热电偶与热电阻

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1、热电偶与热电阻热电偶与热电阻热电阻是其阻值是温度的函数，即温度变化其阻值也发生变化。根据其在 25 度时的电阻值，热电阻分为 PT-100、PT-50、PT-1000 等。使用热电阻测量温度时必须通过电桥将电阻值的变化转变为电压的变化。热电偶其两端的电压是温度的函数，即温度变化其两端直流电压也发生变化。根据其正负极材料的不同，分为 T 型（铜-康铜） 、K 型（镍铬-镍铝） 、J 型、S 型等。热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温，尽管其作用相同都是测量物体的温度，但是他们的原理与特点却不尽相同。. 热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件，他的主要特点就是测量范围宽，性能比较稳定，同时结

2、构简单，动态响应好，更能够远传 4-20mA 电信号，便于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克效应。闭合回路中产生的热电势有两种电势组成：温差电势和接触电势。温差电势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电势，不同的导体具有不同的电子密度，所以他们产生的电势也不相同，而接触电势顾名思义就是指两种不同的导体相接触时，因为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散，当他们达到一定的平衡后所形成的电势，接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接触点的温度。目前

3、国际上应用的热电偶具有一个标准规范，国际上规定热电偶分为八个不同的分度，分别为B，R，S，K，N，E，J 和 T，其测量温度的最低可测零下 270 摄氏度，最高可达 1800 摄氏度，其中 B，R，S 属于铂系列的热电偶，由于铂属于贵重金属，所以他们又被称为贵金属热电偶而剩下的几个则称为廉价金属热电偶。热电偶的结构有两种，普通型和铠装型。普通性热电偶一般由热电极，绝缘管，保护套管和接线盒等部分组成，而铠装型热电偶则是将热电偶丝，绝缘材料和金属保护套管三者组合装配后，经过拉伸加工而成的一种坚实的组合体。热电偶的电信号需要一种特殊的导线来进行传递，这种导线我们称为补偿导线。不同的热电偶需要不同的补

4、偿导线，其主要作用就是与热电偶连接，使热电偶的参比端远离电源，从而使参比端温度稳定。补偿导线又分为补偿型和延长型两种，延长导线的化学成分与被补偿的热电偶相同，但是实际中，延长型的导线也并不是用和热电偶相同材质的金属，一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代替。补偿导线的与热电偶的连线一般都是很明了，热电偶的正极连接补偿导线的红色线，而负极则连接剩下的颜色。一般的补偿导线的材质大部分都采用铜镍合金。热电阻虽然在工业中应用也比较广泛，但是由于他的测温范围使他的应用受到了一定的限制，热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点也很多，也可以远传电信号，灵敏度高，稳定性

5、强，互换性以及准确性都比较好，但是需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。工业用热电阻一般采用 Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,铂热电阻的测温的范围一般为零下 200-800 摄氏度，铜热电阻为零下 40 到 140 摄氏度。热电阻和热电偶一样的区分类型，但是他却不需要补偿导线，而且比热点偶便宜。 工业用热电偶基本介绍作者：acme 来源：acme 日期：2010 年 7 月 29 日 浏览次数：616 热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。其

6、优点是：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。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） 。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 的两个着点 1 和 2 之间存在温差时，两者之间便产生电动势,在回路中形成一个电流,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

7、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。所谓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号的热电偶。(2)为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；补偿导线与热

8、电偶自由端的连接要方便可靠；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对测温的影响。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过 100。热电阻也是

9、一种测温度的传感器，但是它和热电偶的区别主要在于：第一、信号的性质，热电阻本身是电阻随温度的变化，使电阻产生正的或者是负的阻值变化；而热电偶是随温度的改变而产生感应电压的变化。第二、两种传感器检测的温度范围不一样，热电阻一般检测 0-150度温度范围（当然可以检测负温度） ，热电偶可检测 0-1000 度的温度范围（甚至更高）所以，前者是低温检测，后者是高温检测。第三、从材料上分，热电阻是一种具有温度敏感变化的金属材料，热电偶是双金属材料，既两种不同的金属，由于温度的变化，在两个不同金属丝的两端产生电势差。各分度热电偶简介一、S 型热电偶铂铑 10-铂热电偶铂铑 10-铂热电偶（S 型热电偶）

