热电偶
热电偶原理
热电偶原理
什么是热电偶？热电偶是检测或测量温度的一种工具，它由一对电性异质金属组成，金属两端分别连接到电表，将温度转换为电流。
热电偶在温度检测和测量中用得很普遍，它可以更精确地测量温度，并且操作简单，使用方便，是一种用来测量温度的普遍工具。
热电偶的工作原理基本上与热电膜的原理类似，它是由两根金属线相互连接，金属线的一端安装在温度测量点，另一端则连接到电表。
在热电偶的工作过程中，受热的金属线会产生温度电阻，这种温度电阻就是热电偶的特点。
当热电偶的两个金属线温度不同时，这种温度电阻会产生一定大小的电压，这一电压可以通过电表来实时显示出来。
由此，热电偶可以通过比较受热金属线产生的温度电阻，来检测温度的变化情况，并把检测结果以电压的形式输出，从而准确、及时地测量温度。
热电偶的工作原理主要是由两种特殊的金属线组成的，分别是热电负极（温度基准点）和热电正极（受热金属线）。
这两根
金属线的电阻是不同的，它们在工作过程中会产生一定的电压差，当温度发生变化时，它们就会发生变化的电压差，而电压差又会引起电表的指示变化，从而实现温度的测量。
热电偶是一种普遍的温度检测与测量工具，它是利用两根金属线在热作用作用下产生温度电阻，从而进行温度测量，操作简单，准确性也很高，因此受到许多企业的重视与青睐，被广泛用于工业自动化、空调设备、温度检测等领域。
总之，热电偶是一种简单实用的温度测量工具，它利用温度电阻
原理，可以对温度进行准确及时的检测，因此在工业自动化、空调设备、温度检测等领域得到广泛应用。
几种常用的热电偶
几种常用的热电偶
热电偶是一种测量温度的传感器，它能够将温差转化为电信号，通常由两种不同金属制成。
以下是常用的几种热电偶。
K型热电偶
K型热电偶由铬和镍制成，适用范围为-200℃至1,200℃。
K型热电偶具有精度高、价格低、抗氧化性好等特点，在工业和科学实验中应用广泛。
J型热电偶
J型热电偶由铁和镍制成，适用范围为-210℃至1,200℃。
J型热电偶具有较高的灵敏度、稳定的性能和抑制干扰的能力，常用于检测温度变化较小的环境。
T型热电偶
T型热电偶由铜和镍制成，适用范围为-200℃至350℃。
T型热电偶具有抗腐蚀、高精度和快速响应等特点，在医学、食品加工和制药等行业得到广泛应用。
E型热电偶
E型热电偶由镍铬合金和铜制成，适用范围为-200℃至900℃。
E型热电偶具有较高的精度和稳定性能，特别适用于高温下的测量。
B型热电偶
B型热电偶由铂-铑合金制成，适用范围为0℃至1,800℃。
B型热电偶具有极高的测温温度范围和极高的精度，但价格较高，在高精度、高温度测量方面得到广泛应用。
S型热电偶
S型热电偶由铂-铑合金制成，适用范围为0℃至1,600℃。
S型热电偶具有与B 型热电偶相似的特点，在高温度工作条件下具有较高的精度和可靠性。
以上是常用的几种热电偶，根据不同的应用场景和要求，选择合适的热电偶进行温度测量，可以提高生产效率和产品质量。
热电偶标准
热电偶标准一、热电偶材料热电偶材料的选择应满足测量温度范围、机械强度、化学稳定性、经济性等方面的要求。
常见的热电偶材料包括铜镍合金、镍铬合金、镍铝合金等。
在选择热电偶材料时，应根据测量温度、使用环境、经济效益等因素进行综合考虑。
二、热电偶尺寸热电偶的尺寸应适应被测物体的形状和大小，同时也要考虑安装方便和维修空间等因素。
一般来说，热电偶的直径越小，其热响应速度越快，但同时机械强度和耐温性能也会降低。
因此，在选择热电偶尺寸时，应根据实际需求进行权衡。
三、热电偶精度热电偶的精度是指其测量结果的准确程度。
一般来说，精度越高，测量结果越可靠。
但同时，高精度的热电偶价格也相对较高。
因此，在选择热电偶精度时，应根据实际需求和经济能力进行综合考虑。
四、热电偶稳定性热电偶的稳定性是指在长期使用过程中，其测量结果保持稳定的能力。
如果热电偶在使用过程中稳定性较差，会导致测量结果失真，影响整个温度控制系统的可靠性。
因此，在选择热电偶时，应选择稳定性好的产品。
五、热电偶响应时间热电偶的响应时间是指从测量点到达到指定温度所需的时间。
一般来说，响应时间越短，热电偶的性能越好。
因此，在选择热电偶时，应选择响应时间短的产品。
六、热电偶温度范围热电偶的温度范围是指其能够测量的最低温度到最高温度的范围。
在选择热电偶时，应根据实际需求选择合适的温度范围。
如果温度范围过窄，会导致无法满足实际需求；如果温度范围过宽，会导致热电偶性能下降，甚至损坏。
七、热电偶耐温性能热电偶的耐温性能是指其在高温环境下保持稳定和可靠的性能。
在选择热电偶时，应根据实际工作环境选择耐温性能好的产品。
如果耐温性能差，会导致热电偶损坏或测量结果失真。
八、热电偶电气性能热电偶的电气性能是指其在电气方面的表现，包括阻抗、电压降等。
在选择热电偶时，应选择电气性能良好的产品，以保证测量结果的准确性。
九、热电偶可靠性热电偶的可靠性是指其在正常工作条件下长时间工作的能力。
在选择热电偶时，应选择可靠性高的产品，以保证测量结果的稳定性和可靠性。
热电偶种类与区别
热电偶种类与区别热电偶是一种温度传感器，采用热电效应将温度转化为电压信号。
不同种类的热电偶适用于不同的温度范围和环境条件，每种热电偶都有其独特的特点和适用范围。
下面将介绍一些常见的热电偶种类及其区别。
1.K型热电偶（镍铬-镍铝热电偶）K型热电偶是最常用的热电偶之一，广泛应用于工业领域。
它具有较高的灵敏度和稳定性，可测量的温度范围为-200℃至1250℃。
K型热电偶对氧化还原环境的影响小，具有较好的耐腐蚀性。
2.J型热电偶（铁-铜镍热电偶）J型热电偶适用于低温测量，可测量的温度范围为-210℃至760℃。
与K型热电偶相比，J型热电偶的灵敏度较高，但其稳定性较差。
