當有兩種不同的導體或半導體A和B組成一個回路,其兩端相互連接時,只要兩結(jié)點處的溫度不同,一端溫度為T,稱為工作端或熱端,另一端溫度為T0 ,稱為自由端(也稱參考端)或冷端,回路中將產(chǎn)生一個電動勢,該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應”,兩種導體組成的回路稱為“熱電偶”,這兩種導體稱為“熱電極”,產(chǎn)生的電動勢則稱為“熱電動勢”。
熱電動勢由兩部分電動勢組成,一部分是兩種導體的接觸電動勢,另一部分是單一導體的溫差電動勢。由于該裝置比較復雜,目前只有數(shù)單位有這套設備,故國家標準中規(guī)定允許生產(chǎn)廠與用戶協(xié)商,可采用其他試驗方法,但所給數(shù)據(jù)必須注明試驗條件。
測量方法:熱響應時間比較復雜,不同的試驗條件會有不同的測量結(jié)果,這是因為它受熱電偶與周圍介質(zhì)的換熱率影響,換熱率高,則熱響應時間就短。為了使熱電偶產(chǎn)品的熱響應 時間具有可比性,國家標準規(guī)定:熱響應時間應在專用水流試驗裝置上進行。該裝置的水流速度應保持0.4±0.05m/s,初始溫度在5-45℃的范圍內(nèi),溫度階躍值為40-50℃。在試驗 過程中,水的溫度變化應不大于溫度階躍值的±1%。被試熱電偶的置入深度為150mm或設計的置入深度(選其中較小值并在試驗報告中注明)。為了使熱電偶產(chǎn)品的熱響應時間具有可比性,國家標準規(guī)定:熱響應時間應在專用水流試驗裝置上進行。
由于該裝置比較復雜,目前只有數(shù)單位有這套設備,故國家標準中規(guī)定允許生產(chǎn)廠與用戶協(xié)商,可采用其他試驗方法,但所給數(shù)據(jù)必須注明試驗條件。
由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用時),而測溫點到儀表的距離都很遠,為了節(jié)省熱電偶材料,降低成本,通常采用補償導線把熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),連接到儀表端子上。必須指出,熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補償作用。因此,還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。熱電偶(thermocouple)是溫度測量儀表中常用的測溫元件,它直接測量溫度,并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號,通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。在使用熱電偶補償導線時必須注意型號相配,極性不能接錯,補償導線與熱電偶連接端的溫度差不能超過100℃。