為了幫助考生順利通過2013年質量工程師考試,小編特編輯整理了2013年質量工程師考試科目《中級理論與實務》知識點,希望在2013年中級質量工程師考試中,助您一臂之力!
熱電偶屬于接觸式溫度測量儀表是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的溫度檢測儀表之一。其特點為測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質的影響。測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測量,某些特殊熱電偶最低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),最高可達+2800℃(如鎢-錸)。 構造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護套管,用起來非常方便。熱電偶是一種感溫元件, 它能將溫度信號轉換成熱電勢信號, 通過與電氣測量儀表的配合, 就能測量出被測的溫度。熱電偶測溫的基本原理是熱電效應。在由兩種不同材料的導體 A 和 B 所組成的閉合回路中 , 當 A 和 B 的兩個接點處于不同溫度 T 和 To時, 在回路中就會產(chǎn)生熱電勢。這就是所謂的塞貝克效應。導體 A 和 B 稱為熱電極。溫度較高的一端 (T 〉叫工作端 ( 通常焊接在一起 );溫度較低的一端 (To 〉叫自由端 ( 通常處于某個恒定的溫度下〉。根據(jù)熱電勢與溫度函數(shù)關系??芍瞥蔁犭娕挤侄缺?。分度表是在自由端溫度 To=00C 的條件下得到的。不同的熱電偶具有不同的分度表。
在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時, 只要該材料兩個接點的溫度相同, 熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此, 在熱電偶測溫時, 可接入測量儀表, 測得熱電勢后, 即可知道被測介質的溫度。常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶,它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化熱電偶,一般也沒有統(tǒng)一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量。從理論上講, 任何兩種導體都可以配制成熱電偶, 但實際上并不是所有材料都能制作熱電偶, 故對熱電極材料必須滿足以下幾點:熱電偶材料受溫度作用后能產(chǎn)生較高的熱電勢, 熱電勢和溫度之間的關系最好呈線性或近似線性的單值函數(shù)關系;能測量較高的溫度, 并在較寬的溫度范國內(nèi)應用, 經(jīng)長期使用后, 物理、化學性能及熱電特性保持穩(wěn)定;要求材料的電阻溫度系數(shù)要小, 電阻率高, 導電性能好, 熱容量要小;復現(xiàn)性要好, 便于大批生產(chǎn)和互換, 便于制定統(tǒng)一的分度表;機械性能好, 材質均勻;資源豐富, 價格便宜。為了保證熱電偶可靠和穩(wěn)定地工作對熱電偶有如下要求:組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固;兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣,以防短路;補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離。標準化熱電偶,按IEC國際標準生產(chǎn)。熱電偶的分度號有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等幾種。其中S、R、B屬于貴金屬熱電偶,N、K、E、J、T屬于廉金屬熱電偶。
S分度號的特點是抗氧化性能強,宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用,長期使用溫度1400℃,短期1600℃。在所有熱電偶中,S分度號的精確度等級最高,通常用作標準熱電偶;R分度號與S分度號相比除熱電動勢大15%左右,其它性能幾乎完全相同;B分度號在室溫下熱電動勢極小,故在測量時一般不用補償導線。它的長期使用溫度為1600℃,短期1800℃。可在氧化性或中性氣氛中使用,也可在真空條件下短期使用。
N分度號的特點是1300℃下高溫抗氧化能力強,熱電動勢的長期穩(wěn)定性及短期熱循環(huán)的復現(xiàn)性好,耐核輻照及耐低溫性能也好,可以部分代替S分度號熱電偶;K分度號的特點是抗氧化性能強,宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用,長期使用溫度1000℃,短期1200℃。在所有熱電偶中使用最廣泛;E分度號的特點是在常用熱電偶中,其熱電動勢最大,即靈敏度最高。宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用,使用溫度0-800℃;J分度號的特點是既可用于氧化性氣氛(使用溫度上限750℃),也可用于還原性氣氛(使用溫度上限950℃),并且耐H2及CO氣體腐蝕,多用于煉油及化工;T分度號的特點是在所有廉金屬熱電偶中精確度等級最高,通常用來測量300℃以下的溫度。
由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴金屬時),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。
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不能超過100℃。冷端溫度補償器的型號應與熱電偶的型號相符,并在規(guī)定溫度范圍內(nèi)使用; 冷端溫度補償器與熱電偶連接時極性不能接錯; 根據(jù)補償器的平衡點溫度調整儀表起始點,使指針批示在平衡點溫度; 具有自動補償機構的顯示儀表不安裝補償器;補償器必須定期檢查和檢定。
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