J型热电偶的耐腐蚀性较差，适用于干燥的环境。
3.T型热电偶（铜-镍热电偶）T型热电偶适用于较低的温度测量，可测量的温度范围为-200℃至350℃。
T型热电偶具有良好的稳定性和精度，适用于对环境干扰敏感的场合。
4.E型热电偶（镍铬-铜镍热电偶）E型热电偶适用于中温测量，可测量的温度范围为-200℃至900℃。
E 型热电偶对氧化还原环境的影响较小，具有较好的耐腐蚀性。
它的灵敏度较高，但稳定性不如K型热电偶。
5.N型热电偶（铂-铑-铂金热电偶）N型热电偶适用于高温测量，可测量的温度范围为-200℃至1300℃。
N型热电偶具有较高的稳定性和精度，适用于高温环境下的温度测量。
6.S型热电偶（铂-铑热电偶）S型热电偶也适用于高温测量，可测量的温度范围为0℃至1600℃。
S型热电偶具有非常高的精度和稳定性，适用于精确测量和高温环境下的温度控制。
7.R型热电偶（铂-铑热电偶）R型热电偶也是一种高温热电偶，可测量的温度范围为0℃至1600℃。
R型热电偶与S型热电偶相似，但其线性输出范围较宽，适用于更广泛的应用。
8.B型热电偶（铂-铑热电偶）B型热电偶适用于极高温测量，可测量的温度范围为600℃至1800℃。
B型热电偶具有较高的精度和稳定性，适用于高温炉窑和熔融金属等极端条件下的温度测量。
热电偶三大定律
热电偶三大定律热电偶是一种测量温度的传感器，它利用热电效应将温度转换为电压信号。
热电偶具有灵敏度高、响应速度快、使用范围广等优点，被广泛应用于工业生产和科学实验中。
热电偶的工作原理是基于三大定律。
一、塞贝克定律塞贝克定律是指当两个金属导体接触时，在接触点处会产生一个温差，从而产生一个由温度差引起的电动势。
这个现象被称为“接触热电效应”。
塞贝克定律可以表示为：E = SΔT其中，E表示在两个金属导体接触点处产生的电动势；S表示两种金属导体的热电系数之差；ΔT表示两个金属导体在接触点处的温差。
二、查理斯定律查理斯定律是指当一个金属导体受到均匀加热时，其内部各处温度相等，并且其内部各处产生的电动势也相等。
这个现象被称为“均匀加热热电效应”。
查理斯定律可以表示为：E = αΔT其中，E表示金属导体内部产生的电动势；α表示金属导体的热电系数；ΔT表示金属导体内部的温度差。
三、汤姆森定律汤姆森定律是指当一个金属导体被加热时，其内部不同位置处的温度不相等，并且在不同位置处产生的电动势也不相等。
这个现象被称为“非均匀加热热电效应”。
汤姆森定律可以表示为：E = αΔT + 1/2β(ΔT)^2其中，E表示金属导体内部产生的电动势；α和β分别表示金属导体的热电系数和温度系数；ΔT表示金属导体内部不同位置处的温度差。
结论综上所述，热电偶利用塞贝克定律、查理斯定律和汤姆森定律将温度转换为电压信号。
通过测量这个信号，可以得到被测物体的温度。
在实际应用中，需要根据被测物体的特性选择合适的热电偶类型，并进行校准和补偿，以保证测量的准确性和可靠性。
热电偶培训ppt课件
06 总结与展望
总结
热电偶基本原理和应用
热电偶的维护和保养 热电偶的选用和使用注意事项
热电偶的种类和特点 热电偶的误差分析和补偿
展望
01
02
03
04
05
新型热电偶技术和发展 趋势
热电偶与其他温度传感 器的比较和应用
热电偶在工业自动化和 智能化中的应用前景
热电偶在能源和环保领 域的应用前景
热电偶行业标准和规范 的更新与完善
02 热电偶的测量原理
热电势与温度的关系
热电势与温度之间存 在线性关系。
热电势越低，温度也 越低。
热电势越高，温度也 越高。
热电偶冷端的处理
冷端温度应保持稳定。 采用补偿导线或恒温箱来保持冷端温度稳定。
冷端温度的波动会影响测量精度。
热电偶的误差分析
接触电阻是热电偶 与被测介质接触时 产生的电阻，会导 致测量误差。
汽车发动机温度测量
总结词
热电偶在汽车发动机温度测量中具有重要作用，能够实时监测发动机温度，确 保发动机正常运转。
详细描述
汽车发动机温度测量是保证汽车正常运行的重要环节。热电偶作为一种常用的 温度传感器，能够实时监测发动机温度，确保发动机正常运转。通过使用热电 偶，可以预防发动机故障，提高汽车的安全性和可靠性。
结果。
要定期检查热电偶的保护管是 否有磨损、腐蚀等情况，如有
需要及时更换。
要定期清洗热电偶的保护管， 以去除污垢和杂质，保证测量
准确性。
热电偶的故障排除
热电偶常见的故障包括测量误差大、输出信号不稳定等 。
对于输出信号不稳定的故障，需要检查热电偶的连接线 是否接触良好、是否有干扰信号等。
对于测量误差大的故障，需要检查热电偶的安装是否正 确、校准是否准确等。
热电偶介绍
K是热电偶的分度号表示可以检测0-1200的温度范围。
还有S分度号的可以检测0-1600的分度号。
1检出(测)元件热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。
必须配二次仪表，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℃均可连续测量，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。
2根据温度测量范围及精度，选用相应分度号的热电偶、使用温度在1300~1800℃，要求精度又比较高时，一般选用B型热电偶；要求精度不高，气氛又允许可用钨铼热电偶，高于1800℃一般选用钨铼热电偶；使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶；在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶，低于400℃一般用E型热电偶；250℃下以及负温测量一般用T型电偶，在低温时T型热电偶稳定而且精度高。
