谠摻Y(jié)處測量溫度,并且金屬線的溫度變化會激發(fā)電壓。

  

  設備中產(chǎn)生的EMF量非常?。ê练?,因此必須利用非常敏感的設備來計算電路中產(chǎn)生的電動勢。用于計算電動勢的常用設備是電壓平衡電位計和普通檢流計。從這兩者中,可以物理地或機械地使用平衡電位計。

  

  一、熱電偶傳感器的工作原理

  

  該熱電偶原理主要取決于三種效應,即塞貝克,珀爾帖和湯普森。

  

  1.見貝克效應

  這種影響發(fā)生在兩種不同的金屬之間。當熱量提供給任何一根金屬線時,電子流就會從熱金屬線流向冷金屬線。因此,直流電會刺激電路。

  

  2.珀爾帖效應

  該珀爾帖效應與塞貝克效應相反。該效果表明,通過在兩個不同導體之間施加電勢變化,可以在兩個不同導體之間形成溫度差。

  

  3.湯普森效應

  這種效應表明,由于兩種不同的金屬固定在一起,并且如果它們形成兩個接頭,則電壓會由于溫度梯度而感應出導體的總長度。這是一個物理詞,顯示了確切位置處溫度的速率和方向的變化。

  

  二、熱電偶傳感器的構(gòu)造

  

  該設備的結(jié)構(gòu)如下所示。它包括兩條不同的金屬線,并在連接端連接在一起。交界處被認為是測量的終點。結(jié)的末端分為三種類型,即不接地,接地和裸露的結(jié)。

  熱電偶構(gòu)造.png

  1.不接地的結(jié)

  在這種類型的連接中,導體與保護蓋完全分開。該路口的應用主要包括高壓應用工程。使用此功能的主要好處是可以減少雜散磁場的影響。

  

  2.接地結(jié)

  在這種類型的連接中,金屬線以及保護蓋都連接在一起。此功能用于測量酸性環(huán)境中的溫度,并提供抗噪聲的功能。

  

  3.裸結(jié)

  裸露的結(jié)適用于需要快速響應的區(qū)域。這種類型的結(jié)用于測量氣體溫度。用于制造溫度傳感器的金屬基本上取決于溫度的計算范圍。

  

  通常,熱電偶設計有兩條不同的金屬線,即鐵和康銅,通過在稱為熱結(jié)的一個結(jié)處進行連接來構(gòu)成檢測元件。它由兩個結(jié)點組成,一個結(jié)點通過電壓表或變送器連接,其中冷結(jié)點和第二結(jié)點在一個稱為熱結(jié)點的過程中相關聯(lián)。

  

  三、熱電偶傳感器的工作原理圖

  

  熱電偶的電路如下圖所示。該電路由兩種不同的金屬組成。這些金屬以建立兩個結(jié)的方式連接在一起。金屬通過焊接結(jié)合到結(jié)。

  熱電偶傳感器工作原理圖

  令P和Q為熱電偶的兩個結(jié)點。T 1和T 2是結(jié)點的溫度。由于結(jié)點的溫度互不相同,因此在電路中會產(chǎn)生EMF。

  

  如果結(jié)點處的溫度相等,則在電路中會產(chǎn)生相等且相反的EMF,零電流流過該電路。如果結(jié)點的溫度變得不相等,則電路中會產(chǎn)生電勢差。電路中感應出的EMF的大小取決于用于制造熱電偶的材料的類型。流經(jīng)電路的總電流通過測量設備進行測量。

  

  熱電偶電路中的感應電動勢由以下公式給出:熱電偶方程其中Δθ熱電偶結(jié)與參考熱電偶結(jié)之間的溫差。a,b常數(shù)

  

  四、熱電偶傳感器輸出的測量

  

  從熱電偶獲得的輸出EMF可以通過以下方法進行測量。

  

  1.萬用表這是一種測量熱電偶輸出EMF的簡單方法。萬用表連接到熱電偶的冷端。萬用表指針的偏轉(zhuǎn)量等于流過萬用表的電流。

  2.電位器也可以借助直流電位器來測量熱電偶的輸出。

  3.帶輸出設備的放大器從熱電偶獲得的輸出通過放大器進行放大,然后饋入記錄或指示儀表。

  

  五、熱電偶傳感器的優(yōu)缺點:

  

  (1)熱電偶的優(yōu)點

  1.熱電偶比其他溫度測量設備便宜。

  2.熱電偶具有快速的響應時間。

  3.溫度范圍廣。

  

 ?。?)熱電偶的缺點

  1.熱電偶精度低。

  2.熱電偶的重新校準很困難。

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