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热电偶:操作的原则,该设备
有各种各样的装置和机构,以测量温度。 他们中有些人在日常生活中,一些 - 为各种物理的研究,在工业生产过程等行业。
一种这样的装置是热电偶。 的装置和电路的操作的原理将在下面的章节中讨论。
热电偶作品的物理基础
热电偶的工作原理是基于一般的物理过程。 第一次的效果,其单位工作的基础上,已经由德国科学家托马斯·塞贝克调查。
的现象,其持有的热电偶的作用原理如下的精髓。 在闭合电路由两种不同类型的导体的,当暴露于某些环境温度电力产生。
将所得的电流和作用于导体周围温度是线性相关。 即,由热电偶产生的电流的温度越高,越大。 而基于热电偶和热电阻温度计的操作这一原则。
其中,该热电偶接点之一是在它需要测量温度的点,它被称为“热”。 第二接触,换言之 - “冷” - 在相反的方向。 为当室内温度比测定部位下测量仅在允许的情况下热电偶中的应用。
热电偶,操作原理的这样的短路操作。 热电偶的类型将在下一节讨论。
类型的热电偶
在各行业中的所需要的温度的测量,主要使用热电偶。 的装置和不同类型的单元的操作如下所示。
铝铬合金热电偶
在大多数情况下使用这些热电偶模式来产生各种传感器和探针,使工业生产的温度控制的。
其显着的特征是相对低的价格和一个巨大的所测量的温度的范围。 它们允许修复摄氏-200至13万度的温度。
这是不恰当的使用热电偶以在空气中的商店和高硫对象类似的合金,因为这种 化学元素 两者铬和铝产生不利影响,该装置的运作引起干扰。
镍铬合金,COPEL热电偶
热电偶的作用原理,它是由这些合金的触头组是相同的。 但这些装置在液态或气态环境大多操作具有中性,无腐蚀性的特性。 上部温度指示器不超过8000摄氏度。
适用这种热电偶,它使用操作原理允许它建立任何表面的加热,例如度,用于检测平炉或任何其他类似结构的温度。
铁 - 康铜热电偶
在热电偶触头的这种组合是不作为第一所考虑的物种的一样普遍。 热电偶的工作原理是一样的,但这个组合在稀薄的空气表现良好。 最大电平测量温度应不超过12500摄氏度。
然而,如果温度开始上升以上7000度,是有风险的违反测定精度由于在铁的物理和化学性质的变化。 有在周围水蒸气的存在下铁接触热电偶的情况下,即使腐蚀。
铂铂热电偶
最昂贵的热电偶的制造。 其工作原理是一样的,但它是从他们的同行非常稳定和可靠的温度读数不同。 它具有降低的灵敏度。
这些设备的主要应用 - 测量高温。
钨铼热电偶
它也可以用来测量非常高的温度。 其可以通过电路来锁定的最大极限到达摄氏25000度。
它们的使用需要符合一定的条件。 因此,温度测量过程中是必要的,以完全消除周围大气,这对在氧化过程中销产生负面影响。
对于 这种钨-铼 热电偶通常放置在充满惰性气体保护其元件的外壳。
上述各现有热电偶检查,该装置中,它的原理根据所使用的合金。 现在看一些设计特点。
热电偶的建设
主要有两种类型的热电偶设计。
与绝缘层的应用。 这种设计提供了一种通过电流热电偶操作器件隔离层。 这种方案允许在不隔离的使用过程中的热电偶的从地面入口。
在不使用的绝缘层的。 这种热电偶可以仅连接到测量电路,输入这些都与地面接触。 如果这一条件不能满足,该装置有两个独立的闭合电路,由此使用热电偶获得的读数将不准确。
运行热电偶及其应用
有该装置的一个独立的物种,称为“行进”。 行驶热电偶我们现在考虑更详细的操作原理。
这种设计主要用于其在车削加工期间确定钢坯的温度,研磨和其他这种加工。
应当指出的是,在这种情况下,可以使用传统的热电偶,但是,如果制造过程中需要高的精度的温度控制,热电偶运行过。
当提前其接触元件的应用此方法到工件被密封。 然后,在钢坯的处理中,这些触点被连续暴露于所述工作工具或其它机床,由此结(其是中去除温度特性的主要元素)作为其接触的“运行”。
这种效应被广泛应用于金属行业。
热电偶设计的技术特点
在工作尖峰热电偶电路的制造是由已知为由不同材料制成的两个金属触点。 结被称为“结”。
应当指出的是,经由尖峰使化合物任选。 只要两个触点拧在一起。 但是,这样的 制造方法, 将不具有可靠性的足够水平,以及去除所述温度特性时,也可能提供错误。
如果您需要高温测量,焊接金属替换为自己的焊接。 这是由于在大多数情况下,在连接使用的焊料,具有熔点低,超出其水平时被破坏。
方案,该方案的焊接已经应用的制造中,可以承受的温度范围广。 但是,这种连接方法有它的缺点。 在暴露于高温下的金属的焊接过程中,内部结构可能会改变,这将影响到数据的品质。
此外,应监测其运行过程中热电偶联系人的状态。 因此,有可能在电路中的金属的特性发生变化,由于积极的环境影响。 氧化可以发生或材料的相互扩散。 在这种情况下,有必要更换热电偶电路的工作。
品种结热电偶
现代工业生产的几种设计,这是在热电偶用于制造:
开结;
绝缘结;
一个接地端。
热电偶开结的特点是外部影响抵抗力差。
以下两种类型的结构可在测量温度在恶劣的环境中使用,可以对接触件对的破坏性影响。
此外,目前的行业发展半导体热电偶生产技术电路。
测量误差
的由热电偶获得的温度特性的精度依赖于触头组的材料,以及外部因素。 后者包括压力,背景辐射或其他原因,可能影响金属的物理和化学性质,这使得接触。
测量精度由以下部分组成:
所造成的热电偶制造特征的随机误差;
错误引起的温度违反“冷”接触;
误差,其原因担任外部噪声;
控制装置错误。
使用热电偶的优点
使用用于温度控制这样的设备的优点,不管应用程序的,分别是:
能够由热电偶记录大间隙指标;
穗热电偶,这是直接参与除去读数可被定位在与所述测量点直接接触;
生产热电偶,他们的实力和经营的耐久性简单的过程。
使用热电偶温度测量的缺点
将热电偶的缺点包括:
需要不断监视“冷”热电偶接触的温度。 这是测量仪器,其基于热电偶的设计的显着特点。 该方案的工作原理的范围缩小。 它们可用于仅当环境温度低于在测量点处的温度。
在热电偶的制造中使用的金属的内部结构的违反。 事实是,由于对外部环境接触失去它们的均匀性,这会导致在所产生的温度读数误差。
在热电偶触头组的测量通常是暴露在恶劣的环境影响,这会导致紊乱操作。 这再次需要接触,这会导致这样的传感器的额外的维护费用的密封。
有由一个热电偶,其结构提供一种长的接触组暴露于电磁波的危险。 它也可以影响测量结果。
在一些情况下,冲突发生在热电偶产生的电流,并在测量部位的温度之间的线性关系。 这种情况需要校准控制装置。
结论
尽管它的不足之处, 测量的方法 与热电偶,这是第一次发明并在19世纪的测试温度,发现在现代工业的所有部门的广泛应用。
此外,还存在应用,其中使用热电偶的是获得的温度数据的唯一途径。 并阅读这些材料,你充分了解他们的工作的基本原则。
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