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1、热电偶是一种感温元件，是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信号热转电偶换成热电动势信号, 通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。热电偶 测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合,当回两路端存在温度梯度 时,回路中就会有电流通过此，时两端之间就存在电动势热电动势这，就是所 谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极温，度较高的一端为工作端， 温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系制成热电偶分度表分度表是自由端温度在TC时的条件下得 到的，不同的热电偶具有不同的分度表。 在热电偶回路中接入第三种金属材 料时，只要该材料两个接点的温度相
2、同，热电偶所产生的热电势将保持不变，即 不受第三种金属接入回路中的影响因。此，在热电偶测温时可，接入测量仪表，测 得热电动势后，即可知道被测介质的温度。铠装热电偶1 热电偶测量温度时要求其冷（端测量端为热端，通过引线与测量电路连接的 端称为冷端）的温度保持不变，其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。 若测量时，冷端的（环境）温度变化，将严重影响测量的准确性。在冷端采取一 定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。附：热电 偶冷端补偿计算方法：从毫伏到温度：测量冷端温度，换算为对应毫伏值，与热 电偶的毫伏值相加，换算出温度。从温度到毫伏：测量出实际温度与冷端温度， 分别换算为
3、毫伏值，相减後得出毫伏值，即得温度编辑本段常见问题对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：装配热电偶2 1：热电偶的热电势是热电偶工作端与冷端两端温度函数的差，而不是热电 偶冷端与工作端，两端温度差的函数； 2 ：热电偶所产生的热电势的大小， 当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，3：当热电偶的两 个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关； 若热电偶冷端的温度保持一定这，进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体和B焊接起来构成一个闭合回路如图所示。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
4、成一个大小的电,这流种现象称为热电效应热。电偶就是利用这一效 应来工作的。编辑本段工作原理两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合 点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电 动势称为热电势。热电偶就热电偶是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作 端（也称为测量端，）另一端叫做冷端（也称为补偿端；）冷端与显示仪表或配套 仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。 热电偶实际上是一种能 量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热 电势，应注意如下几个问题： 1：热电偶的热电势是热电
5、偶工作端的两端温 度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端两，端温度差的函数； 2 ：热电偶 所产生的热电势的大小当，热电偶的材料是均匀时与，热电偶的长度和直径无关， 只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；热电偶 3：当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后热，电偶热电势的大小只，与热电偶 的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端 温度的单值函数将两种不同材料的导体或半导体和B焊接起来，构成一个闭 合回路，如图所示。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,这流种现象称为热电效应热。 电偶就是利用这一效应来工作的。编
6、辑本段特点装配简单，更换方便压簧式感温元件抗震性能好测量范围大（200C13O0C特殊情况下70C28O0C）机械强度高,耐压性能好 耐高温可达2800度编辑本段种类 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988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按C国 际标准生产，并指定、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计 型热
7、电偶。编辑本段热电偶结构 热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的热结电偶 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。 编辑本段常用热电偶材料热电偶分度号热电极材料使用温度范围（C）热电偶正极 负极 S 铂铑合金（铑含量10 %） 纯铂 0-1400 R 铂铑合金（铑 含量13 %） 纯铂 0-1400 B 铂铑合金（铑含量30%） 铂铑合金（铑含量 6% ） 0-1400 K 镍铬 镍硅 -200-+1000 T 纯铜 铜镍 -200-
8、+300 J铁 铜镍 -200-+600 N 镍铬硅 镍硅 -200-+1200 E 镍铬 铜镍-200-+700热电偶的种类:装配热电偶，铠装热电偶，端面热电偶，压簧固定热电偶，高温热电偶，铂铑热电偶，防腐热电偶，耐磨热电偶，高压热电偶，特 殊热电偶，手持式热电偶，微型热电偶，贵金属热电偶,快速热电偶,钨铼热电偶， 单芯铠装热电偶等等。 从理论上讲，任何两种不同导体（或半导体）都可以 配制成热电 热电偶 偶，但是作为实用的测温元件，对它的要求是多方面的。为了保证工程技术中的 可靠性，以及足够的测量精度，并不是所有材料都能组成热电偶，一般对热电偶 的电极材料，基本要求是（：1）、在测温范围内，
