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熱電偶基礎知識
2015-02-12
熱電偶的分度號有哪幾種？有什么區(qū)別？
熱電偶的分度號有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等幾種。其中S、R、B屬于貴金屬熱電偶，凱恩汽車尾氣分析儀N、K、E、J、T屬于廉金屬熱電偶。t、S分度號的特點是抗氧化性能強宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用長期使用溫度1400℃短期1600℃。在所有熱電偶中S分度號的精確度等級最高通常用作標準熱電偶；^R分度號與S分度號相比除熱電動勢大15%左右其它性能幾乎完全相同；B分度號在室溫下熱電動勢極小故在測量時一般不用補償導線。它的長期使用溫度為1600℃短期1800℃。可在氧化性或中性氣氛中使用也可在真空條件下短期使用。N分度號的特點是1300℃下高溫抗氧化能力強熱電動勢的長期穩(wěn)定性及短期熱循環(huán)的復現(xiàn)性好耐核輻照及耐低溫性能也好，可以部分代替S分度號熱電偶；K分度號的特點是抗氧化性能強宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用長期使用溫度1000℃短期1200℃。在所有熱電偶中使用最廣泛；E分度號的特點是在常用熱電偶中其熱電動勢最大即靈敏度最高。宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用使用溫度0-800℃；
J分度號的特點是既可用于氧化性氣氛(使用溫度上限750℃)也可用于還原性氣氛(使用溫度上限950℃)并且耐H2及CO氣體腐蝕多用于煉油及化工T分度號的特點是在所有廉金屬熱電偶中精確度等級最高通常用來測量300℃以下的溫度補償導線工作原理：在一定溫度范圍內(nèi)具有與其匹配的熱電動勢標稱值相同的一對帶絕緣包覆的導線叫補償導線。用它們連接熱電偶與測量裝置以補償熱電偶連接處的溫度變化所產(chǎn)生的誤差。
補償導線特點：
①熱電特性穩(wěn)定電絕緣性能好使用壽命長。
②柔軟彎曲性能能好使用方便。
③包覆層材料穩(wěn)定可靠具有一定的耐溫性和耐寒性能。
補償導線結(jié)構和用途：
①補償導線由芯線和絕緣包覆層組成；
②補償導線應因芯線合金材質(zhì)不同分為延長型和補償型兩種延長型補償導線有NX （鎳鉻硅- 鎳硅鎂）、KX（鎳鉻10- 鎳硅3 ）、EX （鎳鉻10- 銅鎳45 ）、JX （鐵- 銅鎳45 ）、TX （銅- 銅鎳45 ），補償型補償導線有SC 和RC （銅- 銅鎳0.6 ）、KC （銅- 銅鎳40 ）、NC （鐵- 銅鎳）等；
③補償導線的絕緣包覆層與外套材料有聚氯乙烯聚四氟乙烯玻璃纖維石英紗和陶瓷纖維等；金屬屏蔽層有不銹鋼網(wǎng)等；
④熱電偶補償導線與顯示儀表、記錄儀或計算機連接構成測溫系統(tǒng)廣泛用于電力、冶金、石油、化工、輕紡等工業(yè)及國防、科研等部門。
熱電偶測溫的應用原理
熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點是：
①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸不受中間介質(zhì)的影響。
②測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量某些特殊熱電偶最低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻）最高可達+2800℃（如鎢-錸）。
③構造簡單使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成而且不受大小和開頭的限制外有保護套管用起來非常方便。
1．熱電偶測溫基本原理
將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來構成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。
2．熱電偶的種類及結(jié)構形成
（1）熱電偶的種類
常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調(diào)用標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化熱電偶一般也沒有統(tǒng)一的分度表主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶我國從1988年1月1日起熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn)并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設計型熱電偶。
(2)熱電偶的結(jié)構形式為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作對它的結(jié)構要求如下：
①組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；
②兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣以防短路；
③補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；
④保護套管應能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。
3．熱電偶冷端的溫度補償
由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時）而測溫點到儀表的距離都很遠為了節(jié)省熱電偶材料降低成本通常采用補償導線把熱電偶的冷端（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。必須指出熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極使熱電偶的冷端移動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測溫的影響不起補償作用。因此還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。
