为了实用化,我们需要建立热电势与温度的函数关系,并据此制成热电偶分度表。需要注意的是,标准分度表是在冷端温度为0℃的条件下得到的。不同的热电偶材料组合对应不同的分度表。实际测量时,冷端通常与显示仪表或配套仪表连接,仪表读取热电势后,根据对应的分度表关系显示出实际温度值。
热电偶测温原理是什么?
在实际的工程应用中,单纯的热电偶信号非常微弱,所以需要配合复杂的电路来处理。一个完整的应用电路通常包括采集电路、补偿电路、放大电路、线性化电路以及模数转换电路。比如使用AD8495和AD8476这样的运算放大器,可以将热电偶产生的微小电动势放大到合适的电压范围,再送给AD7790这样的ADC芯片进行数字化处理。
从实验角度来看,热电动势的具体数值主要由两个因素决定:一是构成导线的金属种类,二是两个节点之间的温度差。如果选定的两种金属导线是固定的,那么热电动势的变化就完全取决于节点间的温差了。这种线性或半线性的关系使得我们可以通过测量电压来精确获取温度数据。
热电偶之所以在工业温度测量中应用极其广泛,是因为它具备结构极其简单、制造相对方便、测量范围非常广、精度较高、惯性小以及输出信号便于远距离传输等众多优点。这些特性使得它成为各种严苛环境下温度监测的首选方案。
从理论定义上讲,热电偶测温是将两种不同成分的导体组成一个闭合回路。当这个回路的两个接点分别处于不同的温度环境中时,回路中就会产生电动势,这就是热电效应。产生的电动势被称为热电动势,其方向 and 大小既与导体材料有关,也与两个接点的温度差有关。其中一端称为工作端或热端,另一端称为自由端或冷端。
热电偶的核心原理是塞贝克效应,也就是温差热电动势效应。当你把两种不同种类的金属导线连接在一起,并在两个接点之间制造出温度差时,回路中就会产生电动势E。这种物理现象是热电偶能够进行温度测量的基础,通过检测这个电动势的大小,就能反推出温度的变化。