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斯美特儀表介紹WRN熱電偶四大基本定律以及選型

閱讀：1136 發(fā)布時間：2017-7-8

WRN熱電偶的基本定律包括均質(zhì)導體定律、中間導體定律、中間溫度定律以及參考電極定律，熱電偶的這四大基本定律對熱電偶的應用有及其重要的作用。

一均質(zhì)導體定律

定義：由同一種均質(zhì)材料（導體或半導體）兩端焊接組成閉合回路，無論導體截面如何以及溫度如何分布，將不產(chǎn)生接觸電勢，溫差電勢相抵消，回路中總電勢為零。

可見，熱電偶必須由兩種不同的均質(zhì)導體或半導體構成。若熱電極材料不均勻，由于溫度梯存在，將會產(chǎn)生附加熱電勢。

證明：熱電偶的電勢由兩個接觸電勢和兩個溫差電勢構成。即：

1由于材料相同，沒有接觸電勢；而溫差電勢為大小相同，方向相反的兩個電勢，相互抵消，也為零。

應用：根據(jù)這個定律，可以檢驗兩個熱電極材料成分是否相同（稱為同名極檢驗法），也可以檢查熱電極材料的均勻性。

二中間導體定律

定義：在熱電偶回路中接入中間導體（第三導體），只要中間導體兩端溫度相同，中間導體的引入對熱電偶回路總電勢沒有影響。

證明：證明過程參考熱電偶中間定律的證明

應用：依據(jù)中間導體定律，在熱電偶實際測溫應用中，常采用熱端焊接、冷端開路的形式，冷端經(jīng)連接導線與顯示儀表連接構成測溫系統(tǒng)。例如，用銅導線連接熱電偶冷端到儀表讀取mV值，在導線與熱電偶連接處產(chǎn)生的接觸電勢是不會對測量產(chǎn)生附加誤差。再比如可以將熱電偶的兩端不焊接而直接插入液態(tài)金屬中或直接焊在金屬表面進行溫度測量。

三中間溫度定律

定義：熱電偶回路兩接點（溫度為t，t0）間的熱電勢，等于熱電偶在溫度為t、tn時的熱電勢與在溫度為tn、t0時的熱電勢的代數(shù)和。tn稱中間溫度。

應用：由于熱電偶E-T之間通常呈非線性關系,當冷端溫度不為0攝氏度時，不能利用已知回路實際熱電勢E（t，t0）直接查表求取熱端溫度值;也不能利用已知回路實際熱電勢E（t，t0）直接查表求取的溫度值，再加上冷端溫度確定熱端被測溫度值，需按中間溫度定律進行修正。初學者經(jīng)常不按中間溫度定律來修正!

四參考電極定律

定義：如果兩種導體分別與第三種導體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢已知，則由這兩種導體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢也已知。

證明：

導體A、B分別與標準電極C組成熱電偶，若它們所產(chǎn)生的熱電動勢為已知，那么，導體A與B組成的熱電偶，其熱電動勢為

應用：標準電極定律是一個極為實用的定律。純金屬的種類很多，而合金類型更多。因此，要得出這些金屬之間組合而成熱電偶的熱電動勢，其工作量是極大的。由于鉑的物理、化學性質(zhì)穩(wěn)定，熔點高，易提純，所以，我們通常選用高純鉑絲作為標準電極，只要測得各種金屬與純鉑組成的熱電偶的熱電動勢，則各種金屬之間相互組合而成的熱電偶的熱電動勢可以得到。

例如：熱端為100℃，冷端為0℃時，鎳鉻合金與純鉑組成的熱電偶的熱電動勢為2.95mV，而考銅與純鉑組成的熱電偶的熱電動勢為-4.0mV，則鎳鉻和考銅組合而成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢則為 2.95mV-（-4.0mV）=6.95mV。

WRN熱電偶溫度測量范圍和允許誤差

熱電偶類別	代號	分度號	測量范圍℃	允許偏差△t　℃
鉑銠₃₀-鉑銠₆	WRR	B	0～800	±1.5℃或±0.25%│t│
鉑銠10-鉑	WRP	S	0～1600	±1.5℃或±0.25%│t│
鎳鉻-鎳硅	WRN	K	0～1300	±2.5℃或±0.75%│t│
鎳鉻-銅鎳	WRE	E	0～800	±2.5℃或±0.75%│t│

WRN熱電偶型號表示

W	R	規(guī)格					內(nèi)容
		R					鉑銠₃₀-鉑銠₆
		P					鉑銠₁₀-鉑
		N					鎳鉻-鎳硅
		E					鎳鉻-銅鎳（鎳鉻-康銅）
		熱電偶材料	-	1			無固定式裝置式
				2			固定螺紋式
				3			活動式法蘭
				4			固定法蘭式
				5			活動法蘭角尺形式
				6			固定螺紋錐形保護管式
				安裝固定形式	2		防濺式
					3		防水式
					4		隔爆式
					接線盒形式	0	ø16mm保護管
						1	ø25mm保護管（雙層套管）
						2	ø16mm高鋁質(zhì)管（單層套管）
						3	ø20mm高鋁質(zhì)管
						設計序號
W	R	□	-	□	□	□

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