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热电偶的工作原理及简易焊接方式

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热电偶可以算是热设计工程师最常用的温度传感器,基本原理是塞贝克效应(Seebeck Effect),也即两种不同材质的均质导体组成闭合回路,且两端存在温度梯度时,回路中会有电流通过,形成电动势(热电动势)。

热电偶的工作原理

热电偶是采用两根不同材质的金属丝构成,一般常见的有K型热电偶(材质为镍铬-镍硅,测温范围-200℃~+1200℃),T型热电偶(为铜-铜镍,测温范围-2700℃~+400℃)E型热电偶(材质为镍铬-铜镍,测温范围-200℃~+900℃)等,工作原理如下:

热电偶的测温端称为工作端或“热端”(T1),自由端也称为“冷端”,与二次仪表连接(如上图所示),冷端应处于某个恒定温度 T0 下。

热电偶产生的电压很小,一般只有几毫伏。回路中的热电势与组成热电偶的材料及两端的温差有关,与热电偶的形状、直径、长度无关。

热电偶的操作事项

2.1热电偶的布设

  • 热电偶结应与被测部件的表面紧密接触,以达到与被测部件相同的温度,安装方法应使其对所测温度的影响最小。

  • 如果热电偶连接到带电部件,或者热电偶连接到不同极性的部件,要小心测量设备可能的触电危险和应力。可以适当地在导体(而不是热电偶结)上放置额外的电气绝缘套管。

2.3热电偶固定方式

固定热电偶的方法有绑扎、粘接、埋偶、熔接和焊接等。

2.4注意事项

  • 连接点和仪器必须保护(屏蔽),避免冷热气流、阳光、来自测试样品的热量、灯具、烙铁等,这些可能导致参考连接点温度的变化。
  • 一定强度的磁场会对含有铁、钴、镍等铁磁性元素的热电偶产生影响。
  • 某些高温区间会对某些型号的热电偶的材质的晶型产生特殊影响,如重结晶现象,导致测试数据不稳定。需要严格遵守热电偶的使用温度范围。 

热电偶的简易焊接方式

3.1原理

使用大电流产生高温熔融金属线的方法对热电偶进行焊接的。经过多次实验,发现当电压为21Vdc 左右时(电流限在1.5A),焊接效果最好。

3.2操作方法
准备工具:直流电源+导线+2B铅笔

操作方法:

1.正极通过虎口夹夹在笔芯的一端,负极夹需要焊的热电偶线

2.将热电偶线的尾端固定在一起
3.用负极夹住热电偶线的尾端,触碰正极夹住的笔芯,当出现火花时,热电偶线则能焊接到一起

来源:做个热设计
电源焊接材料热设计电气
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首次发布时间:2025-04-06
最近编辑:23小时前
做个热设计
本科 | 热设计工程师 公粽号:做个热设计
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