熱電偶的電路詳解和溫度補(bǔ)償

1.熱電偶測(cè)量溫度的基本電路 
熱電偶測(cè)量溫度的基本電路,如A′、B′為熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線,t0為使用補(bǔ)償導(dǎo)線后熱電偶的冷端溫度,實(shí)際使用時(shí)把補(bǔ)償導(dǎo)線一直延伸到測(cè)量?jī)x表的接線端子,冷端溫度即為儀表接線端子所處的環(huán)境溫度。 
2.測(cè)量多點(diǎn)溫度電路 
多個(gè)被測(cè)溫度用多個(gè)型號(hào)相同的熱電偶分別測(cè)量,多個(gè)熱電偶共用一臺(tái)顯示儀表,它們是通過多路轉(zhuǎn)換開關(guān)來進(jìn)行測(cè)溫點(diǎn)切換的。多點(diǎn)測(cè)溫電路用于自動(dòng)巡回檢測(cè)中,按要求顯示各測(cè)點(diǎn)的溫度值,只需要一套顯示儀表和補(bǔ)償熱電偶。 
3.測(cè)量溫度差電路 
是測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間溫度差的測(cè)溫電路,用兩個(gè)相同型號(hào)熱電偶反向串聯(lián),配以相同的補(bǔ)償導(dǎo)線,這種連接方法使得儀表測(cè)量的是兩個(gè)熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)之差,因此可以測(cè)量t1和t2之間的溫度差。 
4.測(cè)量平均溫度電路 
用熱電偶測(cè)量平均溫度一般采用熱電偶并聯(lián)的方法,3個(gè)同型號(hào)的熱電偶并聯(lián)在一起,工作在特性曲線的線性部分,每支熱電偶串聯(lián)較大均衡電阻R,輸入到儀表兩端的毫伏值為3個(gè)熱電偶輸出熱電動(dòng)勢(shì)的之和,即E=(E1+E2+E3)/3,因此可以反映3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的平均溫度?梢詼y(cè)量被測(cè)區(qū)域的平均溫度,且儀表分度和使用一個(gè)熱電偶時(shí)一樣;缺點(diǎn)是當(dāng)某一熱電偶斷線后仍能正常工作,儀表上不能很快地反映出來。 
5.測(cè)量溫度和電路 
用熱電偶測(cè)量幾點(diǎn)溫度之和的測(cè)溫電路的方法一般采用幾支相同型號(hào)熱電偶的同向串聯(lián),輸入到儀表兩端的熱電動(dòng)勢(shì)之總和,即E=E1+E2+E3。此種電路的優(yōu)點(diǎn)是,一支熱電偶斷線時(shí)熱電勢(shì)立即消失,另一支熱電偶斷線時(shí)熱電勢(shì)立即下降,儀表上均可立即反映出來,另外可以獲得較大的熱電動(dòng)勢(shì)。 

6、熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)大小與熱電偶的材料和兩接點(diǎn)溫度有關(guān)。材料一定,則決定于熱端和冷端的溫度差。因此用它測(cè)溫時(shí)冷端溫度變化就會(huì)影響所測(cè)溫度的準(zhǔn)確性6為消除這種影響,必須將冷端溫度予以處理,以得到與分度表中冷端為o時(shí)不同熱端溫度所對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)值。通洛采用下列幾種處理方法。 
(1)冷端恒溫法 
用冰水浴將冷端保持在0℃,這是且精確的方法,既能保持恒定的溫度,又能消除冷端溫度變化,這種方法需將冰和水裝入保溫瓶中,當(dāng)冰源不方便時(shí),也可將冷端置于溫度恒定的容器內(nèi)(如30℃或40℃)。這時(shí)冷瑞不是0℃,必須校正。若用可調(diào)機(jī)械零點(diǎn)的儀表測(cè)電動(dòng)勢(shì)時(shí),應(yīng)格機(jī)械零點(diǎn)調(diào)至該溫度處。 
(2)補(bǔ)償導(dǎo)線法 
在測(cè)溫過程中,有時(shí)測(cè)溫熱電偶冷端靠近熱源,而熱源濕度變化大,影響冷端溫度恒定,要采用補(bǔ)償導(dǎo)線法。即采用一對(duì)熱電性與熱偶相同的金屬絲將熱電偶相應(yīng)的冷端連接起來,井將其引至另一個(gè)便于恒溫的地方,讓冷端恒溫,此時(shí)補(bǔ)償導(dǎo)線的末端即為冷端。該法可節(jié)約熱偶絲長(zhǎng)度.節(jié)省貴金屑材料,因而是經(jīng)濟(jì)的。尤其適用貴重金屑鉑錢一鉑熱電偶就更有突出意義。常用的補(bǔ)償導(dǎo)線的技術(shù)數(shù)據(jù)見表3-3。 
(3)冷端補(bǔ)償法 
在許多場(chǎng)合下,冷端難于保持恒溫,可使用冷端補(bǔ)償?shù)姆椒ā@涠穗m隨室溫變化,但與某一特定的補(bǔ)償器連接后可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償,使冷端維持在一恒溫值。補(bǔ)償器為一個(gè)橋路,結(jié)構(gòu)見圖3-5。R1,R2和R3都是錳銅絲制的電阻,其溫度系數(shù)很小。R4是銅絲制的電阻,其阻值按一定規(guī)律隨溫度變化。RB是串聯(lián)在電源回路中的降壓電阻,用來調(diào)整補(bǔ)償電動(dòng)勢(shì)的大小。冷端溫度補(bǔ)償器的基準(zhǔn)點(diǎn)是當(dāng)R1=R2=R3=R4時(shí)的溫度,在此溫度下CD兩端無電位差,電橋處于平衡狀態(tài)。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí),見阻值也隨著改變,電橋發(fā)生不平衡,在CD兩端產(chǎn)生電位差,使之正好補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化造成熱電動(dòng)勢(shì)的改變。不同分度號(hào)熱電偶配不同型號(hào)的補(bǔ)償器,并用補(bǔ)償導(dǎo)線連接。 
在使用顯示器或電子電位差計(jì)與熱電偶配套測(cè)溫時(shí),要注意不能接補(bǔ)償器,因這些儀表內(nèi)已裝有補(bǔ)償裝置。 

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