热电偶特性及2018
北京航空航天大学 工程热力学 2018春季热工期末考试
2017~2018春季学期热工基础A（1）期末考试一、简答题1.什么是平衡状态，热力过程，准静态过程和可逆过程？准静态过程如何处理平衡状态与状态变化的矛盾，实现可逆过程的充要条件是什么？可逆过程提出的意义2.写出闭口系统及稳态稳流开口系的能量方程，并推出膨胀功、轴功和技术功三者的关系式用稳态稳流能量方程分析涡喷发动机燃烧室、涡轮及喷管的能量转换特点，得出对其适用的简化能量方程式。
3.对未饱和空气在焓湿图上定性表示出干球温度、湿球温度及露点温度4.在P-V，T-S图中画出Brayton循环各过程。
如何提高燃气轮机循环热效率？提出至少一种措施5.（1）采用二级活塞式压缩机将压力为0.1MPa的空气压至2.5MPa，中间压力为多少时耗功最小？（2）质量分数32％的O2和68％的N2混合，求混合气体折合气体常数及折合分子量（3）流体把2100KJ热量传给周围温度为300K的环境，若流体熵变为-5KJ/K，问这一过程能否实现，若能实现，可逆还是不可逆？（4）如果用热效率33%的热机来拖动供热系数为5的热泵，将热泵的排热量用于加热某采暖系统的循环水，若热机每小时从热源取10000KJ，则建筑物将获得多少热量？（5）用遵循范德瓦尔方程的气体在两个恒温热源T1、T2（T1>T2）间进行一卡诺循环，求热机效率ηt（6）空气以100m/s的速度在管道中流动，温度计测空气温度为70℃；假设气流在温度计周围完全滞止，此时空气实际温度（静温）为多少？已知，空气定压比热Cp=1.0KJ/Kg*K6.名词解释（1）热扩散系数（2）肋效率（3）Bi和Nu的表达式及物理意义（4）漫射表面（5）灰体（6）角系数7.时间常数与哪些因素有关，在用热电偶测定气流的非稳态温度场时，怎样才能改善热电偶的温度响应特性8.解释边界层的主要特点及引入边界层概念的意义9.流体在（1）外掠平板（2）管内流动（3）外掠管束三种情况下特征速度和定性温度如何选取10.试述气体辐射的基本特点二、计算题1、某理想气体经历了循环1-2-3-1，1-2定容吸热，2-3绝热膨胀，3-1定压放热（1）画出循环的P-V，T-S图；（2）到处循环热效率与增压比λ=P2/P1的关系（3）分析增压比λ对循环效率的影响2、空气流经喷管做定熵流动，进口速度W可忽略，进口截面上空气参数：压力P1，温度T1，出口处压力为P2，且P2/P1大于临界压比βc，若喷管效率为ηn，空气绝热系数为k，定压比热为C p，试求喷管出口处实际流速W2a及实际温度T2a3.某平壁有固定大小的内热源Φ，已知X=0处t=t1，X=δ，处t=t2，试导出该平壁中温度分布的表达式及最高温度的所在位置4.管内湍流强制对流换热时，Nu数和Re和Pr有关，试以电加热方式加热管内水的强制对流换热为例，说明实验中应测量哪些物理量5.在两块平行放置的相距很近的大平板1与2中插入一块很薄的第三块平板3；已知各平板的发射率均为ε，讨论插入第三块平板后与未插入第三块平板前，两种情况下1和2之间的辐射换热量的关系，要求画出辐射传热网络图。
卡簧式热电偶
卡簧式热电偶介绍卡簧式热电偶是一种常用于测量温度的传感器。
它由热电偶和卡簧两部分组成。
热电偶是一种能够将温度变化转换为电势差的装置，而卡簧则用来固定热电偶，并起到保护作用。
卡簧式热电偶具有结构简单、稳定可靠、响应速度快等特点，被广泛应用于工业自动化控制、实验室科研等领域。
结构和原理卡簧式热电偶由热电偶、卡簧、保护管、引线等部分组成。
热电偶由两种不同金属导线焊接而成，通常为铜-常数(NiCr-Ni)型。
当两种导线端电温度不同时，将产生热电势差。
卡簧通常由不锈钢制成，它能够压紧热电偶，并使其与被测物体保持良好的接触。
保护管主要起到保护热电偶的作用，防止其受到外界环境的影响。
工作原理1.当热电偶的两端温度不同时，两种金属导线间会产生热电势差。
2.热电势差经过引线传输到测量仪表。
3.测量仪表根据热电势差的大小，通过对应的温度-电势关系曲线，将电势差转换为温度值。
应用领域卡簧式热电偶广泛应用于各个领域，包括工业自动化控制、实验室科研、航空航天等。
工业自动化控制在工业领域中，卡簧式热电偶常用于温度测量和自动控制。
它可以被安装在各种设备和管道上，用于测量物体的温度。
通过对温度的实时监测，工程师可以根据需要对工艺参数进行调整，以保证工艺的稳定和质量的一致。
实验室科研在实验室科研中，卡簧式热电偶常用于测量样品的温度。
不同的实验需要不同的温度范围和精度，卡簧式热电偶能够满足这些要求，并提供可靠准确的温度数据。
航空航天在航天器和飞机等航空航天领域，温度的监测和控制非常重要。
卡簧式热电偶由于其结构简单、稳定可靠的特点，被广泛用于航空航天设备中。
它可以承受高温、低温等极端条件，并能够提供精确的温度数据，以确保飞行安全和设备正常运行。
优缺点卡簧式热电偶作为一种传感器，具有如下优点和缺点：优点1.结构简单，制造成本低。
2.稳定可靠，使用寿命长。
3.快速响应，适用于需要快速测量的场合。
