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熱電偶是基于熱電效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量的。

熱電偶由兩根不同材料的導(dǎo)體A，B焊接而成。焊合的一端T為工作端(熱端)、用以插入被測(cè)介質(zhì)中測(cè)溫，連接導(dǎo)線的另一端T0為自由端(冷端)若兩端所處溫度不同，則所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)由儀表指示。熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)與熱電偶的材料、兩端溫度T、T0 有關(guān)，與熱電極長(zhǎng)度、直徑無關(guān)。在冷端溫度T0 不變，熱電偶材料已定的情況下，其熱電動(dòng)勢(shì)只是被測(cè)溫度的函數(shù)。

根據(jù)所測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)便可確定被測(cè)溫度值。

常用熱電偶分為標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶兩類。

標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶制造工藝比較成熟、性能優(yōu)良且穩(wěn)定，同一型號(hào)熱電偶具有互換性。常用的有廉價(jià)金屬熱電偶及貴金屬熱電偶。

非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶多用在一些特殊場(chǎng)合，雖然在使用范圍和數(shù)量上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，但它們的一些特別良好的性能是標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶所不及的。

例如，鎢錸系熱電偶長(zhǎng)期使用的最高溫度達(dá)2800°C，短時(shí)間使用可達(dá)3000°C;鎳鉻—金鐵熱電偶在4K溫度下也能保持大于10μV/°C的熱電勢(shì)率，是一種理想的低溫?zé)犭娕肌?/p>

實(shí)際使用的熱電偶通常分為普通熱電偶、鎧裝熱電偶和薄膜熱電偶等。普通熱電偶的結(jié)構(gòu)外形有多種形式，但其基本結(jié)構(gòu)均由保護(hù)套管、熱電極、絕緣套管和接線盒等主要部分組成。

鎧裝熱電偶是由熱電極、絕緣材料和金屬保護(hù)套管等組合成一體的特殊結(jié)構(gòu)熱電電偶，可以做得很細(xì)，很長(zhǎng)，能夠彎曲。

薄膜熱電偶是由兩種金屬薄膜采用真空蒸鍍、化學(xué)涂層或電泳等方法連接在一起的一種特殊結(jié)構(gòu)的熱電偶。

2.熱電阻溫度計(jì)：熱電阻溫度計(jì)利用材料的電阻率隨溫度變化而變化的特性，與電橋相配合，將溫度按一定函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為電量。

按敏感材料的不同，有金屬熱電阻溫度計(jì)和半導(dǎo)體熱電阻溫度計(jì)兩種。常用的金屬熱電阻有鉑熱電阻、銅熱電阻、鎳熱電阻等。其結(jié)構(gòu)有普通型熱電阻和鎧裝熱電阻。

工業(yè)用普通型熱電阻的外型結(jié)構(gòu)與普通型熱電偶的外形結(jié)構(gòu)基本相同。熱電阻體由引出線、熱電阻絲、骨架、保護(hù)云母片和綁帶組成。鎧裝熱電阻的主要特點(diǎn)是體積小(直徑僅為1～8mm)，響應(yīng)速度快，耐振抗沖擊，感溫元件、連接導(dǎo)線及保護(hù)套管全封閉并連成一體，使用壽命長(zhǎng)。

半導(dǎo)體熱電阻材料是將各種氧化物(如錳、鎳、銅和鐵的氧化物)按一定比例混合壓制而成。半導(dǎo)體熱電阻的溫度測(cè)量范圍在-100°C～300°C之間。其主要特點(diǎn)是電阻溫度系數(shù)大(比金屬熱電阻高10～100倍)，電阻率高，感溫元件可做得很小，可根據(jù)需要做成片狀、棒狀和珠狀(珠狀外型尺寸可小到3mm)，可測(cè)空隙、腔體、內(nèi)孔等處的溫度。但其性能不夠穩(wěn)定，互換性差，使其應(yīng)用受到一定限制。

3.紅外測(cè)溫儀器

紅外測(cè)溫儀器是利用紅外輻射原理，采用非接觸方式，對(duì)被測(cè)物體表面進(jìn)行觀測(cè)，并能記錄其溫度變化的設(shè)備。

核心是紅外探測(cè)器，它能把紅外輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

按對(duì)輻射響應(yīng)方式的不同，將紅外探測(cè)器分為光電探測(cè)器和熱敏探測(cè)器兩大類。

表9-5　光電、熱敏探測(cè)器性能比較

靈敏度響應(yīng)速度制冷使用方便其他

光電探測(cè)器高快需要不太方便靈敏度隨波長(zhǎng)變化

熱敏探測(cè)器低慢不需要方便耐用、價(jià)低、對(duì)波長(zhǎng)響應(yīng)變化微弱

紅外測(cè)溫儀器的組成有：

紅外探測(cè)器：

紅外光學(xué)系統(tǒng)：用于匯聚被測(cè)對(duì)象的輻射，并將其傳輸?shù)郊t外探測(cè)器上。

信號(hào)處理系統(tǒng)：用以將電信號(hào)放大、處理成可記錄的信號(hào)。

顯示系統(tǒng)：是最終將被測(cè)信號(hào)以表針指示、數(shù)字顯示或圖像等不同方式記錄、存儲(chǔ)下來的裝置。常用的紅外測(cè)溫儀器有：

(1)紅外測(cè)溫儀：是紅外測(cè)溫儀器中最簡(jiǎn)單的一種。品種多、用途廣泛、價(jià)格低廉，用于測(cè)量物體“點(diǎn)”的溫度。

表9-6　常用外測(cè)溫儀

名稱應(yīng)用范圍特點(diǎn)

簡(jiǎn)易輻射測(cè)溫儀測(cè)2000C-測(cè)6000C以上及輻射率高的物體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉、抗震、精度較差

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（責(zé)任編輯：中大編輯）

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