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導電滑環中熱電偶的知識介紹
日期：2014-05-04
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屬于：滑環結構原理
工業經常需要測試控制旋轉爐內、加熱軸的溫度，實驗室需要測試新材料的熱性能等，都需要用到熱電偶或熱電阻。同時需要觀察記錄相關的數據，因此離不開電滑環這個部件，但是該如何選擇滑環才能使得誤差、偏差減小到最小，或者無誤差?這是很多工程設計人員頭疼的地方。選擇了錯誤的滑環，溫差偏移量甚至超出了實際的溫度變化量。熱電偶與熱電阻均屬于溫度測量中的接觸式測溫,盡管其作用相同都是測量物體的溫度,但是他們的原理與特點卻不盡相同.
要想選擇合適的導電滑環，必須先確定測溫系統的種類，通常使用的測溫系統有熱電阻型和熱電偶型，以下先分析兩種測溫系統的區別：
熱電偶是工業上最常用的溫度檢測元件之一，熱電偶工作原理是基于賽貝克(seeback)效應,即兩種不同成分的導體兩端連接成回路，如兩連接端溫度不同，則在回路內產生熱電流的物理現象。其優點是：
①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響。
②測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續測量，某些特殊熱電偶最低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻)，最高可達+2800℃(如鎢-錸)。
③構造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。
1.熱電偶測溫基本原理:
將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合回路，當導體A和B的兩個執著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。
2.熱電偶的種類及結構形成
(1)熱電偶的種類
常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調用標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統一設計型熱電偶。
(2)熱電偶的結構形式為了保證熱電偶可靠、穩定地工作，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;
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。
3.熱電偶冷端的溫度補償
由于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，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℃。