熱電偶的分度號有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等幾種。其中S、R、B屬于貴金屬熱電偶，凱恩汽車尾氣分析儀N、K、E、J、T屬于廉金屬熱電偶。t、S分度號的特點是抗氧化性能強宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用長期使用溫度1400℃短期1600℃。在所有熱電偶中S分度號的精確度等級最高通常用作標準熱電偶；^R分度號與S分度號相比除熱電動勢大15%左右其它性能幾乎完全相同；B分度號在室溫下熱電動勢極小故在測量時一般不用補償導線。它的長期使用溫度為1600℃短期1800℃。可在氧化性或中性氣氛中使用也可在真空條件下短期使用。N分度號的特點是1300℃下高溫抗氧化能力強熱電動勢的長期穩(wěn)定性及短期熱循環(huán)的復現(xiàn)性好耐核輻照及耐低溫性能也好，可以部分代替S分度號熱電偶；K分度號的特點是抗氧化性能強宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用長期使用溫度1000℃短期1200℃。在所有熱電偶中使用最廣泛；E分度號的特點是在常用熱電偶中其熱電動勢最大即靈敏度最高。宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用使用溫度0-800℃；
J分度號的特點是既可用于氧化性氣氛(使用溫度上限750℃)也可用于還原性氣氛(使用溫度上限950℃)并且耐H2及CO氣體腐蝕多用于煉油及化工T分度號的特點是在所有廉金屬熱電偶中精確度等級最高通常用來測量300℃以下的溫度補償導線工作原理：在一定溫度范圍內(nèi)具有與其匹配的熱電動勢標稱值相同的一對帶絕緣包覆的導線叫補償導線。用它們連接熱電偶與測量裝置以補償熱電偶連接處的溫度變化所產(chǎn)生的誤差。
補償導線特點：
①熱電特性穩(wěn)定電絕緣性能好使用壽命長。
②柔軟彎曲性能能好使用方便。
③包覆層材料穩(wěn)定可靠具有一定的耐溫性和耐寒性能。
補償導線結(jié)構和用途：
①補償導線由芯線和絕緣包覆層組成；
②補償導線應因芯線合金材質(zhì)不同分為延長型和補償型兩種延長型補償導線有NX （鎳鉻硅- 鎳硅鎂）、KX（鎳鉻10- 鎳硅3 ）、EX （鎳鉻10- 銅鎳45 ）、JX （鐵- 銅鎳45 ）、TX （銅- 銅鎳45 ），補償型補償導線有SC 和RC （銅- 銅鎳0.6 ）、KC （銅- 銅鎳40 ）、NC （鐵- 銅鎳）等；
③補償導線的絕緣包覆層與外套材料有聚氯乙烯聚四氟乙烯玻璃纖維石英紗和陶瓷纖維等；金屬屏蔽層有不銹鋼網(wǎng)等；
④熱電偶補償導線與顯示儀表、記錄儀或計算機連接構成測溫系統(tǒng)廣泛用于電力、冶金、石油、化工、輕紡等工業(yè)及國防、科研等部門。
熱電偶測溫的應用原理
熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點是：
①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸不受中間介質(zhì)的影響。
②測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量某些特殊熱電偶最低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻）最高可達+2800℃（如鎢-錸）。
③構造簡單使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成而且不受大小和開頭的限制外有保護套管用起來非常方便。
1．熱電偶測溫基本原理
將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來構成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。
2．熱電偶的種類及結(jié)構形成
（1）熱電偶的種類
常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調(diào)用標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化熱電偶一般也沒有統(tǒng)一的分度表主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶我國從1988年1月1日起熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn)并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設計型熱電偶。
(2)熱電偶的結(jié)構形式為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作對它的結(jié)構要求如下：
①組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；
②兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣以防短路；
③補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；
④保護套管應能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。
3．熱電偶冷端的溫度補償
由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時）而測溫點到儀表的距離都很遠為了節(jié)省熱電偶材料降低成本通常采用補償導線把熱電偶的冷端（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。必須指出熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極使熱電偶的冷端移動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測溫的影響不起補償作用。因此還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。
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