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熱電偶的接線及信號處理

1.熱電偶的概述

1.1 熱電偶的工作原理
熱電偶和熱電阻一樣,都是用來測量溫度的。
熱電偶是將兩種不同金屬或合金金屬焊接起來,構成一個閉合回路,利用溫差電勢原理來測量溫度的,當熱電偶兩種金屬的兩端有溫度差,回路就會產生熱電動勢,溫差越大,熱電動勢越大,利用測量熱電動勢這個原理來測量溫度。
結構示意圖如下:



圖1 熱電偶測量結構示意圖

注意:如上圖所示,熱電偶是有正負極性的,所以需要確保這些導線連接到正確的極性,否則將會造成明顯的測量誤差
為了保證熱電偶可靠、穩定地工作,安裝要求如下:
① 組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固;
② 兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣,以防短路;
③ 補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;
④ 保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離;
⑤ 熱電偶對於外界的幹擾比較敏感,因此安裝還需要考慮屏蔽的問題。

1.2 熱電偶與熱電阻的區別

1.2 熱電偶與熱電阻的區別

表1 熱電偶與熱電阻的比較





















2. 熱電偶的類型和可用模板

2.1熱電偶類型
根據使用材料的不同,分不同類型的熱電偶,以分度號區分,分度號代表溫度範圍,且代表每種分度號的熱電偶具體多少溫度輸出多少毫伏的電壓,熱電偶的分度號有主要有以下幾種。

分度號溫度範圍(℃)兩種金屬材料
B型0~1820鉑銠—鉑銠
C型0~2315鎢3稀土—鎢26 稀土
E型-270~1000鎳鉻—銅鎳
J型-210~1200鐵—銅鎳
K型-270~1372鎳鉻—鎳矽
L型-200~900鐵—銅鎳
N型-270~1300鎳鉻矽—鎳矽
R型-50~1769鉑銠—鉑
S型-50~1769鉑銠—鉑
T型-270~400銅—銅鎳
U型-270~600銅—銅鎳

3. 熱電偶的補償接線

3.1 補償方式
熱電偶測量溫度時要求冷端的溫度保持不變,這樣產生的熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關係。若測量時冷端的環境溫度變化,將嚴重影響測量的準確性,所以需要對冷端溫度變化造成的影響采取一定補償的措施。
由於熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴金屬時),而測溫點到控製AG亚游官网的距離都很遠,為了節省熱電偶材料,降低成本可以用補償導線延伸冷端到溫度比較穩定的控製室內,但補償導線的材質要和熱電偶的導線材質相同。熱電偶補償導線的作用隻起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動到控製室的AG亚游官网端子上,它本身並不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補償作用。因此,還需采用其他修正方法來補償冷端溫度變化造成的影響,補償方式見下表。

溫度補償方式說 明接 線
內部補償使用模板的內部溫度為參比接點進行補償,再由模板進行處理。直接用補償導線連接熱電偶到模擬量模板輸入端。
外部補償補償盒使用補償盒采集並補償參比接點溫度,不需要模板進行處理。可以使用銅質導線連接參比接點和模擬量模板輸入端。
熱電阻使用熱電阻采集參比接點溫度,再由模板進行處理。
如果參比接點溫度恒定可以不要熱電阻參考

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