熱電偶基本測量原理(lǐ)

01測量原理(lǐ)

熱電偶由兩個具有不同熱電效應的金(jīn)屬絲組成。當焊接點溫度升高(gāo)時(shí)，自(zì)由電子就會(huì)從(cóng)較熱的一段向較冷的一段移動。電荷分離産生的電壓随材料的溫度和(hé)電動勢而增加。 兩種材料的電動勢不同，這(zhè)導緻兩條腿的電壓不同。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)場設備的連接端，産生2個部分電壓(UT2a + UT2b)。如果熱電偶在這(zhè)個終端溫度下(xià)短路，也(yě)會(huì)産生兩個電壓之和(hé)。因此，UT2和(hé)是連接點(也(yě)稱爲冷端)的溫度測量值。現(xiàn)場設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。

02無熱電動勢的補償電纜和(hé)插頭連接器

第二電壓(UT2)必須在冷端産生。帶有相應補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合适的溫度測量。

03内部溫度補償

現(xiàn)場設備根據電壓差UT1-UT2确定溫度。 冷端溫度T2由另一個溫度探頭确定。 将冷端溫度T2添加到(dào)溫差（T1-T2 + T2）中。 内部溫度補償的結果是測量點溫度T1。

04短路因素

補償電纜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(huì)導緻并聯形成二個熱電偶。 例如，若短路發生在接線端頂部，那麽所測得的溫度就不是實際測量點的溫度了(le)，而是接線端頂部的溫度。如果測量值接近被測溫度，則很(hěn)有可能(néng)不會(huì)馬上(shàng)注意到(dào)故障已經發生。

05測量電路中的電流隔離

在熱電偶應用(yòng)中，熱電偶絲和(hé)工(gōng)廠(chǎng)底面之間可能(néng)會(huì)發生短路。例如，這(zhè)可能(néng)發生在連接點和(hé)保護管之間(目的是爲了(le)得到(dào)更快(kuài)的響應速度)，或者由于測量溫度高(gāo)時(shí)陶瓷保護管的電阻降低(dī)。通常，應采用(yòng)電流隔離。這(zhè)可以通過變送器、電源隔離器或直接通過分析單元來(lái)實現(xiàn)。

06标準化熱電偶

熱電偶符合DIN EN 60584-1标準。 因此，它們在電氣性能(néng)方面是兼容的。 常用(yòng)的是J，K和(hé)N類型。S偶和(hé)B偶是由貴金(jīn)屬制成的貴金(jīn)屬偶，适合在特别高(gāo)的溫度下(xià)使用(yòng)。 可以使用(yòng)B進行測量高(gāo)溫。标準中建議(yì)的溫度爲1700攝氏度。 在現(xiàn)場設備中選擇相應的線性化（J，K，N…）之後，将自(zì)動轉換爲相應的溫度。

07長期行爲信息

熱電偶标準中建議(yì)的工(gōng)作(zuò)溫度适用(yòng)于潔淨空(kōng)氣中的正常應用(yòng)。通常，較高(gāo)的工(gōng)作(zuò)溫度會(huì)導緻較強的漂移行爲。由于熱電偶在外(wài)來(lái)原子進入時(shí)(熔爐氣體進入保護管)會(huì)改變其輸出信号。所以元件必須定期校準，現(xiàn)場設備必須根據需要進行校準。

校準間隔必須由用(yòng)戶定義。終端用(yòng)戶需要确定熱電偶在各自(zì)的應用(yòng)程序中可以使用(yòng)多長時(shí)間。