熱電偶基本測量原理
鉑銠儀表在本文介紹熱電偶測量原理短路因素、測量電路中的電流隔離等基礎(chǔ)知識，方便大家深入了解熱電偶這種常見溫度傳感器。
1、熱電偶測量原理
熱電偶由兩個具有不同熱電效應(yīng)的金屬絲組成。當(dāng)焊接點溫度升高時，自由電子就會從較熱的一段向較冷的一段移動。電荷分離產(chǎn)生的電壓隨材料的溫度和電動勢而增加。兩種材料的電動勢不同，這導(dǎo)致兩條腿的電壓不同。兩個電壓(UT1)之間的差值是交叉點或測量點的溫度測量值。
在現(xiàn)場設(shè)備的連接端，產(chǎn)生2個部分電壓(UT2a+UT2b)。如果熱電偶在這個終端溫度下短路，也會產(chǎn)生兩個電壓之和。因此，UT2的和是連接點(也稱為冷端)的溫度測量值?，F(xiàn)場設(shè)備測量的電壓是由測量點溫度減去冷端溫度形成的差值溫度的測量值。
2、無熱電動勢的補(bǔ)償電纜和插頭連接器
第二電壓(UT2)須在冷端產(chǎn)生。帶有相應(yīng)補(bǔ)償電纜的熱電偶延伸至現(xiàn)場裝置。而且，沒有熱電電壓的插頭連接器有助于更準(zhǔn)確的溫度測量。
3、內(nèi)部溫度補(bǔ)償
現(xiàn)場設(shè)備根據(jù)電壓差UT1-UT2確定溫度。冷端溫度T2由另一個溫度探頭確定。將冷端溫度T2添加到溫差(T1-T2+T2)中。內(nèi)部溫度補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果是測量點溫度T1。
4、短路因素
補(bǔ)償導(dǎo)線由與熱電偶具有相同熱電特性的材料組成。因此，線路中的短路會導(dǎo)致并聯(lián)形成二個熱電偶。例如，若短路發(fā)生在接線端頂部，那么所測得的溫度就不是實際測量點的溫度了，而是接線端頂部的溫度。如果測量值接近被測溫度，則很有可能不會馬上注意到故障已經(jīng)發(fā)生。
5、測量電路中的電流隔離
在熱電偶應(yīng)用中，熱電偶絲和工廠底面之間可能會發(fā)生短路。例如，這可能發(fā)生在連接點和保護(hù)管之間(目的是為了得到更快的響應(yīng)速度)，或者由于測量溫度高時陶瓷保護(hù)管的電阻降低。通常，應(yīng)采用電流隔離。這可以通過溫度變送器、電源隔離器或直接通過分析單元來實現(xiàn)。
6、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶
熱電偶符合DIN EN 60584-1標(biāo)準(zhǔn)。因此，它們在電氣性能方面是兼容的。常用的是J，K和N類型。S偶和B偶是由貴金屬制成的貴金屬偶，適合在特別高的溫度下使用?？梢允褂肂進(jìn)行測量高溫。標(biāo)準(zhǔn)中建議的***高溫度為1700攝氏度。在現(xiàn)場設(shè)備中選擇相應(yīng)的線性化(J，K，N…)之后，將自動轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的溫度。
7、長期行為信息
熱電偶標(biāo)準(zhǔn)中建議的***大工作溫度適用于潔凈空氣中的正常應(yīng)用。通常，較高的工作溫度會導(dǎo)致較強(qiáng)的漂移行為。由于熱電偶在外來原子進(jìn)入時(熔爐氣體進(jìn)入熱電偶保護(hù)管)會改變其輸出信號。所以元件須***定期校準(zhǔn)，現(xiàn)場設(shè)備須***根據(jù)需要進(jìn)行校準(zhǔn)。
校準(zhǔn)間隔須由用戶定義。用戶需要確定熱電偶在各自的應(yīng)用程序中可以使用多長時間。