（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-200~1300℃。
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。
镍铬-镍硅热电偶材料性能参数名称镍铬合金丝镍硅合金丝密度g/cm3 8.5 8.620℃时的电阻率μ Ω•cm 70.6 29.40~1200℃平均电阻温度系数1/℃ 2.9×10-3 1.6×10-3熔点 1427 1399k热电偶有磁性那一极为负极,记住<慈父>这个词,就不忘了.品牌:胜利,V ICT OR,VC 型号:VC-01,VC01,VC 01,VICTOR 01,VICTOR-01,VICTOR01 测量范围:模拟八种热电偶（R/S/K/E/J/T/B/N）（kPa）精度等级:DCV输出(100mV/1000mV),电阻模拟输出（400Ω）环境温度:电阻类型过程仪表的校验（℃）装箱数:1胜利过程仪表校验仪VICTOR 01温度校验仪特点:模拟八种热电偶（R/S/K/E/J/T/B/N）和两种热电阻（Pt100/ Cu50）输出DCV输出(100mV/1000mV),电阻模拟输出（400Ω）mV、电阻输出功能可完成额外的温度及mV、电阻类型过程仪表的校验可摄氏和华氏温度显示5位LCD大字符显示，简便的键盘操作小巧、坚固、可靠，适合现场使用面板自动校准价格低廉技|术|指|标|输出功能。
如何选择热电阻或热电偶
如何选择热电阻或热电偶
热电阻和热电偶是两种常见的温度传感器。
它们的作用是将温度信号
转换为电信号，以便进行测量和控制。
在选择热电阻或热电偶时，需要考
虑以下几个因素。
1.温度范围：热电偶通常能够在更广范围内测量温度，可以达到几千
摄氏度甚至更高，而热电阻一般适用于较低的温度范围，一般在-200摄
氏度到600摄氏度之间。
2.响应时间：热电偶由于其结构和原理的不同，响应时间一般比热电
阻快，适用于需要较快响应的应用。
3.精度要求：热电阻一般具有较高的精度，通常能够达到0.1摄氏度
或更高的精度要求。
热电偶的精度一般较低，通常在1摄氏度或更高。
4.成本考虑：热电阻相对于热电偶更昂贵，如果经济成本是一个考虑
因素，可以考虑选择热电偶。
5.环境条件：热电偶由于其结构的特性，较为耐用，能够适应恶劣的
环境条件，例如高温、腐蚀等。
热电阻相对较脆弱，需要额外的保护措施，适用于相对较为温和的环境。
6.安装和使用简便性：热电偶的灵活性较好，较容易安装和使用。
热
电阻的安装和使用相对复杂一些，一般需要额外的电桥电路和连接器。
热电偶工作原理及简图
热电偶工作原理及简图
热电偶是一种常用的温度测量仪器，它利用热电效应来测量温度。
热电偶由两
种不同金属导线焊接在一起制成，当两种金属导线的焊点处于不同温度时，就会产生热电势差，从而产生电流。
这种电流与焊点的温度差成正比，因此可以通过测量电流来间接测量温度。
热电偶的工作原理主要基于两种热电效应，塞贝克效应和泊松效应。
塞贝克效
应是指当两种不同金属导体形成闭合回路时，如果两个焊点处于不同温度，就会在闭合回路中产生电动势。
而泊松效应则是指当两种不同金属导体形成开路时，如果两个焊点处于不同温度，就会在开路中产生电动势。
热电偶的工作原理可以用一个简单的示意图来说明，两种不同金属导线A和B
焊接在一起，形成闭合回路。
当焊点处于不同温度时，就会在闭合回路中产生电动势，从而产生电流。
通过测量这个电流的大小，就可以间接测量焊点的温度差，进而得知温度。
热电偶的工作原理虽然简单，但是其测量温度的精度很高，可以达到几个小数
点的精度。
因此，在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
热电偶的优点还包括响应速度快、结构简单、成本低廉等，因此被广泛应用于各种温度测量场合。
总之，热电偶是一种利用热电效应来测量温度的仪器，其工作原理简单而精确，因此在各种工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
通过测量热电偶产生的电流，可以间接测量温度，其测量精度高，响应速度快，结构简单，成本低廉，是一种非常实用的温度测量仪器。
热电偶的基本组成
热电偶的基本组成嘿，咱今儿来聊聊热电偶的基本组成呀！你说这热电偶，就像咱生活中的好搭档一样，默默工作，却有着大作用呢！热电偶主要是由两根不同的金属导线组成的，这两根线就像是一对好兄弟，紧密合作。
它们一个叫热电极，一个叫冷电极。
热电极就像是个勇敢的战士，专门冲到前面去感受温度的变化，而冷电极呢，则在后面稳稳地支持着。
你想想看，这热电极在各种环境里，不管是火热的炉子旁边，还是寒冷的冰库里，都毫不退缩，努力去感知温度的变化。
它多厉害呀！就好像咱勇敢的消防员叔叔，哪里有危险就往哪里冲。
然后呢，这两根金属线连接的地方，那可是个关键部位呀，就如同一个神奇的“温度转换站”。
温度的变化在这里被转化成电信号，然后这些电信号就顺着导线传递出去。
这传递的过程就像是我们给好朋友送信一样，一路飞奔，把重要的信息送到目的地。
还有啊，热电偶可不是孤立存在的，它还需要一些其他的小配件来帮忙呢。
比如说保护套管，这就像是给热电偶穿上了一件坚固的铠甲，保护它不受外界的伤害。
有了这件铠甲，热电偶就能更加安心地工作啦！再说说补偿导线吧，它就像是给热电偶开辟的一条专用通道，让信号能够更顺畅地传输。
没有它呀，热电偶的工作可能就没那么顺利咯！热电偶的基本组成虽然看起来不复杂，但它们的作用可大着呢！它们就像是温度世界里的侦探，默默地为我们探测着各种温度的秘密。
我们的生活中可离不开热电偶呀！从工业生产到日常生活中的一些小设备，都有它们的身影。
