熱電偶傳感器的工作原理及原理圖-博揚智能

熱電偶傳感器可以定義為一種溫度傳感器，用于以EMF或電流的形式測量一個特定點的溫度。該傳感器包括兩條不同的金屬線，它們在一個結(jié)點處連接在一起。可以在該結(jié)處測量溫度，并且金屬線的溫度變化會激發(fā)電壓。

設(shè)備中產(chǎn)生的EMF量非常小（毫伏），因此必須利用非常敏感的設(shè)備來計算電路中產(chǎn)生的電動勢。用于計算電動勢的常用設(shè)備是電壓平衡電位計和普通檢流計。從這兩者中，可以物理地或機械地使用平衡電位計。

一、熱電偶傳感器的工作原理

該熱電偶原理主要取決于三種效應(yīng)，即塞貝克，珀爾帖和湯普森。

1.見貝克效應(yīng)

這種影響發(fā)生在兩種不同的金屬之間。當(dāng)熱量提供給任何一根金屬線時，電子流就會從熱金屬線流向冷金屬線。因此，直流電會刺激電路。

2.珀爾帖效應(yīng)

該珀爾帖效應(yīng)與塞貝克效應(yīng)相反。該效果表明，通過在兩個不同導(dǎo)體之間施加電勢變化，可以在兩個不同導(dǎo)體之間形成溫度差。

3.湯普森效應(yīng)

這種效應(yīng)表明，由于兩種不同的金屬固定在一起，并且如果它們形成兩個接頭，則電壓會由于溫度梯度而感應(yīng)出導(dǎo)體的總長度。這是一個物理詞，顯示了確切位置處溫度的速率和方向的變化。

二、熱電偶傳感器的構(gòu)造

該設(shè)備的結(jié)構(gòu)如下所示。它包括兩條不同的金屬線，并在連接端連接在一起。交界處被認(rèn)為是測量的終點。結(jié)的末端分為三種類型，即不接地，接地和裸露的結(jié)。

1.不接地的結(jié)

在這種類型的連接中，導(dǎo)體與保護(hù)蓋完全分開。該路口的應(yīng)用主要包括高壓應(yīng)用工程。使用此功能的主要好處是可以減少雜散磁場的影響。

2.接地結(jié)

在這種類型的連接中，金屬線以及保護(hù)蓋都連接在一起。此功能用于測量酸性環(huán)境中的溫度，并提供抗噪聲的功能。

3.裸結(jié)

裸露的結(jié)適用于需要快速響應(yīng)的區(qū)域。這種類型的結(jié)用于測量氣體溫度。用于制造溫度傳感器的金屬基本上取決于溫度的計算范圍。

通常，熱電偶設(shè)計有兩條不同的金屬線，即鐵和康銅，通過在稱為熱結(jié)的一個結(jié)處進(jìn)行連接來構(gòu)成檢測元件。它由兩個結(jié)點組成，一個結(jié)點通過電壓表或變送器連接，其中冷結(jié)點和第二結(jié)點在一個稱為熱結(jié)點的過程中相關(guān)聯(lián)。

三、熱電偶傳感器的工作原理圖

熱電偶的電路如下圖所示。該電路由兩種不同的金屬組成。這些金屬以建立兩個結(jié)的方式連接在一起。金屬通過焊接結(jié)合到結(jié)。

令P和Q為熱電偶的兩個結(jié)點。T 1和T 2是結(jié)點的溫度。由于結(jié)點的溫度互不相同，因此在電路中會產(chǎn)生EMF。

如果結(jié)點處的溫度相等，則在電路中會產(chǎn)生相等且相反的EMF，零電流流過該電路。如果結(jié)點的溫度變得不相等，則電路中會產(chǎn)生電勢差。電路中感應(yīng)出的EMF的大小取決于用于制造熱電偶的材料的類型。流經(jīng)電路的總電流通過測量設(shè)備進(jìn)行測量。

熱電偶電路中的感應(yīng)電動勢由以下公式給出：熱電偶方程其中Δθ–熱電偶結(jié)與參考熱電偶結(jié)之間的溫差。a，b–常數(shù)

四、熱電偶傳感器輸出的測量

從熱電偶獲得的輸出EMF可以通過以下方法進(jìn)行測量。

1.萬用表–這是一種測量熱電偶輸出EMF的簡單方法。萬用表連接到熱電偶的冷端。萬用表指針的偏轉(zhuǎn)量等于流過萬用表的電流。

2.電位器–也可以借助直流電位器來測量熱電偶的輸出。

3.帶輸出設(shè)備的放大器–從熱電偶獲得的輸出通過放大器進(jìn)行放大，然后饋入記錄或指示儀表。

五、熱電偶傳感器的優(yōu)缺點：

（1）熱電偶的優(yōu)點

1.熱電偶比其他溫度測量設(shè)備便宜。

2.熱電偶具有快速的響應(yīng)時間。

3.溫度范圍廣。

（2）熱電偶的缺點

1.熱電偶精度低。

2.熱電偶的重新校準(zhǔn)很困難。

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