9、热电性质稳定，不随时间而变化， 有足够的物理化学稳定性不，易氧化或腐蚀（；2）、 电阻温度系数小，导电率高， 比热小；（3）、测温中产生热电势要大并，且热电势与温度之间呈线性或接近线性 的单值函数关系（；4）、材料复制性好，机械强度高，制造工艺简单，价格便宜。 编辑本段类别热电偶类别代号 分度号测温范围允许偏差限铂铑30铂铑6 WRR B 0-18O0C 0.25%t铂铑 10铂 WRP S 0-1600C 0.25%t镍铬一镍硅WRN K 0-1300C 0.75%t镍铬一康铜WRE E 800C 0.75%t 铂铑13-铂 WRB R 0-160C0 0.25%t热电偶公称压力：一般是指在
10、工作温度下保护管所能承受的静态外压而破裂。 热电偶最小插入深度：应不小于其保护套管外径8的10倍（特列产品例外）绝 缘电阻：当周围空气温度为535C，相对湿度80%时绝缘电阻舟兆欧（电 压100V）。具有防溅式接线盒的热电偶，当相对温度33C时，绝缘电阻三 0.5兆欧（电压100V）高温下的绝缘电阻，热电偶在高温下，其热电极（包括双 支式）与保护管以及双支热电极之间的绝缘电阻（按每米计）应大于下表规定的 值。编辑本段热电偶的基本定律1，均质导体定律由同一种均质材料（导体或半导体）两端焊接组成闭合回路，无论导体截面如何以及温度如何分布，将不产生接触电势，温差电势相 抵消，回路中总电势为零。 可见
11、，热电偶必须由两种不同的均质导体或半导 体构成。若热电极材料不均匀由，于温度梯存在，将会产生附加热电势。 2， 中间导体定律 在热电偶回路中接入中间导体（第三导，体只）要中间导体两 端温度相同，中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响，这就是中间导体定 律。应用:依据中间导体定律，在热电偶实际测温应用中常，采用热端焊接、冷端开路的形式，冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。 有人担心用铜导线连接热电偶冷端到仪表读取V值，在导线与热电偶连接处产生的接触 电势会使测量产生附加误差。根据这个定律，是没有这个误差的！3，中间 温度定律热电偶回路两接点温度为T、T0）间的热电势，等于热电偶在温度为T
12、、Tn时的热电势与在温度为n、TO时的热电势的代数和Tn称中间温度。 应用:由于热电偶E-T之间通常呈非线性关藹冷端温度不为TC时，不能利用已 知回路实际热电理（t,tO直接查表求取热端温度值也不能利用已知回路实际热 电势E （t,t0直接查表求取的温度值再加上冷端温度确定热端被测温度值!按 中间温度定律进行修正。初学者经常不按中间温度定热律点偶原理图 来修正!4，参考电极定律 这个定律是专业人士才研究、关注的，一般生产、使用环节的人士不太了解，简单说明就是：用高纯度铂丝做标准电极，假 设镍铬-镍硅热电偶的正负极分别和标准电极配他对们，的值相加是等于这支镍铬 -镍硅的值。编辑本段热电偶的安装要
13、求 对热电偶与热电阻的安装,应注意有利于测温准确,安全可考及维修方便,而且 不影响设备运行和生产操.作要满足以上要求,在选择对热电偶和热电阻的安装部 位和插入深度时要注意以下几:点 1、为了使热电偶和热电阻的测量端与被测 介质之间有充分的热交换,应合理选择测点位置,尽量避免在阀门,弯头及管道和设 备的死角附近装设热电偶或热电.阻 2、带有保护套管的热电偶和热电阻有传 热和散热损失,为了减少测量误差,热电偶和热电阻应该有足够的插入深:度 （1）对于测量管道中心流体温度的热电,一偶般都应将其测量端插入到管道中心处 （垂直安装或倾斜安装）.如被测流体的管道直径是200毫米,那热电偶或热电阻插入 深度
14、应选择100毫米;（2）对于高温高压和高速流体的温度测（如量主蒸汽温度）,为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生,可断采裂取保 护管浅插方式或采用热套式热电.浅偶插式的热电偶保护套管,其插入主蒸汽管道 的深度应不小于75m m热套式热电偶的标准插入深度为Omm;（3）假如需要测量是烟道内烟气的温尽管烟道直径为m热电偶或热电阻插入深度m即 可（4）当测量原件插入深度超过m时,应尽可能垂直安橄加装支撑架和保护套管.编辑本段热电偶的正确使用 正确使用热电偶不但可以准确得到温度的数值，保证产品合格，而且还可节 省热电偶的材料消耗，既节省资金又能保证产品质量。安装不正确，热导率和时 间滞
15、后等误差，它们是热电偶在使用中的主要误差。 1、安装不当引入的误 差 如热电偶安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度等，换句话说， 热电偶不应装在太靠近门和加热的地方，插入的深度至少应为保护管直径的 10倍；热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入，因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞 以免冷热空气对流而影响测温的准确性；热电偶冷端太靠近炉体使温度超过 iooc ；热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电所以不应把热电偶和动力电 缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差；热电偶不能安装在被测介质很少 流动的区域内以当用热电偶测量管内气体温
16、度时以必须使热电偶逆着流速方向安 装以而且充分与气体接触。 2、绝缘变差而引入的误差 如热电偶绝缘了以 保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良以在高温下更 为严重以这不仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰以由此引起的误差有时可 达上百度。 3、热惰性引入的误差 由于热电偶的热惰性使仪表的指示值 落后于被测温度的变化以在进行快速测量时这种影响尤为突出。所以应尽可能采 用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。测温环境许可时以甚至可将保护管取 去。由于存在测量滞后用以热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。 测量滞后越大以热电偶波动的振幅就越小以与实际炉温的差别也就越大。当用时 间常数大的热电偶测温或控温时以仪表显示的温度虽然波动很小以但实际炉温的 波动可能很大。为了准确的测量温度以应当选择时间常数小的热电
