上儀三廠熱電偶也叫溫差電偶,是zui早出現(xiàn)的一種熱電探測器件。其工作原理是溫差電效應(yīng)。例如,由兩種不同的導(dǎo)體材料構(gòu)成的接點(diǎn),在接點(diǎn)處可產(chǎn)生電動勢。這個(gè)電動勢的大小和方向與該接點(diǎn)處兩種不同的導(dǎo)體材料的性質(zhì)和兩接點(diǎn)處的溫差有關(guān)。如果把這兩種不同的導(dǎo)體材料接成回路,上儀三廠熱電偶當(dāng)兩個(gè)接頭處溫度不同時(shí),回路中即產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象稱為溫差電效應(yīng)或塞貝克效應(yīng)。構(gòu)成溫差電偶的材料,既可以是金屬,也可以是半導(dǎo)體。在結(jié)構(gòu)上既可以是線、條狀的實(shí)體,也可以是利用真空沉積技術(shù)或光刻技術(shù)制成的薄膜。上儀三廠熱電偶實(shí)體型的溫差電偶多用于測溫,薄膜型的溫差電堆(由許多個(gè)溫差電偶串聯(lián)而成)多用于測量輻射,例如,用來標(biāo)定各類光源,測量各種輻射量,作為紅外分光光度計(jì)或紅外光譜儀的輻射接收元件等。 由于上儀三廠熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴 金屬時(shí)),而測溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn),為了節(jié)省熱 電偶材料,降低成本,通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷 端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),連接到 儀表端子上。必須指出,熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補(bǔ)償作用。因此,上儀三廠熱電偶還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對測溫的影響。在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號相配,極性不能接錯(cuò),補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。
上儀三廠熱電偶的結(jié)構(gòu)形式
為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作,對它的結(jié)構(gòu)要求如下:
?、?組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固;
?、?兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣,以防短路;
?、凵蟽x三廠熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;
④ 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。
上儀三廠熱電偶在熱電偶系列中具有準(zhǔn)確度zui高,穩(wěn)定性,測溫溫區(qū)寬,使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。它的物理,化學(xué)性能良好,熱電勢穩(wěn)定性及在高溫下抗氧化性能好,適用于氧化性和惰性氣氛中。由于S型熱電偶具有優(yōu)良的綜合性能,符合使用溫標(biāo)的S型熱電偶,長期以來曾作為溫標(biāo)的內(nèi)插儀器,上儀三廠熱電偶雖規(guī)定今后不再作為溫標(biāo)的內(nèi)查儀器,但溫度咨詢委員會(CCT)認(rèn)為S型熱電偶仍可用于近似實(shí)現(xiàn)溫標(biāo)。
上儀三廠熱電偶是一種感溫元件,它把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號,通過電氣儀表轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),回路中就會有電流通過,此時(shí)兩端之間就存在電動勢——熱電動勢,這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。上儀三廠熱電偶兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極,溫度較高的一端為工作端,溫度較低的一端為自由端,自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系,制成熱電偶分度表;分度表是自由端溫度在0℃時(shí)的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí),上儀三廠熱電偶只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同,熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測溫時(shí),可接入測量儀表,測得熱電動勢后,即可知道被測介質(zhì)的溫度。
上儀三廠熱電偶不足之處是熱電勢,熱電勢率較小,靈敏讀低,高溫下機(jī)械強(qiáng)度下降,對污染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。具有準(zhǔn)確度zui高,穩(wěn)定性,測溫溫區(qū)寬,使用壽命長,測溫上限高等優(yōu)點(diǎn)。適用于氧化性和惰性氣氛中,也可短期用于真空中,但不適用于還原性氣氛或含有金屬或非金屬蒸氣氣氛中。B型熱電偶一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)是不需用補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行補(bǔ)償,因?yàn)樵?~50℃范圍內(nèi)熱電勢小于3μV。
上儀三廠熱電偶在生產(chǎn)實(shí)際中,由于熱電偶的工作端(測量端)與冷端(參比端)離得很近,而且冷端又暴露在工作環(huán)境之中,因而容易受到周圍工作環(huán)境溫度波動的影響,所以冷端溫度難以保持恒定,造成測量不準(zhǔn)。上儀三廠熱電偶實(shí)際應(yīng)用是用補(bǔ)償導(dǎo)線,將熱電偶的冷端延伸至溫度較低和比較穩(wěn)定的地方。