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温度传感器的原理-- K型热电偶
发布时间:2018-01-25        浏览次数:84        返回列表
    K型热电偶是一种温度传感器,K型热电偶通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。

K型热电偶作为一种温度传感器,K型热电偶通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
K型热电偶图片3-1

K型热电偶是目前用量*的廉金属热电偶,其用量为其他热电偶的总和。K型热电偶丝直径一般为1.2mm~4.0mm。

正极(KP)的名义化学成分为:Ni:Cr=90:10,负极(KN)的名义化学成分为:Ni:Si=97:3,其使用温度为-200℃~1300℃。

K型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜等优点,能用于氧化性惰性气氛中广泛为用户所采用。

K型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性或还原,氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛。

测温原理

热电偶温度传感器的工作原理利用的是热电效应,两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势而这种电动势称为热电势。其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿 端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
    根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶温度传感器测温时,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。
    热电偶温度传感器实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对于热电偶的热电势,应注意如下几个问题:
    1.热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差,而不是热电偶冷端与工作端,两端温度差的函数;
    2.热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成份和两端的温差有关;
    3.当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关。

热电偶测温必须由热电偶、连接导线及显示仪表三部分组成。下图是**简单的热电偶测温示意图。




图组成的热电偶蕊及测温电偶丝1 ,如果将热电偶的热端(工作端)加热,使得冷、热两端的温度不同,则在该热电偶回路中就会产生热电势,这种物理现象就称为热电现象(热电效应)。在热电偶回路中产生的电势由温差电势和接触电势两部分组成。接触电势:它是两种电子密度不同的导体相互接触时产生的一种热电势。













当两种不同的导体AB相接触时,假设导体AB的电子密度分别为NaNb并且Na>Nb,则在两导体的接触面上,电子在两个方向的扩散率就不相同,由导体A扩散到导体B的电子数比从B扩散到A的电子数要多。导体A失去电子而显正电,导体B获得电子而显负电。因此,在AB两导体的接触面上便形成一个由AB的静电场,这个电场将阻碍扩散运动的继续进行,同时加速电子向相反方向运动,使从BA的电子数增多,**达到动态平衡状态。此时AB之间也形成一电位差,这个电位差称为接触电势。此电势只与两种导体的性质相接触点的温度有关,当两种导体的材料一定,接触电势仅与其接点温度有关。温度越高,导体中的电子就越活跃,由A导体扩散到B导体的电子就越多,接触面处所产生的电动势就越大,即接触电势越大。


本公司研制的TIDAS智能电流温度**系统正是利用电流通过导体产生发热引起导体温度上升的原理,用热电偶传感器把温度信号的变化传给本公司的系统,实现对温度和电流的监控,从而通过本公司的软件进行处理,实现对产品及零部件的质量分析。

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