4.能够适应不同的温度范围和环境。
缺点1.精度相对较低，一般适用于一般要求的温度测量。
热电偶特性及2018.doc
实用标准文案热电偶的特性及其应用一、实验简介热电偶有着测温范围宽、灵敏度和准确度高、结构简单、不易损坏，并且可以进行动态测量和记录的许多优点，因而被应用于温度的传感、工业加热炉温的测量、金属熔点的测量、数据采集与温度控制等诸多方面。
二、实验目的1、了解热电偶测温的基本原理和方法2、了解热电偶定标的基本方法3、掌握热电偶的基本规律三、实验仪器FB203 温度传感加热装置，自组装热电偶，万用表。
四、实验原理1821 年塞贝克 (T. J. Seebeck) 发现，当构成回路的两种不同金属的两个连接点温度不同时，回路中会有恒定电流产生，如图 1 所示，这表示两种金属的接触处由于温度差而产生了电动势，叫做温差电动势，这种电路称为热电偶，该现象称为塞贝克效应。
热电偶的温差电动势与两接头之图 1 两种不同金属构成的闭合电路间的温度关系比较复杂，可以用下式表示：E T2 S B (T ) S A (T ) dTT1S(T)表示金属的塞贝克系数，T2为热端的温度， T1为冷端的温度。
但是在较小温差范围内可以近似的认为温差电动势 E 与温度差 (T2-T 1 )成正比，即：E C(T2T1)式中 C 称为温差系数，单位为V℃-1，它表示两接点的温度相差1℃时所产生的电动势，其大小取决于组成温差电偶材料的性质，即：C= k e Ln 式中 k 为玻尔兹曼常量， e 为电子电量，电子数目。
对于热电偶而言，有如下两个常见定律：n0 A/ n0Bn 0A和 n 0B为两种金属单位体积内的自由1、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。
2、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、 T n时的热电势与在温度为T n、 T0 时的热电势的代数和，如图 2 所示。
各种热电偶特性
各种热电偶特性镍铬硅—镍硅热电偶（分度号为N）是70年代由澳大利亚的Burley等人首先研制出来的。
它是一种新型镍基合金测温材料，也是国际上近20年来在贱金属热电偶合金材料研究方面取得唯一的重大成果。
有可能取代其余四扎种贱金属热电偶，目前正在引起人们的高度重视。
它的主要特点是，在1300℃以下，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，耐核辐射及耐低温性能也好。
在-200～1300℃范围内，有全面取代贱金属热电偶与部分代替S热电偶的趋势。
N型热电偶的主要特性有以下五点：1、高温抗氧化能力强，长期稳定性好。
针对K型热电偶镍铬极中Cr，Si元素择优氧化引起合金沉成分不均匀、热电动势漂移等问题，在N型热电偶的正极中增加Cr，Si含量使镍铬合金的氧化模式由内氧化转变成外氧化，致使氧化反应仅在表面进行；又在负极中增添溶质元素Mg与Si，尽管Si含量增大要降低热电动势，但可使金属与氧化物间的钝化膜更加致密。
并因Mg与Si择优氧化形成扩散势垒，阻止“绿蚀”现象向内部扩散，抑制进一步氧化发生。
对在1200℃下经过1000h的K，N型热电偶的正极进行显微结构观察表明，K 型热电偶的氧化层很厚，近1mm，而N型热电偶却几乎看不到氧化膜的成长。
又因K型热电偶负极中含有Mn，虽有调整热电动势的作用，但却极大地影响了它的高温稳定性。
为此，N 型热电偶中不再添加Mn。
因此，它的高温稳定性与使用寿命较K型热电偶明显提高。
2、在250～550℃范围内的短期热循环稳定性好。
K型热电偶在上述温度范围内循环使用时，因其显微结构发生变化，形成短程有序结构（即所谓的K状态），致使其热电动势不稳定，而N型热电偶能消除此种短期不稳定性。
在Ni-Cr二元合金中，Cr含量在5%～30%的范围内，存在着原子晶格结构的有序→无序转变，但在此成分范围内，有一个很小的区域，即Cr含量为14%～16%左右时，例如Cr含量为14.2%的镍铬硅合金，将不因结构上有序→无序的转变而引起热电动势值有较大的变化。
dl／t5210.4—2018电力建设施工质量验收及评价规程第4部分下
附录 A 热工仪表及控制装置绝缘电阻表具有保护接地端子或保护接地的仪表，在不同试验条件下进行绝缘电阻试验时，其与地绝缘的端子同外壳（或与地）之间、互相隔离的端子之间分别施加的直流试验电压（绝缘电阻表电压）应符合表的规定值，绝缘电阻不小于表的规定值。
无保护接地端子或保护接地点的仪表，在不同试验条件下进行绝缘电阻试验时，各类端子与外壳之间分别施加的直流试验电压（绝缘电阻表电压）应符合表的规定值，绝缘电阻不小于表的规定值。
表热工仪表及控制装置绝缘电阻（二）附录 B 取源部件及敏感元件安装工程记录表取源部件及敏感元件安装记录见表。
表取源部件及敏感元件安装记录表机组工程编号：注：附光谱分析、《电力建设施工技术规范第 4 部分：热工仪表及控制装置》DL 要求的焊口探伤检测报阀门、压力容器水压试验记录见表。
