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熱電偶的一些基本(ben)知識
熱電偶(ou)作為(wei)主要的(de)(de)溫(wen)度測(ce)量方法，用途廣(guang)泛。今天就來聊聊熱電偶(ou)測(ce)量原理、短路因素、測(ce)量電路中的(de)(de)電流隔離(li)等一些(xie)基礎知識，讓大家對(dui)熱電偶(ou)這個常見(jian)的(de)(de)溫(wen)度傳感(gan)器(qi)有一個深入的(de)(de)了解。
一、熱電偶測量原理
熱電(dian)(dian)偶由(you)兩(liang)條具有不同熱電(dian)(dian)效應(ying)的(de)(de)導線組(zu)成。隨著(zhu)焊點溫(wen)度(du)的(de)(de)升高，自由(you)電(dian)(dian)子從較熱的(de)(de)溫(wen)度(du)移動(dong)到較冷(leng)的(de)(de)溫(wen)度(du)。電(dian)(dian)荷(he)分離產生(sheng)的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)隨著(zhu)材料的(de)(de)溫(wen)度(du)和電(dian)(dian)動(dong)勢(shi)(shi)而增加。兩(liang)種材料的(de)(de)電(dian)(dian)動(dong)勢(shi)(shi)不同，導致兩(liang)條腿的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)不同。兩(liang)個電(dian)(dian)壓(ya) (UT1) 之間(jian)的(de)(de)差(cha)異是交叉(cha)點或測量(liang)(liang)點的(de)(de)溫(wen)度(du)測量(liang)(liang)值。
在現(xian)場(chang)設備的(de)連(lian)接端(duan)(duan)子(zi)處(chu)產生(sheng) 2 個分壓(ya) (UT2a+UT2b)。如果熱電偶在這(zhe)個終端(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)下短路(lu)，也會(hui)產生(sheng)兩個電壓(ya)之和(he)。因(yin)此，UT2之和(he)就是結點（也稱為冷端(duan)(duan)）處(chu)的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)測(ce)量(liang)值(zhi)。現(xian)場(chang)設備測(ce)得的(de)電壓(ya)是測(ce)點溫(wen)(wen)度(du)(du)減(jian)去冷端(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)所形(xing)成(cheng)的(de)溫(wen)(wen)差(cha)。
2. 無熱電(dian)動勢補償電(dian)纜和插頭連接(jie)器(qi)
第二(er)個(ge)電(dian)(dian)壓 (UT2) 必須在冷端產(chan)生。帶有(you)相應補償(chang)電(dian)(dian)纜的(de)(de)熱電(dian)(dian)偶延伸到現場設備。此(ci)外，沒有(you)熱電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓的(de)(de)插頭連(lian)接器有(you)助于更準確的(de)(de)溫度(du)測量(liang)。
3.內部(bu)溫度補償
現場設備根(gen)據電壓(ya)差UT1-UT2確定溫度(du)(du)。冷(leng)端溫度(du)(du) T2 由另一個溫度(du)(du)探頭確定。將冷(leng)端溫度(du)(du) T2 與(yu)溫差 (T1-T2+T2) 相加。內部溫度(du)(du)補(bu)償的結果是測(ce)量點(dian)溫度(du)(du) T1。
4.短路因素
補償線(xian)由與熱(re)電(dian)偶(ou)具有相同熱(re)電(dian)特性的(de)材料組成(cheng)。因此，線(xian)路(lu)中的(de)短(duan)路(lu)將導(dao)致兩個熱(re)電(dian)偶(ou)并聯形成(cheng)。例(li)如，如果(guo)端(duan)子頂部發生短(duan)路(lu)，則測(ce)得(de)的(de)溫度(du)不是(shi)(shi)實際測(ce)量(liang)點的(de)溫度(du)，而是(shi)(shi)端(duan)子頂部的(de)溫度(du)。如果(guo)測(ce)量(liang)值(zhi)接(jie)近被測(ce)溫度(du)，則很有可能沒(mei)有立即發現(xian)故障(zhang)。
5. 測量(liang)電(dian)路中(zhong)的電(dian)流隔離(li)
在(zai)(zai)(zai)熱(re)電(dian)(dian)偶在(zai)(zai)(zai)應用(yong)中，熱(re)電(dian)(dian)偶線和設備底部之間(jian)可能會發(fa)生短路(lu)。例(li)如，這可能發(fa)生在(zai)(zai)(zai)結和保護管之間(jian)（為了更(geng)快(kuai)的響應時間(jian)），或者由于陶瓷保護管在(zai)(zai)(zai)高測(ce)量(liang)溫(wen)度下的電(dian)(dian)阻降低。通(tong)常(chang)，應使(shi)用(yong)電(dian)(dian)流(liu)隔(ge)離。這可以通(tong)過(guo)溫(wen)度變(bian)送(song)器、電(dian)(dian)源隔(ge)離器或直(zhi)接使(shi)用(yong)分析單元來(lai)完(wan)成。
6.標準化熱(re)電偶
熱電(dian)偶符合 DIN EN 60584-1 標準(zhun)。因(yin)此，它們在電(dian)氣(qi)性能(neng)上是兼(jian)容的(de)(de)。常用(yong)(yong)的(de)(de)有J、K、N型。 S 對和 B 對是貴金(jin)屬(shu)制成的(de)(de)貴金(jin)屬(shu)對，適用(yong)(yong)于特別高的(de)(de)溫度(du)。高溫可以用(yong)(yong)B來測量。標準(zhun)中(zhong)(zhong)推薦的(de)(de)最(zui)高溫度(du)是1700攝氏度(du)。在現場設備中(zhong)(zhong)選擇相應的(de)(de)線(xian)性化(hua)（J、K、N...）后，會自動執行(xing)到相應溫度(du)的(de)(de)轉換。
7. 長期(qi)行為信息
熱(re)電偶(ou)標(biao)準中(zhong)推(tui)薦的最高工作溫(wen)度(du)適用(yong)于(yu)清(qing)潔空氣中(zhong)的正常(chang)應用(yong)。通常(chang)，較高的工作溫(wen)度(du)會導致(zhi)較強的漂移行為。由于(yu)熱(re)電偶(ou)在外來(lai)原子進入（爐氣進入熱(re)電偶(ou)保護管）時改變其輸出信號。所以組(zu)件必須定期校準，現場(chang)設備(bei)必須根據需要(yao)進行校準。
校準(zhun)間隔必須由(you)用戶(hu)定(ding)義。最終用戶(hu)需要確定(ding)熱電(dian)偶在各自應用中的使用壽命。