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热电偶基础知识
2015-02-12
热电偶的分度号有哪几种？有什么区别？
热电偶的分度号有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种。其中S、R、B属于贵金属热电偶，凯恩汽车尾气分析仪N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。t、S分度号的特点是抗氧化性能强宜在氧化性、惰性气氛中连续使用长期使用温度1400℃短期1600℃。在所有热电偶中S分度号的精确度等级最高通常用作标准热电偶；^R分度号与S分度号相比除热电动势大15%左右其它性能几乎完全相同；B分度号在室温下热电动势极小故在测量时一般不用补偿导线。它的长期使用温度为1600℃短期1800℃。可在氧化性或中性气氛中使用也可在真空条件下短期使用。N分度号的特点是1300℃下高温抗氧化能力强热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好耐核辐照及耐低温性能也好，可以部分代替S分度号热电偶；K分度号的特点是抗氧化性能强宜在氧化性、惰性气氛中连续使用长期使用温度1000℃短期1200℃。在所有热电偶中使用最广泛；E分度号的特点是在常用热电偶中其热电动势最大即灵敏度最高。宜在氧化性、惰性气氛中连续使用使用温度0-800℃；
J分度号的特点是既可用于氧化性气氛(使用温度上限750℃)也可用于还原性气氛(使用温度上限950℃)并且耐H2及CO气体腐蚀多用于炼油及化工T分度号的特点是在所有廉金属热电偶中精确度等级最高通常用来测量300℃以下的温度补偿导线工作原理：在一定温度范围内具有与其匹配的热电动势标称值相同的一对带绝缘包覆的导线叫补偿导线。用它们连接热电偶与测量装置以补偿热电偶连接处的温度变化所产生的误差。
补偿导线特点：
①热电特性稳定电绝缘性能好使用寿命长。
②柔软弯曲性能能好使用方便。
③包覆层材料稳定可靠具有一定的耐温性和耐寒性能。
补偿导线结构和用途：
①补偿导线由芯线和绝缘包覆层组成；
②补偿导线应因芯线合金材质不同分为延长型和补偿型两种延长型补偿导线有NX （镍铬硅- 镍硅镁）、KX（镍铬10- 镍硅3 ）、EX （镍铬10- 铜镍45 ）、JX （铁- 铜镍45 ）、TX （铜- 铜镍45 ），补偿型补偿导线有SC 和RC （铜- 铜镍0.6 ）、KC （铜- 铜镍40 ）、NC （铁- 铜镍）等；
③补偿导线的绝缘包覆层与外套材料有聚氯乙烯聚四氟乙烯玻璃纤维石英纱和陶瓷纤维等；金属屏蔽层有不锈钢网等；
④热电偶补偿导线与显示仪表、记录仪或计算机连接构成测温系统广泛用于电力、冶金、石油、化工、轻纺等工业及国防、科研等部门。
热电偶测温的应用原理
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：
①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触不受中间介质的影响。
②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬）最高可达+2800℃（如钨-铼）。
③构造简单使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成而且不受大小和开头的限制外有保护套管用起来非常方便。
1．热电偶测温基本原理
将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。
2．热电偶的种类及结构形成
（1）热电偶的种类
常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶一般也没有统一的分度表主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从1988年1月1日起热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作对它的结构要求如下：
①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；
②两个热电极彼此之间应很好地绝缘以防短路；
③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；
④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
3．热电偶冷端的温度补偿
由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时）而测温点到仪表的距离都很远为了节省热电偶材料降低成本通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内连接到仪表端子上。必须指出热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响不起补偿作用。因此还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。
热电偶的分度号有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种。其中S、R、B属于贵金属热电偶，凯恩汽车尾气分析仪N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。t、S分度号的特点是抗氧化性能强宜在氧化性、惰性气氛中连续使用长期使用温度1400℃短期1600℃。在所有热电偶中S分度号的精确度等级最高通常用作标准热电偶；^R分度号与S分度号相比除热电动势大15%左右其它性能几乎完全相同；B分度号在室温下热电动势极小故在测量时一般不用补偿导线。它的长期使用温度为1600℃短期1800℃。可在氧化性或中性气氛中使用也可在真空条件下短期使用。N分度号的特点是1300℃下高温抗氧化能力强热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好耐核辐照及耐低温性能也好，可以部分代替S分度号热电偶；K分度号的特点是抗氧化性能强宜在氧化性、惰性气氛中连续使用长期使用温度1000℃短期1200℃。在所有热电偶中使用最广泛；E分度号的特点是在常用热电偶中其热电动势最大即灵敏度最高。宜在氧化性、惰性气氛中连续使用使用温度0-800℃；
J分度号的特点是既可用于氧化性气氛(使用温度上限750℃)也可用于还原性气氛(使用温度上限950℃)并且耐H2及CO气体腐蚀多用于炼油及化工T分度号的特点是在所有廉金属热电偶中精确度等级最高通常用来测量300℃以下的温度补偿导线工作原理：在一定温度范围内具有与其匹配的热电动势标称值相同的一对带绝缘包覆的导线叫补偿导线。用它们连接热电偶与测量装置以补偿热电偶连接处的温度变化所产生的误差。
补偿导线特点：
①热电特性稳定电绝缘性能好使用寿命长。
②柔软弯曲性能能好使用方便。
③包覆层材料稳定可靠具有一定的耐温性和耐寒性能。
补偿导线结构和用途：
①补偿导线由芯线和绝缘包覆层组成；
②补偿导线应因芯线合金材质不同分为延长型和补偿型两种延长型补偿导线有NX （镍铬硅- 镍硅镁）、KX（镍铬10- 镍硅3 ）、EX （镍铬10- 铜镍45 ）、JX （铁- 铜镍45 ）、TX （铜- 铜镍45 ），补偿型补偿导线有SC 和RC （铜- 铜镍0.6 ）、KC （铜- 铜镍40 ）、NC （铁- 铜镍）等；
③补偿导线的绝缘包覆层与外套材料有聚氯乙烯聚四氟乙烯玻璃纤维石英纱和陶瓷纤维等；金属屏蔽层有不锈钢网等；
④热电偶补偿导线与显示仪表、记录仪或计算机连接构成测温系统广泛用于电力、冶金、石油、化工、轻纺等工业及国防、科研等部门。
热电偶测温的应用原理
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：
①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触不受中间介质的影响。
②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬）最高可达+2800℃（如钨-铼）。
③构造简单使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成而且不受大小和开头的限制外有保护套管用起来非常方便。
1．热电偶测温基本原理
将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。
2．热电偶的种类及结构形成
（1）热电偶的种类
常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶一般也没有统一的分度表主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从1988年1月1日起热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作对它的结构要求如下：
①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；
②两个热电极彼此之间应很好地绝缘以防短路；
③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；
④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
3．热电偶冷端的温度补偿
由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时）而测温点到仪表的距离都很远为了节省热电偶材料降低成本通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内连接到仪表端子上。必须指出热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响不起补偿作用。因此还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。
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