表阀门、压力容器水压试验记录表机组工程编号：注：附光谱分析、《电力建设施工规范第 4 部分：热工仪表及控制装置》DL 要求的焊口探伤检测报告。
流量孔板和喷嘴检查记录见表。
表流量孔板和喷嘴检查记录表机组工程编号：机械量传感器安装记录见表。
表机械量传感器安装记录表机组工程编号：隐蔽工程签证见表。
表隐蔽工程签证机组工程编号：附录 C 就地检测和控制仪表安装工程记录表仪表及设备安装记录见表。
表仪表及设备安装记录表机组工程编号：附录 C 就地检测和控制仪表安装工程记录表附录 E 电缆桥架安装工程记录表电缆桥架安装记录见表。
表电缆桥架安装记录表附录 F 电线和电缆的敷设及接线安装工程记录表电缆、补偿导线敷设记录见表。
表电缆、补偿导线敷设记录表机组工程编号：/附录G 管路的敷设和连接安装工程记录表管路敷设安装记录见表。
表管路敷设安装记录表机组工程编号：附录G 管路的敷设和连接安装工程记录表第 4 部分：热工仪表及控制装置》DL 要求的焊口探伤检测报告。
注：附光谱分析、《电力建设施工技术规范严密性试验记录见表。
表严密性试验记录表机组工程编号：附录H 屏蔽与接地工程安装工程记录表热控专用接地装置、保护、屏蔽、信号接地线安装记录见表。
热电偶测温性能实验报告
热电偶测温性能实验报告热电偶测温性能实验报告引言：热电偶是一种常用的温度测量装置，其原理基于热电效应。
热电偶由两种不同材料的导线组成，当两个导线的接触点处于不同温度时，就会产生电动势。
本实验旨在探究热电偶的测温性能，包括响应时间、测量精度和线性度等方面的考察。
实验装置：本实验采用了一组标准热电偶和温度控制装置。
标准热电偶由铜和常见的测温材料铁铬合金（K型热电偶）组成。
温度控制装置通过加热电源和温度传感器实现对被测温度的控制和监测。
实验步骤：1. 将标准热电偶的冷端固定在恒温槽中，确保冷端与环境温度相同。
2. 将标准热电偶的热端与被测温度接触，确保接触良好。
3. 打开温度控制装置，设定被测温度为25℃。
4. 记录热电偶输出电压，作为初始电压。
5. 逐步提高温度控制装置的设定温度，每次提高5℃，并记录热电偶输出电压。
6. 当设定温度达到80℃时，开始逐步降低温度控制装置的设定温度，每次降低5℃，并记录热电偶输出电压。
7. 重复步骤3-6，直到设定温度回到25℃。
实验结果：通过实验记录的数据，我们可以得到热电偶在不同温度下的输出电压。
根据热电偶的特性曲线，我们可以计算出热电偶的响应时间、测量精度和线性度等性能指标。
1. 响应时间：响应时间是指热电偶从遇到温度变化到输出电压稳定的时间。
通过实验数据的处理，我们可以绘制出热电偶的响应时间曲线。
从曲线上可以看出，热电偶在温度变化后，输出电压会迅速变化，并在一段时间后趋于稳定。
响应时间可以通过计算输出电压达到稳定值所需的时间来确定。
2. 测量精度：测量精度是指热电偶测量温度与真实温度之间的偏差。
通过实验数据的处理，我们可以计算出热电偶的测量精度。
一般来说，热电偶的测量精度与热电偶的材料和制造工艺有关。
在实验中，我们可以通过与其他精度更高的温度测量装置进行比对，来评估热电偶的测量精度。
3. 线性度：线性度是指热电偶输出电压与温度之间的关系是否呈线性。
通过实验数据的处理，我们可以绘制出热电偶的线性度曲线。
关于热电偶进行温度补偿问题的相关技术分析
关于热电偶进行温度补偿问题的相关技术分析作者：袁媛来源：《经济技术协作信息》 2018年第22期热电偶热电势的大小与其两端的温度有关，其温度一热电势关系曲线是在冷端温度为0℃时分度的。
在实际应用中，由于热电偶冷端暴露在空间受到周围环境温度的影响，所以测温中的冷端温度不可能保持在O℃不变，而热偶电势既决定于热端温度，也决定于冷端温度。
所以，如果冷端温度自由变化，必然会引起测量误差。
为了消除这种误差，必须进行冷端温度补偿。
一、热电偶的冷端温度补偿方法可以采用以下的方法：1．补偿导线延长法补偿导线是特种导线，用于热电偶和二次仪表间的信号传输，能够消除热电偶冷端温度变化引起的测量误差，保证仪表对介质温度的精确测量。
补偿导线在一定温度范围内与所连接的热电偶具有相同或十分相近的热电特性。
根据热电偶补偿导线标准，不同的热电偶所配用的补偿导线也不同，并且有正负极性之分，各种补偿导线的正极均为红色，负极的不同颜色分别代表不同的分度号和导线。
使用时注意与型号匹配，并且电极不能接错，否则将产生较大的测量误差。
2冰点法各种热电偶的分度表都是在冷端为0℃的情况下制定的，如果把冷端置于能保持0℃的冰点槽内，则测得的热电势就代表被测的实际温度。
冰点法一般在实验室的精密测量中使用。
3计算修正法用计算修正法来补偿冷端温度变化的影响只适用于实验室或临时性测温的情况，而对于现场的连续测量是不实用的。
4仪表零点校正法如果热电偶的冷端温度比较恒定，与之配用的显示仪表调整又比较方便，则可采用此种方法来实现冷端温度补偿。
5补偿电桥法补偿电桥法是采用不平衡电桥产生的直流毫伏信号，来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化，有称为冷端补偿器。
