温度传感器有很多种类，热电偶是其中之一，今天给大家介绍下热电偶的相关知识
一、什么是热电偶
热电偶，是由两种不同材质的金属导体构成的温度传感器。
热电偶有如下特点：
1. 响应速度快。
2. 可进行 -200°C 到 +1700°C 之间大范围的温度测量。
3. 可对特定点和小空间进行温度测量。
4. 由于温度信息可检测为电信号（热电动势），信息的处理和分析非常便利。
5. 价格低廉，易购买。
二、塞贝克效应
1821年德国科学家塞贝克发现：当连接两种不同金属，并对两端的接点施加不同温度时，金属之间会产生电压并有电流通过，该现象称之为“塞贝克效应”。
该电路中生成电流的电力被称为热电动势，其极性和大小仅由两种导体的材质和两端之间的温度差决定。
三、热电偶测温
利用“塞贝克效应”，热电偶凭借两种不同金属的接合处（测温接点）T1与采集仪接点（基准接点）T0 之间的温度差 T，从而产生电压。使用热电偶测量温度时，采集仪会测量该电压。
四、热电偶冷端温度补偿
从上面的描述可知，热电偶分为测温接点和基准接点，只要有温度差，那么在测温接点和基准接点之间就会产生压差，我们通过测量电压值就可以反向推算出温差。我们一般将基准接点称为冷端。所以我们为了测得的温度的稳定性，希望冷端的温度处于一个稳定值，所以便有了所谓的热电偶冷端温度补偿，一般有如下几种方式
1、冰浴法
即把参比端温度恒定在0℃，但做起来成本高、难度大。
2、基准接点补偿法
通过测量端子周围的温度，将其与以 0°C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。
五、热电偶的分类
通过金属的材料的组合方式，可以将热电偶分为如下八类
B/R/S 热电偶被称为贵金属热电偶，而 N/K/E/J/T 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°C 以上的温度，而廉金属热电偶则常用于测量低于 +1000°C 的温度。
各类热电偶特点如下：
B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/S 热电偶无法测量的温度更高的区域。
R/S:它也用于对耐久性有一定要求的高温区域。贵金属热电偶中 R 热电偶的使用率很高。
N:价格低廉，用于测量 +1000°C 以上的高温区域。
K：相较于贵金属热电偶，其价格低廉，现在工业用途中常见到它的身影。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：每 1°C 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确测量。
J:是次于 E 热电偶的类型，其每 1°C 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:是低温区域（–200 至 +300°C）下的电动势特性优秀的类型。用于精确测量低温区域。
六、铠装热电偶
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四轴飞行器绝缘物质，我们将这种加工而成的热电偶称为“铠装热电偶”。
铠装热电偶的测温接点共三种。根据使用用途选择合适的接点类型。
1、接地式
这种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。
2、非接地式
这种热电偶的热电偶引线与套管充分绝缘，构成测温接点。其响应性不及接地式，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易受到影响。
3、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。其响应性为三种类型中最快，可对细微的温度变化作出反应。它可用于诸如发动机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。
热电偶也具有使用寿命。虽然其使用温度和环境千差万别，但一般来说，如果在常用温度以下的氧化环境中使用，贵金属热电偶使用寿命约为2000 小时，廉金属热电偶的使用寿命约为 10000 小时。如果在上限温度下使用，则它的使用寿命会大幅缩短，约为 50 到 250 小时。当热电偶接近使用寿命时，它将无法显示正常温度，最终会断线。为了进行正确测量，请定期对热电偶进行维护和更换。
|
楼主
标题置顶
标题高亮
