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熱電偶的一些基本知識

        熱電偶作為主要的溫度測量方法，用途廣泛。今天就來聊聊熱電偶測量原理、短路因素、測量電路中的電流隔離等一些基礎(chǔ)知識，讓大家對熱電偶這個(gè)常見的溫度傳感器有一個(gè)深入的了解。
        一、熱電偶測量原理
        熱電偶由兩條具有不同熱電效應(yīng)的導(dǎo)線組成。隨著焊點(diǎn)溫度的升高，自由電子從較熱的溫度移動到較冷的溫度。電荷分離產(chǎn)生的電壓隨著材料的溫度和電動勢而增加。兩種材料的電動勢不同，導(dǎo)致兩條腿的電壓不同。兩個(gè)電壓 (UT1) 之間的差異是交叉點(diǎn)或測量點(diǎn)的溫度測量值。
        在現(xiàn)場設(shè)備的連接端子處產(chǎn)生 2 個(gè)分壓 (UT2a+UT2b)。如果熱電偶在這個(gè)終端溫度下短路，也會產(chǎn)生兩個(gè)電壓之和。因此，UT2之和就是結(jié)點(diǎn)（也稱為冷端）處的溫度測量值。現(xiàn)場設(shè)備測得的電壓是測點(diǎn)溫度減去冷端溫度所形成的溫差。
         2. 無熱電動勢補(bǔ)償電纜和插頭連接器
        第二個(gè)電壓 (UT2) 必須在冷端產(chǎn)生。帶有相應(yīng)補(bǔ)償電纜的熱電偶延伸到現(xiàn)場設(shè)備。此外，沒有熱電電壓的插頭連接器有助于更準(zhǔn)確的溫度測量。
         3.內(nèi)部溫度補(bǔ)償
        現(xiàn)場設(shè)備根據(jù)電壓差UT1-UT2確定溫度。冷端溫度 T2 由另一個(gè)溫度探頭確定。將冷端溫度 T2 與溫差 (T1-T2+T2) 相加。內(nèi)部溫度補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果是測量點(diǎn)溫度 T1。
         4.短路因素
        補(bǔ)償線由與熱電偶具有相同熱電特性的材料組成。因此，線路中的短路將導(dǎo)致兩個(gè)熱電偶并聯(lián)形成。例如，如果端子頂部發(fā)生短路，則測得的溫度不是實(shí)際測量點(diǎn)的溫度，而是端子頂部的溫度。如果測量值接近被測溫度，則很有可能沒有立即發(fā)現(xiàn)故障。
         5. 測量電路中的電流隔離
        在熱電偶在應(yīng)用中，熱電偶線和設(shè)備底部之間可能會發(fā)生短路。例如，這可能發(fā)生在結(jié)和保護(hù)管之間（為了更快的響應(yīng)時(shí)間），或者由于陶瓷保護(hù)管在高測量溫度下的電阻降低。通常，應(yīng)使用電流隔離。這可以通過溫度變送器、電源隔離器或直接使用分析單元來完成。
         6.標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶
        熱電偶符合 DIN EN 60584-1 標(biāo)準(zhǔn)。因此，它們在電氣性能上是兼容的。常用的有J、K、N型。 S 對和 B 對是貴金屬制成的貴金屬對，適用于特別高的溫度。高溫可以用B來測量。標(biāo)準(zhǔn)中推薦的最高溫度是1700攝氏度。在現(xiàn)場設(shè)備中選擇相應(yīng)的線性化（J、K、N...）后，會自動執(zhí)行到相應(yīng)溫度的轉(zhuǎn)換。
         7. 長期行為信息
        熱電偶標(biāo)準(zhǔn)中推薦的最高工作溫度適用于清潔空氣中的正常應(yīng)用。通常，較高的工作溫度會導(dǎo)致較強(qiáng)的漂移行為。由于熱電偶在外來原子進(jìn)入（爐氣進(jìn)入熱電偶保護(hù)管）時(shí)改變其輸出信號。所以組件必須定期校準(zhǔn)，現(xiàn)場設(shè)備必須根據(jù)需要進(jìn)行校準(zhǔn)。
        校準(zhǔn)間隔必須由用戶定義。最終用戶需要確定熱電偶在各自應(yīng)用中的使用壽命。