熱電偶是如何工作的,我真的需要一個冰水混合物嗎？(第1部分)

熱電偶 一直被用來測量溫度。它們是簡單的,由一對不一樣的金屬導(dǎo)線在一端焊接在一起。他們是堅(jiān)固的,在廣泛的溫度范圍內(nèi)工作,產(chǎn)生容易測量的電壓,不需要外部激勵。

與熱敏電阻或汞溫度計不同,熱電偶并不直接測量感興趣的溫度--相反,它們測量感興趣的溫度與已知的參考溫度之間的差異,通常被稱為冷連接溫度。 圖1 顯示基本的設(shè)置。焊接熱電偶端測量感興趣的溫度。熱電偶導(dǎo)線的另一端終止在冷結(jié),并顯示一個電壓,取決于溫度差和用來構(gòu)成熱電偶的金屬。銅導(dǎo)線將冷連接電壓傳遞到DMM。

圖1熱電偶根據(jù)感興趣的溫度和冷合溫度之間的差產(chǎn)生電壓。

我們?nèi)绾谓⒗浜蠝囟?

在19世紀(jì) 第 世紀(jì)以來,研究人員利用任何實(shí)驗(yàn)室都能復(fù)制的冰水混合物池來建立一個溫度為0攝氏度的冷交溫度。多年來,研究人員編制了各種熱電偶類型的溫度和電壓的綜合表,這些熱電偶參照的溫度為0攝氏度。

有多少種熱電偶?

國際電工委員會?獨(dú)立選舉委員會60584-1 標(biāo)準(zhǔn)列出10種類型--A、B、C、E、J、K、N、R、S和T--并提供電壓輸出作為每種類型的溫度函數(shù)。國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所擁有B、E、J、K、N、R、S和T類型的數(shù)據(jù),您可以查看這些數(shù)據(jù)。?在這里 .所有的信息、教育和信息系統(tǒng)系統(tǒng)表都被引用為0攝氏度的冷連接點(diǎn)。

如何知道哪種熱電偶類型最適合我的應(yīng)用程序?

你選擇的類型將取決于許多因素--最重要的是,你計劃測量的溫度范圍。例如,B型,其正負(fù)導(dǎo)體是合金,不同百分比的鉑和鈀,適合最高溫度。圖1電壓表顯示了對應(yīng)于B型熱電偶的讀數(shù),該熱電偶測量的溫度為1,800℃,冷合溫度為0℃。相比之下,T型熱電偶,其正負(fù)導(dǎo)體分別為銅和康斯坦,可以操作到低溫。

每次我們要做熱電偶測量的時候都拖著一個冰浴,不是很不方便嗎?

一九一三年,一位研究員?保羅·福特 他在《標(biāo)準(zhǔn)局》中寫道:"就技術(shù)用途和一般商業(yè)用途而言,隨身攜帶冰盒并不總是方便的。"?關(guān)于熱電偶冷連接校正的說明 "在……中 標(biāo)準(zhǔn)局公報 , April 15, 1913 ( 圖2 )。他和該局公布了在室溫下進(jìn)行測量的方法。

圖21913年,一位研究人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)進(jìn)行熱電偶測量時,手中的冰盒并不總是方便的。

我們該怎么做?

可能有很多工作要做。我們需要一套不同的表格,用于每一個可能的"室溫"或其他我們想要使用的參考溫度。例如,我們可能希望使用高于室溫的參考溫度,這樣我們就可以用簡單的加熱器來調(diào)節(jié)它,如果室溫過高,就不需要制冷。信息、工業(yè)和信息技術(shù)研究所的表格為每種熱電偶提供了溫度和電壓數(shù)據(jù),其分辨率為1°C,范圍為數(shù)百度,因此這是很多數(shù)據(jù)。一個更好的方法是找到使用現(xiàn)有表的方法--一種被稱為冷連接補(bǔ)償(CJC)的方法。

例如,考慮 表1 列出了T型熱電偶的N作電壓和溫度數(shù)據(jù)的子集。

表1T型熱電偶溫度和0℃冷結(jié)電壓

我想我知道這是怎么回事了。假設(shè)我們有40℃的參考溫度,我們的熱電偶就會產(chǎn)生12MV的輸出。表中顯示,12mv相當(dāng)于250℃的溫度,所以我們只要將40℃加到250℃就可以得到290℃的測量溫度,對嗎?