二、有关热电偶回路的几个结论l如组成热电偶回路的两种导体材料相同，则无论热电偶两端温度如何，热电偶回路内的总热电势为零。
2如热电偶两端温度相同，T=TO，则尽管两热电偶丝的材料不同，热电偶回路内的总热电势亦为零。
浸入式热电偶
浸入式热电偶
一、热电偶的优点
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到1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶低可测到-269℃(如金铁镍铬)，高可达+2800℃(如钨-铼)。
3、构造简单。
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。
二、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。
三、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。
热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并zhi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。
四、热电偶的结构
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。
aa级热电偶 -回复
aa级热电偶-回复标题：AA级热电偶：温度测量的可靠伙伴引言：AA级热电偶作为一种常用的温度测量设备，在工业领域中发挥着重要的作用。
它具有测量范围广、精度高、响应快等优点，能够在恶劣环境下稳定工作。
本文将一步一步介绍AA级热电偶的原理、结构、应用以及维护等方面的内容，以帮助读者更深入了解并正确使用这一设备。
一、AA级热电偶的原理AA级热电偶是一种利用热电效应进行温度测量的器件。
根据该效应，当两种不同金属连接形成闭合回路后，当两个接触点之间的温度差异存在时，就会在回路上产生电动势。
二、AA级热电偶的结构AA级热电偶由两种不同材料的金属线组成，一根被称为热电偶电极的探头，另一根称为冷端引线。
一端连接在测量点，另一端连接在测量仪表上。
常用的金属材料有铜、镍、铬等。
三、AA级热电偶的应用1. 工业过程监测：AA级热电偶可用于各种工业过程的温度测量，如石化、冶金、电力等行业。
它能够在高温、低温、高压、腐蚀性环境等极端条件下稳定工作，满足工业生产中对温度测量的要求。
2. 环境监测：AA级热电偶可用于室内外环境温度的监测，如温室、仓储物流等场所。
它能够快速、准确地获取环境温度，为环境调节提供重要依据。
3. 科学研究：AA级热电偶可用于科学实验中的温度测量，如化学实验、材料研究等。
它高精度、高灵敏度的特点，使得科学家能够更加准确地获取实验数据，进而推动科学研究的进展。
四、AA级热电偶的维护为了保证AA级热电偶的测量精度和使用寿命，需要注意以下几点：1. 防护：AA级热电偶的探头应该避免与任何腐蚀性介质接触，以防止探头氧化或损坏。
2. 清洁：定期清洁AA级热电偶，去除其表面积存的脏物或氧化层，以确保准确的温度测量。
3. 校准：定期对AA级热电偶进行校准，以确保其测量精度。
校准可通过与标准温度源对比，进行误差修正。
结论：AA级热电偶作为一种重要的温度测量设备，具有测量范围广、精度高、响应快的优点。
在工业、环境监测、科学研究等领域有着广泛的应用。
热电偶测温原理及应用详解
T0
B B B 该定律是参考端温度计算修正法的理论依据。 在实 际热电偶测温回路中,利用热电偶这一性质,可对参 考端温度不为0℃的热电势进行修正。
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四、热电偶补偿导线及冷端温度补偿
热电偶基本定律解决了两个问题：
1、实际测量时冷端和热端相隔很远（中间导体定律）
热电偶补偿导线
2018/10/11 热电势与两个结点的温差 Δ t 成函数关系
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1、热电效应
！两端温度不同的导体会 1821年，德国物理学家赛贝克用两种不同金属组成闭合回路， 并用酒精灯加热其中一个结点，发现放在回路中的指南针发生 产生电动势 偏转，如果用两盏酒精灯对两个结点同时加热，指南针的偏转 角反而减小。 ！两种不同的导体接在一
2、热电势的组成：
接触电势
当相互接触的两金属密度不同时产生接触电势。
温差电势
同一金属，若两端的温度不同则产生温差电势。
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接触电势
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。
E
2018/10/11
——?
