火与冰--温度测量

2013-04-07 13:32:06来源: 21ic
温度测量在工业中是非常重要的。在化工和环保领域大多采用温度传感器来控制。由于价格低而经常优先选择热电偶。

本文提出的问题是:它是怎样工作的?为什么模拟电压表显示为零?补偿电缆和冷端补偿箱具有哪个功能?热电偶可以直接连接一个标准数字万用表吗?能避免哪些错误?以下来回答这些问题。

历史回顾

世界上勒?夏特利埃第一个在1887年使用热电偶进行温度测量。它采用铂—铂铑(Pt—PtRh)合金制成,非常适于精确测量温度0到1300℃。

热电效应:物理解释

在每个金属中,当电子对于原子核结合力低时,电子在金属内可以自由运动。作为好的导体的金属平均提供一个电子来运送电荷。这就意味着运送电荷的电子数目与原子的平均数相同。对每种金属单位大小的原子密度不同,因此自由电子的浓度必然不同。在金属中对于热平衡,也就是说每个地方的温度是一样的,负电荷,电子均匀分布。如果温度不同,T1>T2,这时电子从热的地方向冷的地方扩散。这一行为与气体相似,因此可以用电子气体来表达。气体热胀冷缩。(图1)像气体一样,电子均匀填充得到的空间。

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如果两种载荷浓度不同的金属相连时,例如银(高浓度)和铜(低浓度),电子将从高浓度向低浓度扩散,直到均匀分布为止。(图2)。结果将产生扩散电压或接触电压,因为相对于其它金属,低电子数的金属将充电。

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电子扩散可以用动能来解释。对于热平衡,两种电子气体之间没有压差,也不会产生由接触电压场引起的电动力。

原理上可以测量接触电压。然而,一连接电压表,在不同金属的接点上,就会产生额外的接触电压。这些可以用热电偶来补偿接触电压。稍后可以用电路版本1来证明。

这一规则包含:只要所有部件的温度相同,由热产生的闭合电路电压的代数和为零。温度不同,才会引起由热产生的电压。

热电偶温度范围:

热电偶允许测量实际相关的温度,范围从-270℃(金铁-镍铬)到+2800℃(钨铼3-钨铼25)由非金属材料制成的热电偶允许测量更高的温度。

德国惠美公司的HM8112-3台式万用表利用热电偶,铂传感器和热敏电阻器可以测量温度,如下图:

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HM8112-3数字万用表测量DC,AC,频率和
温度(使用热电偶,铂传感器和热敏电阻器)

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关键字:火与冰  温度测量  参考点

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0407/article_7119.html
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