熱電偶(英語(yǔ):thermocouple)又稱(chēng)溫差電偶,是一種被廣泛應用的溫度傳感器,也被用來(lái)將熱勢差轉換為電勢差,作為“電溫計”(electrical thermometer)。熱電偶價(jià)格低廉、易于更換,測量時(shí)不需要外加電源,有標準接口,且具有很大的溫度量程。主要的局限是精度,系統誤差通常大于0.1攝氏度。
1821年,德國-愛(ài)沙尼亞物理學(xué)家托馬斯·塞貝克發(fā)現,將兩種不同金屬各自的二端分別連接構成的回路,如果兩種金屬的兩個(gè)結點(diǎn)處溫度不同,就會(huì )在這樣的線(xiàn)路內發(fā)生電流?,F在這種現象被稱(chēng)為熱電效應或“Seebeck效應”。
熱電效應中電壓的大小取決于金屬的種類(lèi)。在電路中使用不同的金屬會(huì )產(chǎn)生不同的電壓,這個(gè)電壓被稱(chēng)為熱電勢,這個(gè)差值隨溫度的升高而增大而且可以被測量。對于目前常用的金屬組合,這個(gè)差值通常大約在1到70微伏每攝氏度之間。一些常用的固定組合成為工業(yè)標準,選擇熱電偶類(lèi)型時(shí)通??紤]到成本、適用、便利、熔點(diǎn)、化學(xué)性質(zhì)、穩定性和輸出。由于熱電偶產(chǎn)生的電壓很小,很多的應用是利用熱電偶堆。
當熱電偶的正負極材料都確定以后,熱電勢的大小只與熱電偶的兩端溫度有關(guān)。如果一端溫度恒定(通常稱(chēng)為參比端),則熱電勢就只與熱端溫度有關(guān)。為了方便使用,常用的熱電偶的熱端溫度所對應熱電勢的大小已經(jīng)被制成標準表,稱(chēng)為熱電偶的分度表,參比端溫度均為0℃。
S型:鉑銠10合金/鉑
這是一種貴金屬熱電偶,鉑銠10合金(鉑占90%,銠占10%)為正極,鉑為負極。電極直徑通常為0.5mm,長(cháng)期使用溫度可達1300℃,短期使用可達1600℃,有很好的復現性和穩定性,在國際適用溫標中在630.74~1064.43℃范圍內用它做標準儀器。這種熱電偶的熱勢率較小,平均靈敏度為0.009mV/℃左右。價(jià)格貴,非線(xiàn)性大,不能在還原性氣氛及含有金屬或非金屬蒸汽的氣氛中使用,在真空中可以短暫使用。
B型:鉑銠30合金/鉑銠6合金
長(cháng)期使用的最高溫度可達1600℃,短期可達1800℃。性能穩定,測試準確度較高,適宜于氧化性介質(zhì)和中性介質(zhì)中使用,不能在還原性氣氛及含有金屬或非金屬蒸汽的氣氛中使用。熱電勢率比S型的更小。
K型:鎳鉻合金或鎳鋁合金
這是最常用的熱電偶。溫度量程自?200℃到+1200℃。磁性。敏感度41μV/℃。
E型:鎳鉻合金或銅鎳合金
高輸出(68μV/℃),非磁性。
J型:鐵或銅鎳合金
有限量程(?40至+750℃),不可用于760℃以上,敏感度約為52μV/℃。
T型:銅或銅鎳合金
有限量程(?250至+350℃),敏感度約為43μV/℃。
N型:鎳鉻硅合金或鎳硅合金
高穩定性,抗高溫氧化??捎糜诟哂?200℃。900℃時(shí),敏感度39μV/℃,略低于K型。
主條目:熱電堆
熱電堆是一個(gè)將熱能轉變成電能的電子裝置。通常是將熱電偶進(jìn)行串聯(lián),有時(shí)是并聯(lián)。熱電堆并不能測量絕對溫度,不過(guò)可以輸出一個(gè)與溫差成比例的電壓。對同樣的溫度差而言,熱電堆內的電動(dòng)勢要比單個(gè)溫差電偶產(chǎn)生的大得多,用它制成的溫差電偶溫度計測溫靈敏度也高。
熱電堆是紅外線(xiàn)溫度計的關(guān)鍵成分,而紅外線(xiàn)溫度計是廣泛的使用于專(zhuān)業(yè)醫療上的耳溫測量。他們也廣泛的使用于熱通量感應器(例如摩歐熱堆或依珀利太陽(yáng)熱力計)與瓦斯爐的安全控管上。由熱堆所產(chǎn)生的電壓約有數十或數百毫伏特,與增加中的信號級別一樣,這個(gè)裝置也許會(huì )用在提供空間里的溫度平均上。
服務(wù)熱線(xiàn)
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