它们就像那些默默奉献的幕后英雄，虽然我们可能平时不太注意到它们，但它们却一直在为我们的生活保驾护航。
所以呀，可别小瞧了这热电偶的基本组成，它们虽然小小的，却有着大大的能量呢！它们就像我们生活中的那些平凡而又伟大的存在，看似普通，实则不可或缺。
你说是不是呢？。
热电偶基础知识介绍..
2018/10/12
第四章 非电量的电测技术
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二、有关热电偶的几点结论
规定：ＥAB(t,t0)的含义，按位置顺序
A表示热电偶正极；B表示负极 t表示测量端温度；t0表示冷端温度； 符号变化，位置规定的含义不变。 ＥAB(t,t0)=-EBA(t,t0)=-EAB(t0,t)
热电偶回路中总的热t,t0)
A(+)
,
t EAB(t)
B(-)
t0 EAB(t0)
EB(t,t0) t>t0,NA>NB
EAB（t，t0）=EAB（t） +EB（t，t0） -EAB（t0）-EA（t，t0）
经实践证明，在热电偶中起主要作用的是接触电动势，温差 电动势只占极小部分。可以忽略不计： t
E AB (t, t 0 ) f(t) - f(t 0 )
2. 对于已选定的热电偶, 当参考端温度t0恒定时,
EAB(t0)为常数,则总的热电动势就只与温度t成单值 函数关系, 即 ＥAB(t,t0)=EAB(t)-C=φ (t)
第四章 非电量的电测技术 9
2018/10/12
（四）实际应用
我国从1991年开始采用国际计量委员会规定的
2018/10/12
第四章 非电量的电测技术
4
（一）接触电势
产生原因：两种不同的金属互相接触时，由于不同金
属内自由电子的密度不同，在两金属A和B的接触点处 会发生自由电子的扩散现象。自由电子将从密度大的 金属A扩散到密度小的金属B，使A失去电子带正电，B 得到电子带负电，从而产生接触电势：
A ＋ eAB(T) 自 由 电 子
热电偶分类及使用场合
热电偶分类及使用场合热电偶是一种温度传感器，利用热电效应测量温度。
热电偶分类和使用场合较为多样，下面将详细介绍几种常见的热电偶及其应用领域。
1.K型热电偶K型热电偶是最常见和被广泛使用的热电偶之一、它由镍铬和镍铝合金组成，可在-200℃至1250℃的范围内测量温度。
K型热电偶具有良好的稳定性和精确度，因此广泛用于化工、电力、冶金、石油等工业领域，以及科研实验室中。
2.J型热电偶J型热电偶由铁和常规合金组成，可以在-40℃至750℃的范围内测量温度。
它具有较高的敏感度和精确度，适用于一些要求较高的应用，如实验室研究和精密仪器。
3.T型热电偶T型热电偶由铜和镍铬合金组成，可以在-200℃至350℃的范围内测量温度。
它具有较高的线性度和稳定性，常见应用于食品、制药、日化等行业中的温度控制和过程监测。
4.E型热电偶E型热电偶由镍铬和铜镍合金组成，可以在-200℃至900℃的范围内测量温度。
它具有较高的精确度和耐腐蚀性，适用于化工、冶金、医药等领域中的温度测量。
5.N型热电偶此外，还有S型、R型、B型、C型等其他类型的热电偶，它们分别适用于不同的温度范围和环境条件。
热电偶广泛应用于各个领域，主要用于以下几个方面：1.工业过程控制：热电偶可以用于测量工业生产过程中的温度，如炉温、油温、液体流量等。
它们可以精确测量高温和低温环境下的温度变化，从而对生产过程进行监控和控制。
2.实验研究：热电偶在科研实验中起到重要的作用，如物理实验、化学实验等。
它们可以测量样品或实验环境的温度变化，为科学研究提供准确的数据。
3.温度监测与控制：热电偶可以用于温度监测与控制系统，如温度控制仪、温度记录仪等。
通过热电偶的测量结果，可以实时监测温度变化，并进行相应的控制操作。
4.家用电器：一些家用电器，如电磁炉、烤箱等，也采用了热电偶来测量温度。
这些热电偶一般较小，并且与电子控制系统结合，实现对温度的精确控制。
总之，热电偶是一种广泛应用于不同领域的温度传感器。
热电偶传感器及其应用
2024/8/18
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在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要 第三种导体两端的温度相等，则对热电偶回路总 的热电动势无影响。
利用热电偶进行测温, 必须在回路中引入连接
导线和仪表。
A
t2
t1
mV
B
t2
C
请问：接入导线和仪表后会不会影响回路中的
热电势呢？
2024/8/18
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2．参考电极定律（标准电极定律）
A ：汤姆逊系数，表示导体A两端的温度差为
1℃时所产生的温差电动势。
2024/8/18
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热电偶回路中总的热电势应是接触电动势与温差电 动势之和：
接触电动势
温差电动势
EAB T ,T0 eAB T eAB T0 eB T ,T0 eA T ,T0
k T ln
e
N AT N BT
法兰
2024/8/18
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接线盒
普通装配型热 电偶的结构图
引出线套管
不锈钢保护管
固定螺纹 （出厂时用塑料包裹） 热电偶工作端（热端）
2024/8/18
39
２、铠装热电偶
铠装热电偶又称套管热电偶。是由金属保护套管、 绝缘材料和热电极三者组合成一体的特殊结构的热电 偶。
2024/8/18
