熱電偶的一些基本知識

       熱電偶作為主要測溫手段，用途十分廣泛，今天就來(lái)聊聊一些關(guān)于熱電偶測量原理短路因素、測量電路中的電流隔離等基礎知識，方便大家深入了解熱電偶這種常見(jiàn)溫度傳感器。

1、熱電偶測量原理
       熱電偶由兩個(gè)具有不同熱電效應的金屬絲組成。當焊接點(diǎn)溫度升高時(shí)，自由電子就會(huì )從較熱的一段向較冷的一段移動(dòng)。電荷分離產(chǎn)生的電壓隨材料的溫度和電動(dòng)勢而增加。兩種材料的電動(dòng)勢不同，這導致兩條腿的電壓不同。兩個(gè)電壓(UT1)之間的差值是交叉點(diǎn)或測量點(diǎn)的溫度測量值。
       在現場(chǎng)設備的連接端，產(chǎn)生2個(gè)部分電壓(UT2a+UT2b)。如果熱電偶在這個(gè)終端溫度下短路，也會(huì )產(chǎn)生兩個(gè)電壓之和。因此，UT2的和是連接點(diǎn)(也稱(chēng)為冷端)的溫度測量值?，F場(chǎng)設備測量的電壓是由測量點(diǎn)溫度減去冷端溫度形成的差值溫度的測量值。

2、無(wú)熱電動(dòng)勢的補償電纜和插頭連接器
       第二電壓(UT2)必須在冷端產(chǎn)生。帶有相應補償電纜的熱電偶延伸至現場(chǎng)裝置。而且，沒(méi)有熱電電壓的插頭連接器有助于更準確的溫度測量。
3、內部溫度補償
       現場(chǎng)設備根據電壓差UT1-UT2確定溫度。冷端溫度T2由另一個(gè)溫度探頭確定。將冷端溫度T2添加到溫差(T1-T2+T2)中。內部溫度補償的結果是測量點(diǎn)溫度T1。
4、短路因素
       補償導線(xiàn)由與熱電偶具有相同熱電特性的材料組成。因此，線(xiàn)路中的短路會(huì )導致并聯(lián)形成二個(gè)熱電偶。例如，若短路發(fā)生在接線(xiàn)端頂部，那么所測得的溫度就不是實(shí)際測量點(diǎn)的溫度了，而是接線(xiàn)端頂部的溫度。如果測量值接近被測溫度，則很有可能不會(huì )馬上注意到故障已經(jīng)發(fā)生。
5、測量電路中的電流隔離
       在熱電偶應用中，熱電偶絲和工廠(chǎng)底面之間可能會(huì )發(fā)生短路。例如，這可能發(fā)生在連接點(diǎn)和保護管之間(目的是為了得到更快的響應速度)，或者由于測量溫度高時(shí)陶瓷保護管的電阻降低。通常，應采用電流隔離。這可以通過(guò)溫度變送器、電源隔離器或直接通過(guò)分析單元來(lái)實(shí)現。
6、標準化熱電偶
       熱電偶符合DIN EN 60584-1標準。因此，它們在電氣性能方面是兼容的。常用的是J，K和N類(lèi)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。標準中建議的至高溫度為1700攝氏度。在現場(chǎng)設備中選擇相應的線(xiàn)性化(J，K，N…)之后，將自動(dòng)轉換為相應的溫度。
7、長(cháng)期行為信息
       熱電偶標準中建議的大工作溫度適用于潔凈空氣中的正常應用。通常，較高的工作溫度會(huì )導致較強的漂移行為。由于熱電偶在外來(lái)原子進(jìn)入時(shí)(熔爐氣體進(jìn)入熱電偶保護管)會(huì )改變其輸出信號。所以元件必須定期校準，現場(chǎng)設備必須根據需要進(jìn)行校準。
       校準間隔必須由用戶(hù)定義。終用戶(hù)需要確定熱電偶在各自的應用程序中可以使用多長(cháng)時(shí)間。