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斯美特儀表介紹WRN熱電偶四大基本定律以及選型

閱讀：1163        發(fā)布時(shí)間：2017-7-8

WRN熱電偶的基本定律包括均質(zhì)導(dǎo)體定律、中間導(dǎo)體定律、中間溫度定律以及參考電極定律，熱電偶的這四大基本定律對(duì)熱電偶的應(yīng)用有及其重要的作用。

一均質(zhì)導(dǎo)體定律

定義：由同一種均質(zhì)材料（導(dǎo)體或半導(dǎo)體）兩端焊接組成閉合回路，無(wú)論導(dǎo)體截面如何以及溫度如何分布，將不產(chǎn)生接觸電勢(shì)，溫差電勢(shì)相抵消，回路中總電勢(shì)為零。

可見(jiàn)，熱電偶必須由兩種不同的均質(zhì)導(dǎo)體或半導(dǎo)體構(gòu)成。若熱電極材料不均勻，由于溫度梯存在，將會(huì)產(chǎn)生附加熱電勢(shì)。

證明：熱電偶的電勢(shì)由兩個(gè)接觸電勢(shì)和兩個(gè)溫差電勢(shì)構(gòu)成。即：

1由于材料相同，沒(méi)有接觸電勢(shì)；而溫差電勢(shì)為大小相同，方向相反的兩個(gè)電勢(shì)，相互抵消，也為零。

應(yīng)用：根據(jù)這個(gè)定律，可以檢驗(yàn)兩個(gè)熱電極材料成分是否相同（稱(chēng)為同名極檢驗(yàn)法），也可以檢查熱電極材料的均勻性。

二中間導(dǎo)體定律

定義：在熱電偶回路中接入中間導(dǎo)體（第三導(dǎo)體），只要中間導(dǎo)體兩端溫度相同，中間導(dǎo)體的引入對(duì)熱電偶回路總電勢(shì)沒(méi)有影響。

證明：證明過(guò)程參考熱電偶中間定律的證明

應(yīng)用：依據(jù)中間導(dǎo)體定律，在熱電偶實(shí)際測(cè)溫應(yīng)用中，常采用熱端焊接、冷端開(kāi)路的形式，冷端經(jīng)連接導(dǎo)線與顯示儀表連接構(gòu)成測(cè)溫系統(tǒng)。例如，用銅導(dǎo)線連接熱電偶冷端到儀表讀取mV值，在導(dǎo)線與熱電偶連接處產(chǎn)生的接觸電勢(shì)是不會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生附加誤差。再比如可以將熱電偶的兩端不焊接而直接插入液態(tài)金屬中或直接焊在金屬表面進(jìn)行溫度測(cè)量。

三中間溫度定律

定義：熱電偶回路兩接點(diǎn)（溫度為t，t0）間的熱電勢(shì)，等于熱電偶在溫度為t、tn時(shí)的熱電勢(shì)與在溫度為tn、t0時(shí)的熱電勢(shì)的代數(shù)和。tn稱(chēng)中間溫度。

應(yīng)用：由于熱電偶E-T之間通常呈非線性關(guān)系,當(dāng)冷端溫度不為0攝氏度時(shí)，不能利用已知回路實(shí)際熱電勢(shì)E（t，t0）直接查表求取熱端溫度值;也不能利用已知回路實(shí)際熱電勢(shì)E（t，t0）直接查表求取的溫度值，再加上冷端溫度確定熱端被測(cè)溫度值，需按中間溫度定律進(jìn)行修正。初學(xué)者經(jīng)常不按中間溫度定律來(lái)修正!

四參考電極定律

定義：如果兩種導(dǎo)體分別與第三種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)已知，則由這兩種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)也已知。

證明：

導(dǎo)體A、B分別與標(biāo)準(zhǔn)電極C組成熱電偶，若它們所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)為已知，那么，導(dǎo)體A與B組成的熱電偶，其熱電動(dòng)勢(shì)為

應(yīng)用：標(biāo)準(zhǔn)電極定律是一個(gè)極為實(shí)用的定律。純金屬的種類(lèi)很多，而合金類(lèi)型更多。因此，要得出這些金屬之間組合而成熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)，其工作量是極大的。由于鉑的物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，熔點(diǎn)高，易提純，所以，我們通常選用高純鉑絲作為標(biāo)準(zhǔn)電極，只要測(cè)得各種金屬與純鉑組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)，則各種金屬之間相互組合而成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)可以得到。

例如：熱端為100℃，冷端為0℃時(shí)，鎳鉻合金與純鉑組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)為2.95mV，而考銅與純鉑組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)為-4.0mV，則鎳鉻和考銅組合而成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)則為 2.95mV-（-4.0mV）=6.95mV。

WRN熱電偶溫度測(cè)量范圍和允許誤差

熱電偶類(lèi)別

代號(hào)

分度號(hào)

測(cè)量范圍℃

允許偏差△t　℃

鉑銠30-鉑銠6

WRR

B

0～800

±1.5℃或±0.25%│t│

鉑銠10-鉑

WRP

S

0～1600

±1.5℃或±0.25%│t│

鎳鉻-鎳硅

WRN

K

0～1300

±2.5℃或±0.75%│t│

鎳鉻-銅鎳

WRE

E

0～800

±2.5℃或±0.75%│t│

WRN熱電偶型號(hào)表示

W

R

規(guī)格

內(nèi)容

 

 

R

 

鉑銠30-鉑銠6

P

 

鉑銠10-鉑

N

 

鎳鉻-鎳硅

E

 

鎳鉻-銅鎳 （鎳鉻-康銅）

熱

電

偶

材

料

-

1

 

無(wú)固定式裝置式

2

 

固定螺紋式

3

 

活動(dòng)式法蘭

4

 

固定法蘭式

5

 

活動(dòng)法蘭角尺形式

6

 

固定螺紋錐形保護(hù)管式

安裝固定形式

2

 

防濺式

3

 

防水式

4

 

隔爆式

接線盒形式

0

ø16mm保護(hù)管

1

ø25mm保護(hù)管（雙層套管）

2

ø16mm高鋁質(zhì)管（單層套管）

3

ø20mm高鋁質(zhì)管

設(shè)計(jì)序號(hào)

 

W

R

□

-

□

□

□

 

WRN熱電偶

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