熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的原理
在了解熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的原理前,我們先要知道熱電偶的測(cè)溫原理
實(shí)際應(yīng)用中,測(cè)量或控制儀表離熱電偶總有一定的距離。如圖2.
此時(shí)需要在熱電偶(圖中A、B)后再接一段導(dǎo)線,才能將熱電偶的信號(hào)接到測(cè)溫
表上。圖中C、D即為連接熱電偶和測(cè)溫儀表的導(dǎo)線。
圖中,工作端溫度T1, A、B與C、D連接處溫度為T2, 測(cè)量儀表端(參考端)溫度為T0.
我們可以把總回路的總電動(dòng)勢(shì) E 分成兩段熱電動(dòng)勢(shì)的和,即A、B為一段,熱電動(dòng)勢(shì)為EAB(T1,T2),C、D為另一段,熱電動(dòng)勢(shì)為ECD(T2,T0), 即:
E= EAB(T1,T2)+ ECD(T2,T0) (熱電偶中間導(dǎo)體定律) (1)
在上圖中,如果C、D的材質(zhì)和A、B完全一樣,即C即為A,D即為B,相當(dāng)于熱電偶A、B 在T2(中間溫度)處產(chǎn)生了一個(gè)連接點(diǎn),此時(shí),回路總電勢(shì)為:
E= EAB(T1,T2)+ EAB(T2,T0)= EAB(T1,T0) (熱電偶中間溫度定律) (2)
從式(2)我們可以看出,只要是相同的熱電偶,中間產(chǎn)生了連接點(diǎn),則總電勢(shì)與連接點(diǎn)的溫度(中間溫度)無關(guān),而只與工作端和參考端的溫度有關(guān)。這正是我們希望得到的。我們?cè)跓犭娕疾季中,不需要考慮中間有沒有連接點(diǎn),也不需要考慮連接點(diǎn)的溫度,而是和一根熱電偶連接到介質(zhì)和測(cè)量儀表一樣。
再來比較式(2)和式(1)。如果我們能找到某種材料C、D,它能滿足:
ECD(T2,T0)= EAB(T2,T0) (3)
則式(1)成為:
E= EAB(T1,T2)+ ECD(T2,T0)= EAB(T1,T2)+ EAB(T2,T0)= EAB(T1,T0) (4)
滿足式(3)的材料C、D我們稱為熱電偶A、B的補(bǔ)償導(dǎo)線。
式(4)還告訴我們,使用了補(bǔ)償導(dǎo)線,我們將T2延伸到了T0,但最后我們的測(cè)量結(jié)果與T2無關(guān),這樣我們也可以理解為,因?yàn)槲覀兪褂昧藢?dǎo)線C、D,是它補(bǔ)償了T2處連接所產(chǎn)生的附加電勢(shì),而使得我們最終測(cè)量不需要再考慮T2,這也是C、D為什么叫補(bǔ)償導(dǎo)線的原因。相關(guān)知識(shí):
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