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铠装型热电偶外形
2024/8/18
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一、常用热电偶简介
目前工业上常用的有四种标准化热电偶 1.铂铑10－铂热电偶（S） 2.镍铬－镍硅热电偶（K） 3.镍铬－考铜热电偶（E） 4.铂铑30－铂铑6热电偶（B）
2024/8/18
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1.铂铑10－铂热电偶（S）
可在1300℃以下的范围内长期使用，短期可 测量1600℃的高温。
热电偶常见故障及处理方法
热电偶常见故障及处理方法
热电偶是一种测量温度的常用装置，但它也会出现一些常见的故障。
下面将介绍几种热电偶的常见故障及相应的处理方法。
1. 信号不稳定：如果热电偶的输出信号出现不稳定的情况，可能是由于连接不良或者接触不良导致的。
解决方法是检查热电偶的连接是否牢固，确保接触良好。
此外，还可以检查热电偶的引线是否磨损或受损，需要进行更换。
2. 温度读数异常：热电偶在测量过程中可能出现温度读数异常的情况。
一种可能是由于热电偶的老化导致的。
解决方法是更换热电偶，选择适当的型号和规格。
另一种可能是由于测量环境的温度过高，超过了热电偶的安全工作范围，此时需要采取措施降低环境温度。
3. 线路接触不良：热电偶的线路接触不良可能会引起测量误差或无法进行温度测量。
解决方法是检查并清洁热电偶的接线端子，确保线路接触良好。
另外，还可以使用线路容积检测仪器来测试热电偶线路的质量，并及时进行修复或更换。
4. 环境干扰：热电偶的工作环境可能会受到电磁辐射或其他干扰，从而影响其测量精度。
解决方法包括将热电偶与电磁干扰源隔离开，或采用屏蔽措施来减小干扰。
另外，可使用滤波器来消除干扰信号。
总的来说，热电偶常见故障包括信号不稳定、温度读数异常、线路接触不良以及环境干扰等。
要解决这些问题，需要仔细排查故障原因，进行适当的维修或更换热电偶。
同时，在平时的使用过程中，要注意合理的环境布置和维护，以确保热电偶的正常工作和测量精度。
热电偶的四个基本定律
热电偶的四个基本定律
热电偶是一种测量温度的装置，基于热电效应的原理工作。
热电偶的工作原理基于以下四个基本定律：
1. 塞贝克效应（塞贝克定律）： 塞贝克效应描述了不同金属导体在温度差异下产生的热电势差。
根据这一效应，热电偶由两种不同金属的导线焊接而成。
当两个焊点处于不同的温度时，两种金属导体之间会产生一个热电势差，即热电动势。
2. 泰尔效应（泰尔定律）： 泰尔效应指的是当一个电流通过两种不同金属导体构成的闭合回路时，在温度差异下会产生热量或吸收热量的现象。
这一现象与塞贝克效应相互关联，是热电偶工作的基础。
3. 庞加莱效应（庞加莱定律）： 庞加莱效应说明了在两个焊点温度不同但在闭合电路中不存在温差时，不会产生热电势差。
这表明热电势差的产生取决于温度差异。
4. 赫姆霍兹效应（赫姆霍兹定律）： 赫姆霍兹效应指出，在热电偶的两个焊点温度相同的情况下，两种不同金属导体之间不会产生热电势差。
这个效应表明，温度相同时热电势差为零。
这些定律是热电偶工作原理的基础，它们描述了热电偶中金属导体之间温度差异和电势差之间的关系，以及电流通过热电偶时在温度差异下产生的热量效应。
1/ 1。
热电偶的基本知识
热电偶的基本知识热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。
其优点是：∙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℃均可连续测量，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。
一、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，如图1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。
图1 热电偶工作原理图如图1所示，热电偶的一端将A、B两种导体焊在一起，置于温度为t的被测介中称为自由端，放在温度为t0的恒定温度下。
当工作端的被测介质温度发生变化时，热电势随之发生变化，将热电势送入显示仪表进行指示或记录，或送入微机进行处理，即可获得温度值。
热电偶两端的热电势差可以用下式表示：式中：E t-热电偶的热电势；e AB(t)-温度为t时工作端的热电势；e AB(t0)-温度为t0时自由端的热电势当自由端温度t0恒定时，热电势只与工作端的温度有关，即E t=f(t)。
当组成热电偶的热电极的材料均匀时，其热电势的大小与热电极本身的长度和直径大小无关，只与热电极材料的成分及两端的温度有关，因此，用各种不同的导体或半导体材料可做成各种用途的热电偶，以满足不同温度对象测量的需要。
二、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。
热电阻 热电偶
热电阻热电偶
热电阻和热电偶都是常用的测温元件，用于测量温度。
热电阻是一种基于电阻温度系数的测温元件，其电阻值随温度的变化而变化。
热电阻通常由铂、铜、镍等金属材料制成，其电阻值与温度之间的关系可以通过实验或理论计算得到。
热电偶是一种基于热电效应的测温元件，其工作原理是将两种不同金属导线焊接在一起，形成一个热电偶，当热电偶的两个接点温度不同时，就会在热电偶中产生热电动势，其大小与两个接点的温度差有关。
根据不同的金属材料组合，可以得到不同类型的热电偶，如K型、J型、T型等。
