當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路,其兩端相互連接時(shí),只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同,一端溫度為T(mén),稱為工作端或熱端,另一端溫度為T(mén)0 ,稱為自由端(也稱參考端)或冷端,回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì),該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”,兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶”,這兩種導(dǎo)體稱為“熱電極”,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)則稱為“熱電動(dòng)勢(shì)”。
熱電動(dòng)勢(shì)由兩部分電動(dòng)勢(shì)組成,一部分是兩種導(dǎo)體的接觸電動(dòng)勢(shì),另一部分是單一導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)。由于該裝置比較復(fù)雜,目前只有數(shù)單位有這套設(shè)備,故國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定允許生產(chǎn)廠與用戶協(xié)商,可采用其他試驗(yàn)方法,但所給數(shù)據(jù)必須注明試驗(yàn)條件。
測(cè)量方法:熱響應(yīng)時(shí)間比較復(fù)雜,不同的試驗(yàn)條件會(huì)有不同的測(cè)量結(jié)果,這是因?yàn)樗軣犭娕寂c周圍介質(zhì)的換熱率影響,換熱率高,則熱響應(yīng)時(shí)間就短。為了使熱電偶產(chǎn)品的熱響應(yīng) 時(shí)間具有可比性,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:熱響應(yīng)時(shí)間應(yīng)在專用水流試驗(yàn)裝置上進(jìn)行。該裝置的水流速度應(yīng)保持0.4±0.05m/s,初始溫度在5-45℃的范圍內(nèi),溫度階躍值為40-50℃。在試驗(yàn) 過(guò)程中,水的溫度變化應(yīng)不大于溫度階躍值的±1%。被試熱電偶的置入深度為150mm或設(shè)計(jì)的置入深度(選其中較小值并在試驗(yàn)報(bào)告中注明)。為了使熱電偶產(chǎn)品的熱響應(yīng)時(shí)間具有可比性,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:熱響應(yīng)時(shí)間應(yīng)在專用水流試驗(yàn)裝置上進(jìn)行。
由于該裝置比較復(fù)雜,目前只有數(shù)單位有這套設(shè)備,故國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定允許生產(chǎn)廠與用戶協(xié)商,可采用其他試驗(yàn)方法,但所給數(shù)據(jù)必須注明試驗(yàn)條件。
由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用時(shí)),而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn),為了節(jié)省熱電偶材料,降低成本,通常采用補(bǔ)償導(dǎo)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(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動(dòng)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(duì)測(cè)溫的影響,不起補(bǔ)償作用。因此,還需采用其他修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。熱電偶(thermocouple)是溫度測(cè)量?jī)x表中常用的測(cè)溫元件,它直接測(cè)量溫度,并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào),通過(guò)電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)相配,極性不能接錯(cuò),補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度差不能超過(guò)100℃。