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几种常用热电偶的热电势与温度的关系 曲线分析 结论：
哪几种热电偶的 测温上限较高？
哪一种热电偶的 灵敏度较高？
哪一种热电偶的 灵敏度较低？ 哪几种热电偶的 线性较差？
2018/10/11
为什么所有的曲线均过原点（零度点）？ 22
二、热电偶测温实验
• 测出变色涂料的变色温度 • 超温报警实验
WRN-230NM耐磨热电偶
WRN-230NM耐磨热电偶什么是热电偶？热电偶是一种常见的温度测量装置。
它是由两种不同材料构成的导体接头，它们的热电势程是温度的函数。
当两种材料的接头处于不同的温度时，这种电势差就会被测量，并通过适当的电路转换成热量单位温度的读数。
WRN-230NM热电偶的特点WRN-230NM热电偶是一种非常特殊的热电偶，它的特点是耐磨性非常强。
这种热电偶的外层被涂上了一层具有优良的耐磨性能的涂层，能够极大的防止外界的物理摩擦对热电偶的影响。
因此，这种热电偶非常适合在一些需要长时间运行的环境中使用。
WRN-230NM热电偶的应用WRN-230NM热电偶非常适合在锅炉、高温电机、发电机、化工厂等高温、高磨损的环境中进行温度测量。
除此之外，该型号的热电偶也可以应用于以下领域：•钢铁冶金：在这个行业，高温和高磨损的环境很常见。
WRN-230NM 热电偶的耐磨性能可以极大的防止摩擦磨损，从而保证测量结果的准确性和精度。
•橡胶、橡胶制品：在橡胶行业中，一些材料需要在高温的情况下进行加工，而WRN-230NM热电偶可以承受高温的环境并且具有良好的耐磨性能，因此非常适合在这个领域中应用。
WRN-230NM热电偶的优点•耐磨性强：WRN-230NM热电偶的外层涂上了具有优良耐磨性的涂层，可以在高磨损和高温的环境中长时间持续使用，减少频繁更换热电偶的频率，提升工作效率。
•易于安装和维护：WRN-230NM热电偶安装非常简单，只需要将其放置在需要测量的物体的表面即可。
该热电偶维护也非常简单，只需要定期检查并清理即可。
•精确度高：WRN-230NM热电偶的测量精度非常高，可以保证温度测量的准确性和精度，并且在高热环境中也能够正常工作。
总的来说，WRN-230NM热电偶的耐磨性能非常强，它的适应范围比一般热电偶更广泛，在各种高温、高磨损的工业环境中具有非常广阔的应用前景。
同时，该热电偶安装和维护也非常方便，是一种十分值得推荐的热电偶型号。
常见热电偶类型及特点之欧阳理创编
常见热电偶类型及特点１、K型热电偶镍铬（镍硅（镍铝）热电偶）Ｋ型热电偶是抗氧化性较强的贱金属热电偶，可测量0～1300℃的介质温度，适宜在氧化性及惰性气体中连续使用，短期使用温度为1200℃，长期使用温度为1000℃，其热电势与温度的关系近似线性，是目前用量最大的热电偶。
然而，它不适宜在真空、含硫、含碳气氛及氧化还原交替的气氛下裸丝使用；当氧分压较低时，镍铬极中的铬将择优氧化，使热电势发生很大变化，但金属气体对其影响较小，因此，多采用金属制保护管。
Ｋ型热电偶缺点：（1）热电势的高温稳定性较Ｎ型热电偶及贵重金属热电偶差，在较高温度下（例如超过1000℃）往往因氧化而损坏；（2）在250～500℃范围内短期热循环稳定性不好，即在同一温度点，在升温降温过程中，其热电势示值不一样，其差值可达2～3℃；（3）其负极在150～200℃范围内要发生磁性转变，致使在室温至230℃范围内分度值往往偏离分度表，尤其是在磁场中使用时往往出现与时间无关的热电势干扰；（４）长期处于高通量中系统辐照环境下，由于负极中的锰（Ｍn）、钴（Ｃo）等元素发生蜕变，使其稳定性欠佳，致使热电势发生较大变化。
2、S型热电偶（铂铑10－铂热电偶）该热电偶的正极成份为含铑10%的铂铑合金，负极为纯铂。
其特点是：（１）热电性能稳定、抗氧化性强、宜在氧化性气氛中连续使用、长期使用温度可达1300℃，超达1400℃时，即使在空气中、纯铂丝也将会再结晶，使晶粒粗大而断裂；（２）精度高，在所有热电偶中准确度等级最高，通常用作标准或测量较高温度；（３）使用范围较广，均匀性及互换性好；（４）主要缺点有：微分热电势较小，因而灵敏度较低；价格较贵，机械强度低，不适宜在还原性气氛或有金属蒸汽的条件下使用。
3、E型热电偶（镍铬－铜镍[康铜]热电偶）Ｅ型热电偶为一种较新产品，正极为镍铬合金，负极为铜镍合金（康铜）。
其最大特点是在常用的热电偶中，其热电势最大，即灵敏度最高；它的应用范围虽不及Ｋ型偶广泛，但在要求灵敏度高、热导率低、可容许大电阻的条件下，常常被选用；使用中的限制条件与Ｋ型相同，但对于含有较高湿度气氛的腐蚀不很敏感。
基于组件的大学物理仿真实验(50个)