10、为贵金属热电偶。偶丝直径规定为 0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（SP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为 10%，含铂为 90%，负极（SN）为纯铂，故俗称单铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为 1300，短期最高使用温度为 1600。 S 型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。它的物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。由于 S型热电偶具有优良的综合性能，符合国际使用温标的 S 型热电偶，长期以来曾作为国际温标的内插仪器， “ITS-90”虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器，但国际温度咨询

11、委员会（CCT）认为 S 型热电偶仍可用于近似实现国际温标。 S 型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。 二、R 型热电偶铂铑 13-铂热电偶 铂铑 13-铂热电偶（R 型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为 0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（RP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为 13%，含铂为 87%，负极（RN）为纯铂，长期最高使用温度为 1300，短期最高使用温度为 1600。 R 型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。其物理，化学性能良好，热

12、电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。由于 R 型热电偶的综合性能与 S 型热电偶相当，在我国一直难于推广，除在进口设备上的测温有所应用外，国内测温很少采用。1967 年至1971 年间，英国 NPL，美国 NBS 和加拿大 NRC 三大研究机构进行了一项合作研究，其结果表明，R 型热电偶的稳定性和复现性比 S 型热电偶均好，我国目前尚未开展这方面的研究。 R 型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。 三、B 型热电偶铂铑 30-铂铑 6 热电偶铂铑 30-铂铑 6 热电偶（B 型热电偶）为

13、贵金属热电偶。偶丝直径规定为 0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（BP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为 30%，含铂为 70%，负极（BN）为铂铑合金，含铑为量 6%，故俗称双铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为 1600，短期最高使用温度为 1800。B 型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长，测温上限高等优点。适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸气气氛中。B 型热电偶一个明显的优点是不需用补偿导线进行补偿，因为在 050范围内热电势小于 3V。 B 型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，

14、灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。 四、K 型热电偶镍铬-镍硅热电偶镍铬-镍硅热电偶（K 型热电偶）是目前用量最大的廉金属热电偶，其用量为其他热电偶的总和。正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=90：10，负极（KN）的名义化学成分为：Ni：Si=97：3，其使用温度为-2001300。 K 型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中。广泛为用户所采用。 K 型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中。 五、N 型

15、热电偶镍铬硅-镍硅热电偶镍铬硅-镍硅热电偶（N 型热电偶）为廉金属热电偶，是一种最新国际标准化的热电偶，是在 70 年代初由澳大利亚国防部实验室研制成功的它克服了 K 型热电偶的两个重要缺点：K 型热电偶在300500间由于镍铬合金的晶格短程有序而引起的热电动势不稳定；在 800左右由于镍铬合金发生择优氧化引起的热电动势不稳定。正极（NP）的名义化学成分为：Ni:Cr:Si=84.4:14.2:1.4，负极（NN）的名义化学成分为：Ni:Si:Mg=95.5:4.4:0.1，其使用温度为-2001300。 N 型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价

16、格便宜，不受短程有序化影响等优点,其综合性能优于 K 型热电偶,是一种很有发展前途的热电偶. N 型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中。 六、E 型热电偶镍铬-铜镍热电偶镍铬-铜镍热电偶（E 型热电偶）又称镍铬-康铜热电偶，也是一种廉金属的热电偶，正极（EP）为：镍铬 10 合金，化学成分与KP 相同，负极（EN）为铜镍合金，名义化学成分为：55%的铜，45%的镍以及少量的锰，钴，铁等元素。该热电偶的使用温度为-200900。 E 型热电偶热电动势之大，灵敏度之高属所有热电偶之最，宜制成热电堆，测量微小的温度变化。对于高湿度气氛的腐蚀不甚灵敏，宜用于湿度较高的环境。E 热电偶还具有稳定性好，抗氧化性能优于铜-康铜，铁-康铜热电偶，价格便宜等优点，能用于氧化性和惰性气氛中，广泛为用户采用。 E 型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性气氛中，热电势均匀性较差。 七、J 型热电偶铁-铜镍热电偶铁-铜镍热电偶（J 型热电偶）又称铁-康铜热电偶