上儀三廠熱電偶也叫溫差電偶,是zui早出現(xiàn)的一種熱電探測器件。其工作原理是溫差電效應。例如,由兩種不同的導體材料構成的接點,在接點處可產生電動勢。這個電動勢的大小和方向與該接點處兩種不同的導體材料的性質和兩接點處的溫差有關。如果把這兩種不同的導體材料接成回路,上儀三廠熱電偶當兩個接頭處溫度不同時,回路中即產生電流。這種現(xiàn)象稱為溫差電效應或塞貝克效應。構成溫差電偶的材料,既可以是金屬,也可以是半導體。在結構上既可以是線、條狀的實體,也可以是利用真空沉積技術或光刻技術制成的薄膜。上儀三廠熱電偶實體型的溫差電偶多用于測溫,薄膜型的溫差電堆(由許多個溫差電偶串聯(lián)而成)多用于測量輻射,例如,用來標定各類光源,測量各種輻射量,作為紅外分光光度計或紅外光譜儀的輻射接收元件等。 由于上儀三廠熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴 金屬時),而測溫點到儀表的距離都很遠,為了節(jié)省熱 電偶材料,降低成本,通常采用補償導線把熱電偶的冷 端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內,連接到 儀表端子上。必須指出,熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補償作用。因此,上儀三廠熱電偶還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。在使用熱電偶補償導線時必須注意型號相配,極性不能接錯,補償導線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。
上儀三廠熱電偶的結構形式
為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作,對它的結構要求如下:
① 組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固;
?、?兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣,以防短路;
?、凵蟽x三廠熱電偶補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;
?、?保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離。
上儀三廠熱電偶在熱電偶系列中具有準確度zui高,穩(wěn)定性,測溫溫區(qū)寬,使用壽命長等優(yōu)點。它的物理,化學性能良好,熱電勢穩(wěn)定性及在高溫下抗氧化性能好,適用于氧化性和惰性氣氛中。由于S型熱電偶具有優(yōu)良的綜合性能,符合使用溫標的S型熱電偶,長期以來曾作為溫標的內插儀器,上儀三廠熱電偶雖規(guī)定今后不再作為溫標的內查儀器,但溫度咨詢委員會(CCT)認為S型熱電偶仍可用于近似實現(xiàn)溫標。
上儀三廠熱電偶是一種感溫元件,它把溫度信號轉換成熱電動勢信號,通過電氣儀表轉換成被測介質的溫度。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的均質導體組成閉合回路,當兩端存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過,此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢,這就是所謂的塞貝克效應。上儀三廠熱電偶兩種不同成份的均質導體為熱電極,溫度較高的一端為工作端,溫度較低的一端為自由端,自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關系,制成熱電偶分度表;分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時,上儀三廠熱電偶只要該材料兩個接點的溫度相同,熱電偶所產生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測溫時,可接入測量儀表,測得熱電動勢后,即可知道被測介質的溫度。
上儀三廠熱電偶不足之處是熱電勢,熱電勢率較小,靈敏讀低,高溫下機械強度下降,對污染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。具有準確度zui高,穩(wěn)定性,測溫溫區(qū)寬,使用壽命長,測溫上限高等優(yōu)點。適用于氧化性和惰性氣氛中,也可短期用于真空中,但不適用于還原性氣氛或含有金屬或非金屬蒸氣氣氛中。B型熱電偶一個明顯的優(yōu)點是不需用補償導線進行補償,因為在0~50℃范圍內熱電勢小于3μV。
上儀三廠熱電偶在生產實際中,由于熱電偶的工作端(測量端)與冷端(參比端)離得很近,而且冷端又暴露在工作環(huán)境之中,因而容易受到周圍工作環(huán)境溫度波動的影響,所以冷端溫度難以保持恒定,造成測量不準。上儀三廠熱電偶實際應用是用補償導線,將熱電偶的冷端延伸至溫度較低和比較穩(wěn)定的地方。