基于组件的大学物理仿真实验系统介绍1995年，中国科学技术大学研制成功《大学物理仿真实验1.0 for DOS》，同年通过国家教委鉴定，96年由高等教育出版社出版。
它是国内第一套具有一定规模和水准的实验教学软件，也是第一套模拟型的CAI软件。
该软件通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一体，形成了一部活的、可操作的物理实验教科书。
通过仿真物理实验，学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构及原理的理解，可以达到实际实验难以实现的效果，实现了培养动手能力，学习实验技能，深化物理知识的目的，同时增强了学生对物理实验的兴趣，大大提高了物理实验教学水平，是物理实验教学改革的有力工具。
该成果96年获中国科学院教学成果一等奖，97年获国家级教学成果二等奖。
该软件现已在全国400多所高校推广应用，受到学生的普遍欢迎和使用单位的好评。
基于组件的大学物理仿真实验2018版，在原有的《大学物理仿真实验》的基础上，优化实验建模，应用组件技术构建仿真实验2018版，突出实验的开放性、设计性、实验操作针对性、易用性，给用户提供全新真实的实验体验。
获奖情况●1996年获得中国科学院教学成果一等奖；●1997年获得教育部全国优秀CAI成果奖；●1997年DOS版本获得国家级教学成果二等奖；●1997年曾经代表中国CAI最新成果参加联合国科教文组织大会演示和到英国，日本等国家进行国际交流和展示；●1999年获得安徽省优秀CAI成果一等奖；●2000年获得安徽教学成果特等奖；●2001年获得国家教学成果奖；系统特色1、可定制实验方案，实验中仪器可灵活组合，使教师可根据教学目标制定不同层次的实验方案；2、灵活的实验仪器选择，学生自主选择不同的实验仪器完成相同的实验内容，实验针对性强；3、优化实验建模，实验结果体现不同实验操作导致的实验误差，实验真实度高；4、提供丰富的指导信息和统一的操作流程，实验界面友好，易用性高；5、提供统一的数据接口，可以作为物理实验考试系统的操作考试内容；6、应用全新的ＷＰＦ技术开发，提供全新真实的实验操作体验。
热电偶检测报告
热电偶检测报告1. 前言热电偶是一种常用的温度测量装置，通过利用温度差产生的热电势来测量物体的温度。
在工业领域中，热电偶广泛应用于温度监测和控制系统中，具有精度高、稳定性好、使用寿命长等优点。
本文档将对所测试的热电偶进行详细的检测分析，以确保其性能和精确度达到要求。
2. 检测步骤本次热电偶的检测主要分为以下几个步骤：2.1 外观检查首先对热电偶的外观进行检查，包括检查热电偶表面的划痕、变形、松动等情况。
2.2 电阻检测利用扩展法对热电偶的电阻进行测量，确保其电阻值与标称值相符合。
2.3 校准检测将热电偶与标准温度源进行连接，利用校准仪对热电偶输出的温度信号进行测量和比较，以验证其准确度。
2.4 响应时间检测通过将热电偶与快速温度变化源接触，测量热电偶响应这种温度变化的时间，以评估其响应速度。
2.5 稳定性检测将热电偶与稳定温度源连接，在一定时间内进行连续测量，观察热电偶输出的温度信号是否稳定。
3. 检测结果与分析3.1 外观检查经过外观检查，未发现热电偶表面有划痕、变形或松动等情况，外观无异常。
3.2 电阻检测在进行电阻检测时，测得的热电偶电阻值为XX Ω，与标称电阻值符合范围要求。
3.3 校准检测经过校准检测，热电偶在与标准温度源连接时输出的温度信号与标准温度值相比，误差在可接受范围内。
3.4 响应时间检测热电偶与快速温度变化源接触后，经过测量，热电偶的响应时间在X秒内，满足要求。
3.5 稳定性检测在与稳定温度源连接的情况下，连续测量了X个小时，热电偶输出的温度信号保持稳定，无大幅波动。
4. 结论经过上述检测步骤的测试和分析，热电偶在外观、电阻、校准、响应时间以及稳定性方面均符合要求。
因此，热电偶的性能和精确度达到了预期的要求。
参考文献[1] 热电偶原理及应用. (2018). 电器技术与服务. 345(2), 67-73.[2] 热电偶的检修与检测方法. (2019). 现代电子. 567(4), 89-96.[3] 热电偶温度测量原理与技术. (2020). 温控技术. 123(6), 45-52.。
K型热电偶测温实验报告
实验报告实验课程名称传感器与自动检测技术实验项目名称 K型热电偶测温实验专业班测仪161班实验班测仪161班学生姓名袁利学号 ********** 小组编号第七组实验时间： 2 0 1 8 年 10 月 8 日实验目的及要求：了解K 型热电偶得特性与应用实验仪器设备：智能调节仪、PT100、K 型热电偶、温度源、温度传感器实验模块实验原理：热电偶是一种使用最多的温度传感器，它的原理是基于1821年发现的塞贝尔效应，即两种不同的导体或半导体A 或B 组成一个回路，其两端相互连接，只要两节点处的温度不同，一端温度为T ，另一端温度为0T ,则回路中就有电流产生，即回路中存在电动势，该电动势被称为热电势。
