一标准化热电偶和分度号 从理论上分析,似乎任何两种不同的导体都可以组成热电偶,用来测量温度 但实际情况并非如此,为了保证在工业现场应用可靠,并具有足够的精度,热电 偶的电极材料在被测温度范围内应满足 热电性质稳定、物理化学性能稳定、热电势随温度的变化率要大、热电 势与温度尽可能成线性对应关系、具有足够的机械强度、复制性和互换性好等要 求,目前在国际上被公认的热电偶材料只有几种 附录中列出了几种常用的标准热电偶分度表。根据标准规定,热电偶的分度表是以t 0℃为基准进行分度的。 当t=0℃时,所有型号热电偶产生的热电势为0mV; 当t<0℃时,热电势为负值。 在所有标准化热电偶中,相同温度条件下B型热电偶产生的热电势最小,E型最大。如果 把各型号热电偶的热电势和温度制成曲线,可以看出二者呈一定的非线性关系。即: E(4)≠K(-6
从理论上分析，似乎任何两种不同的导体都可以组成热电偶，用来测量温度。 但实际情况并非如此，为了保证在工业现场应用可靠，并具有足够的精度，热电 偶的电极材料在被测温度范围内应满足： 热电性质稳定、物理化学性能稳定、热电势随温度的变化率要大、热电 势与温度尽可能成线性对应关系、具有足够的机械强度、复制性和互换性好等要 求，目前在国际上被公认的热电偶材料只有几种。 ………… 附录中列出了几种常用的标准热电偶分度表。根据标准规定，热电偶的分度表是以t0＝ 0℃为基准进行分度的。 当t＝0℃时，所有型号热电偶产生的热电势为0mV； 当t<0℃时，热电势为负值。 在所有标准化热电偶中，相同温度条件下B型热电偶产生的热电势最小，E型最大。如果 把各型号热电偶的热电势和温度制成曲线，可以看出二者呈一定的 。即： 0 0 ( , ) ( ) EAB t t K t t
例用K型热电偶来测量温度,在冷端温度为t=25℃时,测得热电势为22.9mV, 求被测介质的实际温度。 解1:根据题意有E(125)=229m由K型热电偶的分度表查出Ek(25,0)=1000 因此有E(t,0)=E(t,25)+E(25,0)=229m+1000m=239m 反查分度表有t=570+ 239-23.629 *10=5764C 24.055-23.629
例 用K型热电偶来测量温度，在冷端温度为t0＝25℃时，测得热电势为22.9mV， 求被测介质的实际温度。 解1： 根据题意有 ( , 25) 22.9 EK t mV 由K型热电偶的分度表查出 (25,0) 1.000 EK mV 因此有 ( ,0) ( , 25) (25,0) 22.9 1.000 23.9 EK K K t E t E mV mV mV 反查分度表有 23.9 23.629 570 *10 576.4 24.055 23.629 t C
熟电偶冷端温度的处理 拆开冷端,串入“毫伏计”,可以测量热电势,而不 中间导体定律 影响总的热电势 等值替代定律 利用补偿导线来延伸冷端,是把热电偶的冷端从温度较高 和不稳定的现场延伸到温度较低和比较稳定的操作室内 由于操作室内的温度往往高于0℃,而且也是不恒定的(即使有空调也是不恒定的),这时, 热电偶产生的热电势必然会随冷端温度的变化而变。 因此,在应用热电偶时,只有把冷端温度保持为0℃,或者进行必要的修正和处理才能得出 准确的测量结果,对热电偶冷端温度的处理称为冷端温度补偿。 目前,热电偶冷端温度主要有以下几种处理方法 冰浴法 计算修正法 电桥补偿法
中间导体定律 拆开冷端，串入“毫伏计” ，可以测量热电势，而不 影响总的热电势 等值替代定律 利用补偿导线来延伸冷端，是把热电偶的冷端从温度较高 和不稳定的现场延伸到温度较低和比较稳定的操作室内 由于操作室内的温度往往高于0℃，而且也是不恒定的（即使有空调也是不恒定的），这时， 热电偶产生的热电势必然会随冷端温度的变化而变。 因此，在应用热电偶时，只有把冷端温度保持为0℃，或者进行必要的修正和处理才能得出 准确的测量结果，对热电偶冷端温度的处理称为冷端温度补偿。 目前，热电偶冷端温度主要有以下几种处理方法： 冰浴法 计算修正法
冰浴法把热电偶的冷端放入恒温装置中,保持冷端温度为0℃,多用于实验室 计算修正法如例3.7。这种方法适用于实验室或者临时测温。 电桥补偿法—仪表中常用 R R2 E(t,0) E(t, to) a 2 图3-44电桥补偿法
t tc 热 电 偶 补 偿 导 线 毫 伏 计 0 ℃ 恒 温 装 置 t + － Rcu E R1 R2 R3 + a b － 0 0 t t 0 E(t,t) 0 E(t,t ) +－ 图3－44 电桥补偿法
电桥补偿法是仪表中最常用的一种处理方法,它利 用不平衡电桥产生的电压来补偿热电偶 因冷端温度的变化而引起热电势的变化 R, E(t210) E(t,0) 如图,电桥由R1、R2、R3(均为锰铜电阻)和Ru(热 敏铜电阻)组成。 在设计的冷端温度(例如to=0℃)时,满足R1=R2, R3=R,这时电桥平衡,无电压输出,即Uab2=0,回 路中的输出电势就是热电偶产生的热电势 当冷端温度由to变化到t’o时,不妨设t’。>to,热电偶输出的热电势减小,但电桥中 R随温度的上升而增大,于是电桥两端会产生一个不平衡电压Uab(t0) 此时回路中输出的热电势为:E(t,)+Uaf(0) 经过设计,可使电桥的不平衡电压等于因冷端温度变化引起的热电势变化,即 E(t,60)+Uan()=E(t) 于是实现了冷端温度的自动补偿。 实际的补偿电桥一般是按t。=20℃设计的,即to=20℃时,补偿电桥平衡无电压输出
t + － Rcu E R1 R2 R3 + a b － 0 0 t t 0 E(t,t) 0 E(t,t ) +－ 0 0 ( , ) ( ) E ab t t U t 0 0 0 ( , ) ( ) ( , ) E ab t t U t E t t