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热电偶也叫温差电偶,是最早出现的一种热电探测器件。
电路中,相隔两点间存在温差的闭合电路称为热电偶电路。
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一,热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。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,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。
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。
热电偶电路一般可以测量温度,也可以作为传感器用。当外界温度改变时,可以进行一些控制。比如说控制水温,气温等。
热电偶温度表测量电路的设计
热电偶温度表测量电路的设计 热电偶温度表由配套热电偶、 外壳和核心测量电路等组成, 其核心电路由三大部分组成: (1)测量放大电路; (2)A/D 转换电路; (3)显示电路。一般用单片机作为信号处理和控制的核 心,图 10.6.1 所示为市场上常见的热电偶测温表。 若对电路稍作改进也可变成温度控制器或 兼具温度控制与报警双重功能。 图 10.6.1 热电偶温度表 1 温度表硬件电路设计 1.1 热电偶温度传感器及其冷端补偿方法的选择 可根据测量温度高低来选择, 尽量选用贱金属型热电偶, 以降低成本。 如铁—康铜型热 电偶,被测温度范围可达 -100~1 100℃,冷端补偿采用补偿电桥法,采用不平衡电桥产生 的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。不平衡电桥由电阻 R1、R2、 R3(锰铜丝绕制) 、Rcu(铜丝绕制)四桥臂和桥路稳压源组成,串联在热电偶回路中。 Rcu 与
热电流是由德国物理学家塞贝尔在1821年发现的,实验过程如下:
把一根铁丝与电流计连接起来,形成闭合电路。把这根铁丝一个地方放入冰水混合物中,对另一个地方加热。观察电流计上有示数,说明闭合电路中产生电流。赛贝克把这种电流叫做“热电流”,把这一电路叫做“热电偶电路”。
通过选择铜-康铜热电偶的制作方法和标定方式,进行多项式回归分析,表明热镀锡焊测头非标准分度的铜-康铜热电偶在-35~100℃范围内的线性及一致性都较好,适于实验室、农业和制冷工程测温应用。
热电偶电路示意图:
铜—康铜热电偶分度表: