目前为止,热电偶是最常用的全部温度传感器类型的类型。热电偶因其简单,容易操作和对温度改变的反应速度而受到欢迎,这首要归功于它们的小尺度。热电偶也有全部的温度传感器的最宽的温度规模内从下方-200℃至超越2000℃。
热电偶是热电传感器,根本上由两个不同金属的衔接点组成,例如铜和康铜,焊接或压接在一同。一个结保持在称为参考(冷)结的稳定温度,而另一个结是精确测量(热)结。当两个结处于不同温度时,在结上出现电压,该电压用于精确测量温度传感器,如下所示。
热电偶结构
热电偶的作业原理分外的简单和根本。当熔合在一起时,两种不同金属如铜和康铜的结合出现“热电”效应,在它们之间出现仅几毫伏(mV)的稳定电位差。两个结之间的电压差称为“塞贝克效应”,因沿着导线出现温度梯度,出现电动势。然后,热电偶的输出电压是温度改变的函数。
假如两个结处于相同温度,则两个结之间的电位差为零,换言之,没有电压输出为V1=V2。但是,当结在电路内衔接而且都处于不同温度时,将相关于两个结之间的温差V1-V2检测电压输出。这种电压差将跟着温度的增加而增加,直到到达结峰电压电平,这由所运用的两种不同金属的特性决定。
热电偶可以由多种不同的材料使得可以-200℃之间极点温度进行至超越2000℃至进行精确测量。凭借如此多的材料和温度规模挑选,咱们开发了具有热电偶颜色代码的世界公认规范,以便用户为特定使用挑选正确的热电偶传感器。规范热电偶的英国颜色代码如下。
热电偶颜色代码
热电偶传感器颜色代码 | |||
代码类型 | 导体(+/-) | 灵敏度 | 英国BS 1843:1952 |
Ë | 镍铬/康斯坦丁 | -200至900℃ | |
Ĵ | 铁/康斯坦丁 | 0至750 ℃ | |
ķ | 镍铬/镍铝 | -200至1250℃ | |
ñ | Nicrosil / Nisil | 0至1250℃ | |
Ť | 铜/康斯坦丁 | -200至350℃ | |
ü | 铜/铜镍补偿“S”和“R” | 0到1450℃ | |
上面用于一般温度精确测量的三种最经常使用的热电偶材料是铁-康铜(J型),铜-康铜(T型)和镍-铬(K型)。从热电偶的输出电压十分小,只要几个毫伏(mV)对于10因这种小的电压输出,一般需要某种方式的扩大的在温度差℃变化和。
热电偶扩大
需要细心挑选离散或运算扩大器方式的扩大器种类,因需要杰出的漂移稳定性以避免热电偶频频从头校准。这使得斩波器和外表种类的扩大器关于大多数温度传感使用而言是优选的。此处未提及的其他温度传感器种类包含半导体结传感器,红外线和热辐射传感器,医用型体温计,指示仪和变色油墨或染料。