鐵基粉防水鎧裝熱電偶效應
鐵基粉防水鎧裝熱電偶的基礎由Thomas Johann Seebeck于1821年建立,他發現導體在受到溫度梯度時會產生電壓。為了測量該電壓,必須使用在相同溫度梯度下產生不同電壓的第二導體材料。否則,如果使用相同的材料進行測量,則測量導體產生的電壓將簡單地抵消第一導體的電壓。然后可以測量由兩種材料產生的電壓差并且與相應的溫度梯度相關。因此很明顯,根據塞貝克的原理, 鐵基粉防水鎧裝熱電偶只能測量溫差,需要一個已知的參考溫度來產生絕對讀數。下面由上海自動化儀表有限公司自動化儀表三廠的小編帶您深入探討關于鐵基粉防水鎧裝熱電偶 的效應、電路以及靈敏度。
鐵基粉防水鎧裝熱電偶電路有三個主要影響:塞貝克,珀耳帖和湯姆遜效應。
塞貝克效應描述了由沿線的溫差(梯度)引起的電壓或電動勢(EMF)。材料EMF相對于溫度變化的變化稱為塞貝克系數或熱電靈敏度。該系數通常是溫度的非線性函數。
珀耳帖效應描述了EMF產生的溫差,與塞貝克效應相反。最后,湯姆森效應將可逆熱梯度和EMF與均勻導體相關聯。
鐵基粉防水鎧裝熱電偶電路
典型的鐵基粉防水鎧裝熱電偶電路可以說明如下:
典型的鐵基粉防水鎧裝熱電偶電路
假設兩種不同金屬材料,金屬A和金屬B以及引線的塞貝克系數分別為S A,S B和S Lead。所有三個塞貝克系數都是溫度的函數。在量具上測量的電壓輸出V out(見上圖)是,
其中T Ref是參考點的溫度,T Tip是探頭尖端的溫度。注意,在數學上,由引線的溫度和/或材料不匹配引起的電壓抵消,而實際上引線將噪聲引入電路。
如果兩個鐵基粉防水鎧裝熱電偶線材料的塞貝克系數函數已經過預校準并且參考溫度T Ref已知(通常由0°C冰浴設置),則探頭尖端的溫度成為唯一未知的并且可以直接相關到電壓讀數。
如果塞貝克系數在目標溫度范圍內幾乎恒定,則可以簡化上述等式中的積分,從而可以直接求解探頭尖端的溫度,
在實踐中,供應商將為其產品提供校準功能。這些函數通常是高階多項式,并且相對于某個參考溫度(例如0°C(32°F))進行校準。假設校準多項式的系數是一個0,一個1,一個2,...,一個?。然后,探頭尖端的溫度可以與電壓輸出相關,如
注意,只有當實驗中的參考溫度T Ref保持與數據表中指定的參考溫度相同時,上述公式才有效。此外,這些系數是單位敏感的。插入數字時,請確保使用供應商指定的溫度單位(即攝氏度 /攝氏度,華氏度或開爾文度)。
同樣, 鐵基粉防水鎧裝熱電偶是相對非絕對溫度傳感器。換句話說,熱電偶需要在上圖中由冰水提供的已知溫度的參考。雖然冰水是一種易于獲得且眾所周知的參考,但實驗室外的冰水并不實用。因此,常見的商業化鐵基粉防水鎧裝熱電偶通常包括另一溫度傳感器,例如熱敏電阻,以提供參考(房間/周圍)溫度的讀數。
鐵基粉防水鎧裝熱電偶靈敏度
一些常見材料在0°C(32°F)下的塞貝克系數(熱電敏感性)列于下表中。
上表還顯示了一些可能的線對。例如,鐵或銅可以放在正極端子上,而康銅可以用于鐵基粉防水鎧裝熱電偶電路(J型和T型)的負極端子。