熱電偶傳感器的結(jié)構(gòu)形式
常用熱電偶傳感器的基本結(jié)構(gòu)形式是熱電偶的結(jié)構(gòu)形式有普通熱電偶、鎧裝熱電偶和薄膜熱電偶等。
1、普通熱電偶:普通熱電偶在工業(yè)上普遍使用,它一般由熱電極、絕緣套管、保護管和接線盒組成。普通熱電偶按其安裝的連接形式可分為因定螺紋連接方式、固定法蘭連接方式、活動法蘭連接方式、無固定裝置等多種形式,而光電開關(guān)的形式也較為繁多。
2、鎧裝熱電偶:鎧裝熱電偶又稱為套管熱電偶。它是由熱電極、絕緣材料和金屬套管三者經(jīng)拉伸加工而成的堅實組合體。它的特點是可以做得又細又長,使用時根據(jù)需要能夠任意彎曲變形。鎧裝熱電偶的主要優(yōu)點是測溫端熱慣性小,動態(tài)響應(yīng)快,機械強度高,壽命長,可安裝在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置上,被廣泛應(yīng)用在各種工業(yè)生產(chǎn)中。
3、薄膜熱電偶:薄膜熱電偶是利用真空蒸鍍、化學(xué)涂層等工藝,將熱電偶材料沉積在絕緣基片上,從而形成一層很薄的金屬薄膜。熱電偶測量端非常薄,因而它的熱慣性小,反應(yīng)速度快,常用于測量瞬間變化的表面溫度和微小面積上的溫度變化。其測溫范圍為-200-300度。
熱電偶傳感器原理說明
熱電偶傳感器是工業(yè)中使用最為普遍的接觸式測溫裝置。這是因為熱電偶具有性能穩(wěn)定、測溫范圍大、信號可以遠距離傳輸?shù)忍攸c,并且結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。熱電偶能夠?qū)崮苤苯愚D(zhuǎn)換為電信號,并且輸出直流電壓信號,使得顯示、記錄和傳輸都很容易。
兩種不同成份的導(dǎo)體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路,當兩個接合點的溫度不同時,在回路中就會產(chǎn)生電動勢,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就 是利用這種原理進行溫度測量的,其中,直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端),另一端叫做冷端(也稱為補償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。 熱電偶實際上是一種能量轉(zhuǎn)換器,它將熱能轉(zhuǎn)換為電能,用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度,對于熱電偶的熱電勢,應(yīng)注意如下幾個問題: 1:熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差,而不是熱電偶冷端與工作端,兩端溫度差的函數(shù); 2 :熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的大小,當熱電偶的材料是均勻時,與熱電偶的長度和直徑無關(guān),只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān);3:當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后,熱電偶熱電勢的大小,只與熱電偶的溫度差有關(guān);若熱電偶冷端的溫度保持一定,這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來,構(gòu)成一個閉合回路,當導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。
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