什么是K型熱電偶
K型熱電偶是一種溫度傳感器,K型熱電偶通常和顯示儀表,記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。K型熱電偶通常由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要部件組成。
K型熱電偶的測溫原理
熱電偶測溫必須由熱電偶、連接導(dǎo)線及顯示儀表三部分組成。下圖是最簡單的熱電偶測溫示意圖。
按右圖組成的熱電偶蕊及測溫電偶絲1 ,如果將熱電偶的熱端加熱,使得冷、熱兩端的溫度不同,則在該熱電偶回路中就會產(chǎn)生熱電勢,這種物理現(xiàn)象就稱為熱電現(xiàn)象(即熱電效應(yīng))。在熱電偶回路中產(chǎn)生的電勢由溫差電勢和接觸電勢兩部分組成。接觸電勢:它是兩種電子密度不同的導(dǎo)體相互接觸時產(chǎn)生的一種熱電勢。當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體A和B相接觸時,假設(shè)導(dǎo)體A和B的電子密度分別為Na和Nb并且Na》Nb,則在兩導(dǎo)體的接觸面上,電子在兩個方向的擴(kuò)散率就不相同,由導(dǎo)體A擴(kuò)散到導(dǎo)體B的電子數(shù)比從B擴(kuò)散到A的電子數(shù)要多。導(dǎo)體A失去電子而顯正電,導(dǎo)體B獲得電子而顯負(fù)電。因此,在A、B兩導(dǎo)體的接觸面上便形成一個由A到B的靜電場,這個電場將阻礙擴(kuò)散運(yùn)動的繼續(xù)進(jìn)行,同時加速電子向相反方向運(yùn)動,使從B到A的電子數(shù)增多,最后達(dá)到動態(tài)平衡狀態(tài)。此時A、B之間也形成一電位差,這個電位差稱為接觸電勢。此電勢只與兩種導(dǎo)體的性質(zhì)相接觸點(diǎn)的溫度有關(guān),當(dāng)兩種導(dǎo)體的材料一定,接觸電勢僅與其接點(diǎn)溫度有關(guān)。溫度越高,導(dǎo)體中的電子就越活躍,由A導(dǎo)體擴(kuò)散到B導(dǎo)體的電子就越多,接觸面處所產(chǎn)生的電動勢就越大,即接觸電勢越大。
K型熱電偶的測溫范圍
K型熱電偶材料主要采用的是鎳鉻-鎳硅合金構(gòu)成,正極(KP)的名義化學(xué)成分為:Ni:Cr=90:10,負(fù)極(KN)的名義化學(xué)成分為:Ni:Si=97:3,它是一種能測量較高溫度的性價比很高的熱電偶,是工業(yè)自動化控制中最常用的一種熱電偶。由于鎳鉻-鎳硅合金具有較好的高溫抗氧化性,可適用于氧化性或中性介質(zhì)中。因此這種K型熱電偶可長期測量1000度的高溫,短期可測到1200度。但是,它不能用于還原性介質(zhì)中,否則,很快腐蝕損壞,在此情況下只能用于500度以下的測量。它比S型熱電偶要便宜很多,它的重復(fù)性很好,產(chǎn)生的熱電勢大,因而靈敏度很高,而且它的線性很好。雖然其測量精度略低,但完全能滿足工業(yè)測溫要求,所以它是工業(yè)上最常用的熱電偶。
K型熱電偶測量范圍及允許誤差范圍
注:t為感溫元件實(shí)測溫度值(℃)電場強(qiáng)度越高,因而接觸電勢也就越大。這樣將1產(chǎn)生的溫差熱電勢通過連接導(dǎo)線2在顯示儀表3中顯示出來。
K型熱電偶的優(yōu)點(diǎn)
1.熱電動勢之直線性良好。
2.1000℃以下耐氧化性良好。
3.在濺金屬熱電偶中安定性屬良好。
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