当回路断开时，在断开处a,b 之间便有一电动势T E ,其极性和量值与回路中的热电势一致，并规定在冷端，当电流由A 流向B 时，称A 为正极，B 为负极，实验表明，当T E 较小时，0=()T AB E S T T （AB S 是热电势率）。
热电偶基本定律：（1） 均质导体定律：由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面积和长度如何，也不论各处的温度如何，都不能产生电动势。
（2） 中间导体定律：在热电偶回路中，只要中间导体C 两端温度相同，那么接入中间导体对热电偶回路总热电势0(,)AB E T T 没有影响。
（3） 中间温度定律：热电偶的两个结点温度为12,T T 时，热电势为ABE (12,T T ),两结点温度为23,T T 时，热电势为AB E 23,T T （），那么当两结点温度为13,T T 时的热电势则为AB E (12,T T )+AB E 23,T T （）=AB E 13,T T （）实验步骤：1.重复实验Pt100温度控制实验，将温度控制在50C ︒，在另一个温度传感器插孔中插入K 型热电偶温度传感器。
2.将±15V 直流稳压电源接入温度传感器实验模块中。
温度传感器实验模块的输出02U 接主控台直流电压表.3.将温度传感器模块上的差动放大器的输入端Ui 短接，调节Rw3到最大位置，再调节电位器Rw4使直流电压表显示为0.4.拿掉短接线，按电路图接线，并将K 型热电偶的两根引线，热端（红色）接a ，冷端（绿色）接b ：记下模块输出02U 的电压值。
2018年中考物理题分类汇编：31-科普阅读题(含答案解析)
31科普阅读题22．（2018•烟台）神奇的光伏高速公路全球首段承载式光伏高速公路2017年12月28日在山东济南通车，光伏路面全长1120米，路面顶层是类似毛玻璃的新型材料，摩擦系数高于传统沥青路面，保证轮胎不打滑的同时，还拥有较高的透光率，让阳光穿透它：使下面的太阳能把光能转换成电能，发电装机容量峰值功率为817.2kW．预计年发电量约100万千瓦，参与测试的一名中巴车司机说：“路面的感觉和平常高速一样，刹车距离和平常路面一样。
”在冬季，这段路面还可以将光能转化为热能，消融冰雪，确保行车安全。
报道称，这光伏滑路面还预留了电磁感应线圈，随着电动汽车无线技术的配套，未来可实现电动车边跑边充电，预留的信息化端口还可接入各种信息采集设备：车辆信息、拥堵状况等信息将汇聚成交通大数据，构建大数据驱动的智慧云控平台，通过智能系统，车辆管控等措施，能更有效的提升高速公路的运行效率。
晒晒太阳就能发电，公路变成”充电宝”，自行融化路面积雪…，这就是智见公路的先行案例。
阅读上文，回答下列问题：（1）交章中有个物理量的单位有误，请你指出来并改正；（2）简要描述“新型材料”的特性；（3）光伏高速公路的设计应用了哪些物理知识？（回答三点即可）。
【分析】（1）功率的单位是W、kW；电功、电能的单位是千瓦时；（2）根据题中信息从摩擦、透光率、能量转化、电磁感应几方面分析解答；（3）增大摩擦力的方法：增大压力、增加接触面的粗糙程度；太阳能电池板可以把光能转化成电能；电磁感应线圈：机械能转化成电能。
【解答】答：（1）功率的单位是W、kW；电功、电能的单位是千瓦时，故题目中的错误“预计年发电量约100万千瓦”，应该为“100万千瓦时”；（2）有题中信息知：“新型材料”的特性为：摩擦力大，保证轮胎不打滑；透光率高使下面的太阳能把光能转换成电能；还可以将光能转化为热能，消融冰雪，确保行车安全电；磁感应线圈可实现电动车边跑边充电；（3）①路面顶层是类似毛玻璃的新型材料，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大车辆行驶时与地面的摩擦力；②阳光穿透它达到中层的光伏发电组件时，消耗太阳能，产生电能，即将太阳能转化为电能。
mch陶瓷发热片温度控制方法
mch陶瓷发热片温度控制方法mch陶瓷发热片温度控制方法一、简介mch陶瓷发热片是一种新型高性能的发热元件，具有快速加热、高温稳定、能耗低等优点，被广泛应用于电热器、温控设备等领域。
但如何有效控制mch陶瓷发热片的温度，保证其稳定工作并避免过热损坏成为重要问题。
本文将从深度和广度两个方面，详细探讨mch陶瓷发热片温度控制方法。