相比之下，热电阻的测量范围较窄，一般在-200℃~500℃之间，而热电偶的测量范围较广，可以从-200℃到+2000℃以上。
此外，热电阻的精度较高，但响应速度较慢，而热电偶的精度较低，但响应速度较快。
在实际应用中，选择热电阻还是热电偶，需要根据具体的测量要求和使用环境来确定。
profile热电偶
热电偶（Thermocouple）是一种温度传感器，它能将温度变化转换为电信号。
Profile热电偶是一种用于测量和控制温度的热电偶，广泛应用于各种工业领域，如钢铁、石油、化工、食品等行业。
Profile热电偶的主要特点和优点如下：
1. 响应速度快：热电偶可以迅速响应温度变化，实现对过程的实时监控。
2. 测量范围广：Profile热电偶可以测量-200℃至1800℃的温度范围，适用于不同工艺过程中的温度测量。
3. 抗干扰能力强：热电偶具有较好的抗电磁、抗振动、抗尘埃等干扰能力，适用于恶劣环境下的温度测量。
4. 结构紧凑，安装方便：Profile热电偶结构紧凑，尺寸较小，便于安装在各种设备中。
5. 稳定性好：热电偶具有较好的稳定性，能够长时间稳定输出准确的温度信号。
6. 易于与其他传感器和控制系统兼容：热电偶输出信号可与各种传感器和控制系统（如PLC、DCS等）相连接，实现自动控制和数据采集。
Profile热电偶主要由两部分组成：热电极和连接导线。
热电极材料通常为镍铬（Ni-Cr）和镍硅（Ni-Si）等，具有良好的热电性能和稳定性。
连接导线用于将热电极的信号传输到仪表或控制系统。
寻热式热电偶-概述说明以及解释
寻热式热电偶-概述说明以及解释1. 引言1.1 概述热电偶是一种广泛应用于温度测量领域的传感器。
它基于热电效应，通过测量电流和温度之间的关系来确定待测物体或环境的温度。
热电偶由两种不同材料的导线组成，一种被称为热电偶线或热电对线，另一种是引线。
常用的热电偶线材料有铂铑合金、铜和铜镍合金等，而引线通常选用铜或镍。
热电偶的工作原理基于热电效应的发现。
热电效应是指当两种不同材料的导线连接形成闭合回路时，如果两个连接点之间存在温度差异，就会产生电动势。
这种电动势的大小与温度差相关。
热电偶主要通过测量电动势来确定温度。
由于热电偶线的材料和长度是固定的，当它们被置于待测物体或环境中时，温度差将导致电势差的变化。
通过测量这个电势差，可以计算出温度值。
寻热式热电偶是一种特殊的热电偶，它的设计更加注重在复杂环境下的温度测量。
传统热电偶需要直接接触待测物体或环境，而寻热式热电偶采用了间接测量的方式。
它通过一个热电偶感应体，将感应体与待测物体或环境之间的温度差转换为电势差，从而实现温度测量。
寻热式热电偶的工作原理是当感应体与待测物体或环境之间存在温度差异时，感应体内部会产生电势差。
这个电势差可通过引线传输给显示或记录设备进行温度测量。
寻热式热电偶相比传统热电偶具有一些优势。
首先，它可以避免直接接触待测物体或环境，提高了温度测量的灵活性和安全性，特别是在高温、有毒或腐蚀性环境中。
其次，它可以减少测量误差的影响，提高了测量的准确性和稳定性。
最后，寻热式热电偶还可以实现温度分布的连续测量，对于大范围温度场景的监测具有较好的适应性。
总之，热电偶是一种常用且有效的温度测量传感器，寻热式热电偶则是其应用的一种特殊形式。
通过理解热电偶的原理和寻热式热电偶的工作原理，我们可以更好地了解它们在各种领域的应用和其所具有的优势。
1.2 文章结构:本文将从以下几个方面来讨论寻热式热电偶的相关内容。
首先，我们将简要介绍热电偶的原理，包括它是如何工作的以及它的应用领域。
热电偶的基本知识
热电偶的基本知识热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。
其优点是：∙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℃均可连续测量，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。
一、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，如图1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。
图1 热电偶工作原理图如图1所示，热电偶的一端将A、B两种导体焊在一起，置于温度为t的被测介中称为自由端，放在温度为t0的恒定温度下。
当工作端的被测介质温度发生变化时，热电势随之发生变化，将热电势送入显示仪表进行指示或记录，或送入微机进行处理，即可获得温度值。
热电偶两端的热电势差可以用下式表示：式中：E t-热电偶的热电势；e AB(t)-温度为t时工作端的热电势；e AB(t0)-温度为t0时自由端的热电势当自由端温度t0恒定时，热电势只与工作端的温度有关，即E t=f(t)。
当组成热电偶的热电极的材料均匀时，其热电势的大小与热电极本身的长度和直径大小无关，只与热电极材料的成分及两端的温度有关，因此，用各种不同的导体或半导体材料可做成各种用途的热电偶，以满足不同温度对象测量的需要。
二、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。
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5、多点测量的热电偶冷端温度补偿
• 在工业生产中为了有效利用控制盘和节省 显示仪表，常通过多点切换开关把几只甚 至几十只同一分度号的热电偶接到一块表 上.这时可将各热电偶的冷端用补偿导线引 至温度变化比较小的地方，然后共用一个 桥式补偿器进行冷端温度补偿.补偿方法有 以下两种.
