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K型熱電偶

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K型熱電偶的冷端補償技術原理運行分析

來源:www.aditshaweb.com作者:發表時間:2021-03-04

       當需要精確的K型熱電偶測量時,通常的做法是在冰點將兩條腿都指向銅引線,這樣由于冷結,銅引線可能會連接到電動勢讀數儀上。此過程可避免在讀數儀器的端子處產生熱電動勢?;鶞式Y溫度的變化會影響輸出信號,因此必須為實用儀器提供消除這種潛在誤差源的方法。

簡短圖片說明

       產生的EMF取決于溫度差,因此為了進行測量,必須知道參考值。這在圖#1中進行了示意性顯示,可以通過將參考結放置在恒定0°C(32°F)的冰水浴中來實現。由于冰浴常常不便維護并且并不總是實用的,因此經常采用幾種替代方法。

       冷端補償的基本原理是,必須知道冷端溫度才能計算出熱端溫度。這是因為在K型熱電偶電路中產生的電壓與熱結點和冷結點之間的端子差成正比。

其控制方程為:

       E emf = -S?T = S(T HOT -TCOLD),其中:

       E emf是K型熱電偶的電壓輸出

       S是隨溫度變化的材料特性,稱為塞貝克系數(對于K型熱電偶,在0°C至1000°C之間約為4.1μV/°C)

       T COLD是冷端的溫度

       T HOT是熱結點的溫度(這是您想知道的?。?/p>

       重新排列此等式以獲得T HOT收益:

補償冷端的技術

電橋法

       這種方法通常采用如圖2所示的自補償冷結電橋電路。該系統在橋網的一條支路中集成了一個溫度敏感電阻元件(RT),并與冷結(T2)熱集成在一起。 。橋通常由汞電池或穩定的直流電源供電。輸出電壓與在(T2)處的預設等效參考溫度和熱端(T1)之間產生的不平衡成比例。在該系統中,可以選擇0°或32°F的參考溫度。

       當冷端(T2)周圍的環境溫度變化時,會出現熱產生的電壓,并在輸出中產生誤差。但是,將自動引入一個相等且相反的電壓,并將其與熱誤差串聯。這樣可以消除誤差,并在較寬的環境溫度范圍內以較高的精度保持等效基準結溫度。通過將銅引線與冷端集成在一起,K型熱電偶材料本身不會連接到測量設備的輸出端子,從而消除了二次誤差。

簡短圖片說明

熱電制冷方法

       歐米茄TRC熱電冰點TM參考室依靠冰與蒸餾水,去離子水和大氣壓的實際平衡,將多個參考井的溫度精確地保持在0°C。將孔延伸到裝有純凈蒸餾水的去離子水的密封圓筒形腔室中。

       腔室的外壁由熱電冷卻元件冷卻,以使電池中的水凍結,以作為冷端參考。波紋管的膨脹感測到通過冰壁在細胞壁上凍結而產生的體積增加,該波紋管操作微型開關,從而使冷卻元件斷電。冰殼的交替冷凍和解凍可精確地在參考孔周圍保持0°C的環境。一個應用原理圖如圖3所示。

       全自動操作消除了普通冰浴需要經常注意的麻煩??梢灾苯訌谋c參考表中獲取K型熱電偶讀數,而無需對參考結點溫度進行校正。

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