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• 发布时间：2011-01-07 09:12
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【概要描述】　　热电偶是什么? 　　热电偶是一种感温元件,它直接与被测介质接触，并把温度信号转换成热电动势信号, 并通过电气仪表转换成被测介质的温度。 　　热电偶的工作原理 　　两种不同材质的导体组成闭合回路，当两端存在温度差时，导体发生电子流动，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。热电偶就是用这种原理进行温度测量的，在热电偶测温时, 可接入测量仪表, 测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。 　　当一端(冷端或参考端)是特定的恒定的温度，通常为 0℃, 而且另一端 (热端或测量端)为未知温度，后者的温度就可以通过测量电动势来进行测量。 　　这种由两种不同材质的金属导体连接成的这样一个封闭的回路就称之为热电偶。 　　塞贝克效应 　　1820年代初期，塞贝克通过实验方法研究了电流与热的关系。1821年，塞贝克将两种 不同的金属导线连接在一起，构成一个电流回路。他将两条导线首尾相连形成一个结点，他突然发现，如果把其中的一个结加热到很高的温度而另一个结保持低温的话，电路周围存在磁场。他实在不敢相信，热量施加于两种金属构成的一个结时会有电流产生，这只能用热磁电流或热磁现象来解释他的发现。在接下来的两年里时间(1822～1823)，塞贝克将他的持续观察报告给普鲁士科学学会，把这一发现描述为“温差导致的金属磁化”。 　　赛贝克的实验仪器，加热其中一端时，指针转动，说明导线产生了磁场，其实塞贝克确实已经发现了热电效应，但他却做出了错误的解释，他认为导线周围产生磁场的原因，是温度梯度导致金属在一定方向上被磁化，而非形成了电流。科学学会认为，这种现象是因为温度梯度导致了电流，继而在导线周围产生了磁场。对于这样的解释，塞贝克十分恼火，他反驳说，科学家们的眼睛让奥斯特(电磁学的先驱)的经验给蒙住了，所以他们只会用“磁场由电流产生”的理论去解释，而想不到还有别的解释。但是，塞贝克自己却难以解释这样一个事实：如果将电路切断，温度梯度并未在导线周围产生磁场。所以，多数人都认可热电效应的观点，后来也就这样被确定下来了。 　　热电偶的注意事项 　　如前描述，热电偶是一种“温差传感器”，只有在存在温差时才产生毫伏信号 (电动势)，这不可避免的使得热电偶导体的温度被热处理的和插入深度的环境温度一致。因此，使用这样一支已有温度的热电偶去测量另一个有不同的温度差异的区域，这是不正确的。尤其，当测量时的插入深度比前次浅时，将会导致很大的读数错误，因为即使用已有温度的热电偶去测原本没有温度差的环境，也会出现原本不因有的电动势，因此，应避免使用同一支热电偶去测量不同的区域。 　　通常情况下，热电偶的寿命是不能预测也不能保证的，因为测温环境多变，操作，安装，腐蚀，震动，热循环和温度剧变等因素都将对其寿命产生影响。 　　热电偶的特性 　　和其他温度计比起来，工业热电偶有如下特性： 　　1. 通过与被测物体的直接接触来快速稳定 地测温。 　　2. 如果选择适当的热电偶，测量范围-270℃~2300℃。 　　3. 可以测量特殊点或小空间的温度。 　　4. 自从发现温度和电动势(EMF)有关，调整，放大，控制，转换和其他数据处理都很方便。 　　5. 和其他温度传感器比起来有更便宜的价格和更好的互换性。 　　6. 如果选用合适的保护套管，可提供最多功能和安全性的产品。 　　7. 坚固的构造以及方便的安装。 　　结构和测量方法 　　通常，工业热电偶是使用陶瓷来绝缘的，以防止热电偶导体短路，然后插入保护套管 　　来避免与被测物直接接触或直接暴露到测温环境中去。例如：YAMARI的高温矿石绝缘金属铠装热电偶由热电偶导线，压缩陶磁粉绝缘层和保护管组成一个柔韧的气密的电缆形式的组装结构。测温时参考端(冷端)应该被保持或补偿在一个恒定的温度上(理想的是0度)。产生的电动势(EMF)可以用简单的电气仪表测量，也可以转化为多种数据处理信号供计算机使用。