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热电偶的优缺点及详细介绍

时间:2014-05-14      阅读:976

 在使用热电偶时 ,必须对参考端温度进行自动补偿 ,才能正确显示出被测温度值。参考端温度补偿大致有两种方案 :一种是利用硬件 (例如参考端温度补偿器 )进行补偿 ;另一种则是用计算机软件对测量值进行修正 ,来消除由环境温度引起的测量误差。但是当环境温度不断发生变化时 ,设计工作就变得比较复杂。

热电偶自动进行温度补偿的新颖测温电桥电路 ,它不仅能对参考端温度进行自动补偿 ,并对K型热电偶的非线性特性进行校正 ,使数字仪表直接显示出被测点的温度值 ,还利用内置硅晶体管发射结 (或硅二极管 )作半导体温度传感器来测量室温。由它构成的数字测温仪 ,电路简单 ,成本低廉 ,准确度高 ,便于调试。其测温准确度可达± 1%左右 ,分辨力为 1℃。

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。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。

热电偶特点:
1. 检出(测温)元件热电偶是工业上zui常用的温度检测元件之一。必须配二次仪表,其优点是:
① 测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。

② 测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶zui低可测到-269℃(如金铁镍铬),zui高可达+2800℃(如钨-铼)。热电偶为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm,允许偏差-0.015mm,其正极(BP)的名义化学成分为铂铑合金,其中含铑为30%,含铂为70%,负极(BN)为铂铑合金,含铑为量6%,该热电偶长期zui高使用温度为1600℃,短期zui高使用温度为1800℃。

③ 构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。

2.根据温度测量范围及精度,选用相应分度号的热电偶
使用温度在1300~1800℃,要求精度又比较高时,一般选用热电偶;要求精度不高,气氛又允许可用钨铼热电偶,高于1800℃一般选用钨铼热电偶;使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶;在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶,低于400℃一般用E型热电偶;250℃下以及负温测量一般用T型电偶,在低温时T型热电偶稳定而且精度高。

热电偶使用寿命与其劣化有关,所谓热电偶的劣化,即热电偶经使用后,出现老化变质的现象。由金属或合金构成的热电偶,在高温下其内部晶粒要逐渐长大,同时,合金中含有少量杂质,其位置或形状也将发生变化,而且,同周围环境中的气体也要发生反应。伴随上述变化,热电偶的热电动势也将极其敏感地发生变化。因此热电偶的劣化是不可避免的。热电偶的劣化是一个量变过程,对其定量很困难,将随热电偶的种类、直径、使用温度、气氛、时间的不同而变化。热电偶的使用寿命是指热电偶劣化发展到超过允许误差,甚至断线不能使用的时间。有关热电偶使用寿命的判断,日本是依据JIS(C-1602-1995)标准中规定的热电偶连续使用时间。对B、R、S型热电偶而言为2 000 h,K、E、J、T型热电偶为10 000h。在实际使用时,装配式热电偶通常带有保护管,只有在特殊情况下才裸丝使用。因此,在多数场合下,保护管的寿命决定了热电偶寿命。对热电偶的实际使用寿命的判断,必须是通过长期征集、积累实际使用状态下的数据,才有可能给出准确的结果。

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