计量器具名称 标准组铂铑10-铂热电偶 标准铂铑10-铂热电偶
工作铂铑10-铂热电偶
标准铂铑30-铂铑6热电偶
工作用铂铑30-铂铑6热电 偶 工作用镍铬-镍硅热电偶 标准铜-康铜热电偶 工作用铜-康铜热电偶
准确度 等级 测量范围 标准组 标准组 300～1300℃
一等 二等 0级 0级 一等 二等 0级
三. 标准化热电偶
1.铂铑10-铂热电偶(LB-3) 2.铂铑30-铂铑6(EU-2)热电偶 3.镍铬-镍硅(EU-2)热电偶 4.镍铬-考铜热电偶(EA-2) 5.铜-康铜热电偶(CK)
热工计量器具（R）
序号 R-001-304 R-002-305
R-003-306
R-004-307 R-005-308
• 热电偶的种类有铂铑10-铂,铂铑30-铂铑6,镍铬-镍 硅和镍铬-考铜等.目前生产的铠装热电偶,其外径 为12-25mm,长度可达100m以上。
铠装热电偶的结构
(1)热电极
• 热电偶的热电极直径由材料的机械强度,电 导率,价格及热电偶的用途和测量范围等决 定。用贵金属时直径很细,为0.35-0.65mm, 用廉价金属时,其直径为1-2mm.热电偶的长 度可根据实际需要来决定。普通插入式热 电偶的长度可在300mm-2150mm之间。
• 对保护套管材料的要求是耐腐蚀,不渗透气体,不 与氧化性和还原性气体发生化学反应,耐酸碱腐 蚀,热惯性小,能承受温度剧变,价格低。
• 常用的保护套管材料有:铜,20号碳钢,镍铬合金。
(4)接线盒
• 主要作用是防止灰尘和水,汽的侵入,便于热 电偶与补偿导线或导线连接。接线盒用侣 合金材料制成,装在保护套管的尾部,接线盒 的上部有垫片或垫圈加以密封。
EAB(t,t0) - 冷端为t0,热端为t时的热电势,即实测值； EAB(t0,0) - 冷端为t0,时的应加校正值。 • 将 t0 摄 氏 度 的 仪 表 实 测 读 数 与 相 应 的 校 正 值 代 数 相 加 得 EAB(t,0),然后从分度表查得被测温度t值。这种方法只适用于 实验室。
2.仪表机械零点调整法
3.恒温法
• 在精密测温中,一般要求热电偶温度保持为0 摄氏度,通常采用冰点槽。用清洁的水制成冰 屑与清洁的水相混合盛于冰点槽的保温瓶内, 并使其达到平衡而保持恒定的0摄氏度, 使用 时将热电偶冷端放在插入冰点槽的试管底部
• 恒温法是准确度很高的冷端处理方法,然而使 用比较麻烦,需要保持冰,水两相。
• （2）若热电级材料的性质不均匀，即当 热电级温度分布不同时， 则热电偶将产 生附加电势。
• 所以根据附加热电势检查热电极材料 是 否均匀，从而衡量热电偶质量的高低。
(3)中间导体定律
• 在热电偶回路中接入第三种均质导体后，只 要保证所接入导体两端温度相同，就不会影 响热电偶的热电势。
mV mV
5、多点测量的热电偶冷端温度补偿
• 补偿方法有以下两种: • (1)利用一块显示仪表和一个冷端温度补偿
器的多点测量线路. • (2)用一只辅助热电偶对多只同型号热电偶
冷端进行补偿的线路.
6、 热电偶的校验和误差分析
• 热电偶的误差来源主要有以下一些: • (1)分度误差:由于热电极材料成分不符要求
(2)绝缘材料
• 在热电偶的两根电极上套有绝缘材料, 其作 用是防止两根电极之间和电极与保护套管之 间发生短路。
• 常用绝缘材料橡皮,塑料等,最常用的绝缘材 料是瓷管和高温瓷管,其结构有单孔,双孔,四 孔,孔的大小根据热电极的直径而定
(3)保护套管
• 热电偶的热电极(包括绝缘管)装在保护套管中。 使热电极避免遭受有害气体的腐蚀,玷污及机械 损伤,防止或减小火焰与气流的冲刷和辐射,保护 热电极.
