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热电偶定义、工作准则以及操作理念
添加时间:2020-03-30

上海自动化仪表三厂热电偶定义:
      热电偶由至少两种金属连接在一起形成两个连接点。一个连接到要测量其温度的物体; 这是热点或测量点。另一个连接点连接到已知温度的主体; 这是冷或参考结。因此,热电偶参照另一个身体的已知温度测量身体的未知温度。
热电偶工作准则:
热电偶的操作理念基于Seebeck,Peltier和Thomson发现的三种效应。它们如下:
      1)塞贝克效应:塞贝克效应表明当两个不同或不同的金属在两个结处连接在一起时,在两个结处产生电动势(emf)。对于不同的金属组合,产生的电动势的量是不同的。
      2)珀耳帖效应:根据珀耳帖效应,当两种不同的金属连接在一起形成两个结时,由于电路的两个结的温度不同,在电路内产生电动势。
      3)汤姆逊效应:根据汤姆逊效应,当两种不同的金属连接在一起形成两个结时,由于沿着电路内导体的整个长度的温度梯度,电路内存在电位。
      在大多数情况下,汤姆逊效应提出的电动势非常小,可以通过适当选择金属来忽略它。珀耳帖效应在热电偶的操作理念中起着重要作用。
 

热电偶操作理念
      上海自动化仪表三厂热电偶工作的一般电路如上图1所示。它由两种不同的金属A和B组成。它们连接在一起形成两个结点p和q,它们分别保持在温度T 1和T 2。请记住,如果没有两个连接点,则无法形成热电偶。由于两个结保持在不同的温度,Peltier电动势在电路内产生,并且它是两个结的温度的函数。
      如果两个结的温度相同,则在两个结处将产生相等且相反的电动势,并且流过结的净电流为零。如果结点保持在不同的温度,则电动势将不会变为零,并且将有一个净电流流过电路。流过该电路的总电动势取决于电路中使用的金属以及两个结的温度。通过合适的装置可以容易地测量总电动势或流过电路的电流。
      用于测量电流或电动势的装置连接在热电偶的电路内。它测量流过电路的电动势的数量,因为两种不同金属的两个结保持在不同的温度。在图2中,示出了热电偶的两个结和用于测量电动势(电位计)的装置。
 


      现在,已知参考结的温度,而测量结的温度未知。从热电偶电路获得的输出直接针对未知温度进行校准。因此,从热电偶电路获得的电压或电流输出直接给出未知温度的值。
用于测量的设备
      在热电偶电路中产生的电动势非常小,通常以毫伏为单位,因此应使用高灵敏度仪器来测量热电偶电路中产生的电动势。通常使用的两种装置是普通电流计和电压平衡电位计。在这两者中,最常使用手动或自动平衡电位计。
      图2显示了热电偶电路中连接的电位计。结点p连接到要测量其温度的主体。结q是参比结,其温度可由温度计测量。在某些情况下,参考接头也可以通过将其连接到冰浴而保持在冰温下(见图3)。该装置可以根据输入温度进行校准,因此其比例可以直接根据温度给出该值。
 


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