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上海自動化儀表有限公司深入探討熱電偶的測溫原理
閱讀:62 發(fā)布時間:2025-1-22上海自動化儀表有限公司深入探討熱電偶的測溫原理熱電偶溫度計,由熱電偶、電測儀表及連接導線三部分構成,廣泛應用于-200至1300℃的溫度測量范圍。在特殊情境下,其測量范圍可進一步擴展至2800℃的高溫和4K的低溫。熱電偶的之處在于能夠?qū)囟刃盘栟D(zhuǎn)換為電信號,實現(xiàn)遠距離傳輸和多點切換測量。其結(jié)構簡單、制作便捷高以及熱慣性小等優(yōu)勢,使得它在工業(yè)領域中發(fā)揮著至關重要的作用。
接下來,上海上自儀公司將深入探討熱電偶的測溫原理。當兩種不同的導體或半導體A與B組成閉合回路,且兩個接點處于不同的溫度t0和t時,回路中會產(chǎn)生電動勢,這一現(xiàn)象被稱為熱電效應。這一電動勢,即熱電勢,是溫度t的函數(shù)。在恒定接點溫度t0的條件下,熱電勢與溫度t呈現(xiàn)一一對應的關系。通過測量熱電勢的大小,我們可以得到被測溫度t的值。此外,熱電勢由溫差電勢與接觸電勢共同組成。溫差電勢源于一根導體兩端因溫度差異而產(chǎn)生的熱電動勢。在導體中,高溫端的電子運動速度超過低溫端,導致高溫端失去電子帶正電,而低溫端獲得電子帶負電。這種高、低溫端之間的靜電場會阻止電子的進一步流動,直至達到動態(tài)平衡。此時,導體兩端便會產(chǎn)生相應的電位差,即溫差電勢。其方向始終指向低溫端。而接觸電勢則發(fā)生在兩種不同導體相接觸時,由于電子的交換而產(chǎn)生的電勢差。,其中k代表波爾茲曼常數(shù),e表示電子電量,而n為導體內(nèi)的電子密度,它隨溫度變化。當導體兩端存在溫差時,即t不等于to,便會發(fā)生電子的遷移,進而產(chǎn)生溫差電勢。這一電勢的大小取決于導體的特性以及導體兩端的溫度差異,而與導體的長度、截面尺寸以及沿導體長度方向的溫度分布無直接關聯(lián)。接觸電勢是在兩種不同材料A和B的接觸點處產(chǎn)生的。由于A、B兩種材料具有不同的電子密度,假設導體A的電子密度nA高于導體B的電子密度nB,這將導致從A向B擴散的電子數(shù)量多于從B向A擴散的電子。因此,在A材料中,電子的流失使其帶上了正電荷,而在B材料中,電子的獲得使其帶上了負電荷。這樣一來,在A、B的接觸面上就形成了一個從A指向B的靜電場。這個靜電場會阻礙電子的進一步擴散,并引發(fā)電子的漂移運動。當這兩種運動達到動態(tài)平衡時,A、B接觸面上就穩(wěn)定地形成了電位差,即我們所說的接觸電勢。其方向始終是從電子密度較小的導體指向電子密度較大的導體;而其大小則受到多種因素的影響。式中,k代表波爾茲曼常數(shù),e表示電子電量。接觸電勢會隨著溫度的升高,同時,兩種導體電子密度的比值越大,接觸電勢也會相應大。因此,我們可以得出結(jié)論:接觸電勢的大小既與導體的性質(zhì)緊密相關,也受到接觸點溫度的影響,而與導體的長度、截面尺寸以及沿導體長度方向的溫度分布無關。此外,上海上自儀公司熱電偶回路的總電勢為:即熱電勢隨著高溫端和低溫端溫度的變化而變化。在低溫端溫度保持恒定的情況下,熱電勢僅隨高溫端溫度的變化而變化,呈現(xiàn)單值函數(shù)關系。通過測量熱電勢的大小,我們可以準確地得到高溫端的溫度數(shù)值。