4.补偿法
• 补偿法是利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电 偶冷端温度变化所引起的热电势的变化。
• 由热电势计算修正法可知,当热电偶冷端温度tn偏 离规定值t0时,热电势的修正值为EAB(tn,t0),如果在 热 电 偶 测 量 回 路 中 串 接 一 个 等 于 EAB(tn,t0) 的 直 流电压U,则回路的总电势为：
吹气型热电偶
• 吹气型热电偶的结构原理： • 铠装热电偶感温元件和外保护管之间构成一定的气
路，在气路中，通入一定压力的惰性气体，以排除 或减少热电偶在高温、高压条件下还原气体的渗入
WR系列隔爆热电偶
热电偶温度计
四. 热电偶的构造
• 1.热电偶的作用原理 • 2.普通型热电偶的构造 • 3.铠装热电偶的构造
• 仪表的机械零点为仪表输入电势为零时,指针 停留的刻度点, 也就是仪表的起始点。若预 知热电偶冷端温度为t0,在此时相当于人为给 仪表输入热电势EAB(t0, 0),在接通测温回路 后,输入仪表的热电势为： EAB(t,t0) + EAB(t0,0) = EAB(t,0) 使仪表指针指示热端温度t值。 仪表机械零点调整法比较简单, 如热电偶冷 端温度波动频繁,变化较大,不宜采用此法
热电偶补偿导线的外形图
1.计算修正法
• 若温度显示仪表分度时规定热电偶冷端温度为零摄氏度, 而 在使用中冷端温度不为零摄氏度时, 根据热电偶的中间温度 定律 ,得知在这种情况下产生的热电势为:
EAB(t,0) = EAB(t,t0) + EAB(t0,0) 式中: EAB(t,0) - 冷端为0,热端为t时的热电势；
热电偶的工作原理
2.普通型热电偶的构造
(1)热电极 (2)绝缘材料 (3)保护套管 (4)接线盒
3.铠装热电偶的构造
• 铠装热电偶是由热电极,绝缘材料和金属套管三者 组合而成的坚实结合体。铠装热电偶的套管材料 为铜,不锈钢或镍基高温合金等。 在热电偶与套管 之间填满氧化粉末绝缘材料,套管中的热电极有单 丝的,双丝的和四丝的,互不接触。
五.热电偶冷端温度补偿
• 热电偶的热电势是两个接点温度的函数表, 只有 当冷端温度不变时,热电势才是热端温度的单值函 数。
• 实际应用中,热电偶冷端所处环境温度总有波动, 从而使测量得不到正确结果, 必须采取补偿措施.
• 冷端温度处理办法有以下几种:
– 1.计算修正法 – 2.仪表机械零点调整法 – 3.恒温法 – 4.补偿法 – 5.多点测量的热电偶冷端温度补偿
• (4)由于热电极变质,使热电性质变化而产生误差。
液态金属
金属
(4)中间温度定律与连接导体定律
• （1）已知热电偶在某一给定冷端温度下 进行分度，只要引入适当修正，就可以在 另外的冷端温度下使用。这就为制订热电 偶的热电势－温度关系温度表奠定了理论 基础。
• （2）和热电偶具有同样热电性质的补偿 导线可以引入热电偶的回路中，相当于把 热电偶延长而不影响热电偶的热电势。这 就为工业测温中应用补偿导线提供了理论 依据。
三、热电偶
1、热电偶的测温原理 • 热电势：两种不同的导体材料（或半导体）
A，B组成的闭合回路。相接触时，存在电子 的迁移，达到平衡时，在接触的两端形成电 势
– 可用于点温度的测量
– 只与材料和温度 有关，与热电偶的长度、直 径无关
– 接触电势和温差电势组成
mV
(1)接触电势
• 在一定温度下，如果从金属A扩散到金属B 去的电子数等于从金属B吸向金属A的电子 数时，就达到了动态平衡。这时金属A，B 之间形成的电位差称为接触电势。
300～1300℃ 300～1300℃ 0～1600℃ 0～1600℃ 1200～1600℃ 1200～1600℃ 1200～1600℃
0级 ±2℃ 0级
0级
0～1300℃ 0～200℃ 0～200℃
耐腐热电偶和耐磨热电偶
压着式铠装热电偶
耐高温耐腐蚀热电偶
• 以特殊金属陶瓷材料作为外保护套管，采用复合 型结构，使用温度1600°C，具有良好的耐高温、 抗气流冲击、抗氧化性能。主要用于高温加热炉、 裂解炉、尾气焚烧炉、焦化炉等装置的测温。
eA(t,t0)=eA(t)-eA(t0)
(1)热电偶基本定律的内容
• 两种均质金属组成的热电偶，其电势大 小与热电级直径，长度和沿热电级长度 上的温度分布无关，只与热电级材料和 两端温度有关；
• 热电势大小是两端温度的函数差，如果 两端温度相等，则热电势为零。
(2)热电偶基本定律的推论
• （1）热电偶必须用两种性质不同的热电 级构成。
– 接触电势的大小与接头温度的高低和金属的种 类有关，温度越高，两金属的自由电子密度差 越大，则接触电势越大。
(2)温差电势
• 温差电势：同一金属导体两端温度不同而 产生的。
• 高温端流向低温端的自由电子与低温端被 电场吸引流向高温端的自由电子达到了动 态平衡， 这时的电位差称为温差电势 e，
• 大小仅与金属材料及两端温差有关，而与 几何尺寸及金属（导体）温度分布无关。 e(t,t0)可用下面的函数差来表示
和材料均匀性等原因, 使热电偶的热电性质 与统一的分度表之间产生分度误差。 • (2)补偿导线误差:由于补偿导线和热电极材 料在1000C 以下的热电性质不同将产生误 差。
6 、热电偶的校验和误差分析
• (3)参比端温度变化引起的误差:在利用补偿电桥 进行参比温度补偿时,由于不能完全补偿而产生误 差。