二、mch陶瓷发热片温度控制方法2.1 温度传感器mch陶瓷发热片温度控制方法中的关键一环是温度传感器。
根据mch 陶瓷发热片的工作原理，我们可以选择合适的温度传感器，如热电偶、热敏电阻或红外线传感器等。
这些传感器可以快速响应温度变化，并将温度信号转化为电信号，供温度控制系统使用。
2.2 温度控制系统mch陶瓷发热片的温度控制系统应具备稳定性和精确性。
常见的控制系统包括PID控制系统和模糊控制系统。
PID控制系统通过不断调整控制参数，使系统输出温度尽量接近设定温度。
模糊控制系统则利用模糊推理和模糊调节，适应具有不确定性和非线性的mch陶瓷发热片温度特性。
2.3 供电电源mch陶瓷发热片的温度控制需要稳定且适量的供电电源。
对于小功率的mch陶瓷发热片，可以选择直流或交流低压供电电源。
对于大功率的mch陶瓷发热片，需要特殊的降压和稳压电路来保证供电质量。
2.4 散热设计mch陶瓷发热片的温度控制还需要考虑散热设计。
由于mch陶瓷发热片的高热效应，需要设计合理的散热结构和散热材料来提高散热效果，以保证温度稳定在合理范围内。
可以采用散热片、散热风扇、散热管等散热方式，使热量迅速散发，避免热量积聚造成温度升高。
2.5 温度监控与报警为了保证mch陶瓷发热片工作的稳定性和安全性，还需要进行温度监控与报警。
可以设置温度上限报警和过温保护等功能，一旦mch陶瓷发热片的温度超过设定值，即可及时发出报警信号，同时停止供电以防止温度升高过高造成设备损坏。
三、个人观点和理解mch陶瓷发热片温度控制方法在实际应用中非常重要。
热电偶特点安全操作及保养规程
热电偶特点安全操作及保养规程前言热电偶是一种常见的温度传感器，适用于各种工业应用领域。
在使用热电偶进行测量时，需要注意一些安全操作和保养规程，以确保传感器的使用寿命和测量精度。
本文将介绍热电偶的特点、安全操作和保养规程。
热电偶特点热电偶是利用两种不同材料的接触产生的热电势差来测量温度的装置。
其特点如下：1.灵敏度高：热电偶具有良好的温度响应特性，可以快速响应温度变化。
2.测量范围广：热电偶的测量范围可以达到几乎所有物质的温度范围，一般可以达到-200℃至+1800℃。
3.防腐能力强：热电偶材料多种多样，可以选择针对特定化学介质具有耐腐蚀性的材料来制作热电偶。
4.制作成本低：热电偶的制作成本较低，而且使用寿命长。
热电偶的安全操作在使用热电偶进行测量时，为确保人身和设备的安全，需要注意以下操作规程：1. 使用合适的保护措施在进行高温测量时，应使用耐高温的保护套或保护管等装置来保护热电偶和测量仪表。
2. 检查热电偶的接线在使用热电偶进行测量前，应检查热电偶的接线是否正确。
在检查热电偶的接线时，应关闭测量仪表的电源，以免发生电击危险。
在连接热电偶前，应首先清洁金属接点，以确保良好的接触。
3. 防止弯曲和拉伸在使用热电偶进行测量时，应避免将热电偶弯曲和拉伸，以免造成测量误差和热电偶损坏。
4. 避免振动和震动在使用热电偶进行测量时，应避免热电偶的接触面受到振动和震动。
当热电偶暴露于震动环境中时，应使用防震装置或将热电偶固定在振动物体上。
5. 适当的测量范围在使用热电偶进行温度测量时，应注意选择适合的热电偶型号和测量范围。
在超出热电偶测量范围时，将会导致错误的温度读数。
热电偶的保养规程为了确保热电偶的测量精度和使用寿命，需要注意以下保养规程：1. 定期清洁定期清洁热电偶的测量端面和接线端面，以确保良好的接触质量。
当热电偶暴露在有腐蚀性气体或化学品的环境中时，应定期清洁热电偶。
2. 避免过度拉伸在存储和搬运热电偶时，应避免产生过度的拉伸力，以免热电偶损坏。
热电偶电动势规范和允差国家标准修订解读
第３９卷第７期２０１８年７月自㊀动㊀化㊀仪㊀表ＰＲＯＣＥＳＳＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴＩＯＮＶｏｌ ３９Ｎｏ ７Ｊｕｌ.２０１８收稿日期:２０１８￣０６￣２１基金项目:国家标准化管理委员会基金资助项目作者简介:肖红练(１９８４ )ꎬ女ꎬ学士ꎬ工程师ꎬ主要从事工业过程测量控制和自动化领域温度㊁流量㊁执行器㊁显示仪表等方面的相关标准化工作ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｇｒａｃｅａｎｙ＠１６３.ｃｏｍ热电偶电动势规范和允差国家标准修订解读肖红练(上海工业自动化仪表研究院有限公司ꎬ上海２００２３３)摘㊀要:ＩＥＣ６０５８４￣１:２０１３«热电偶第１部分:电动势规范和允差»的国内标准转化工作已完成ꎬ新版国家标准正待发布ꎮ新版国家标准等同采用该国际标准ꎬ并对ＧＢ/Ｔ１６８３９.１￣１９９７«热电偶第１部分:分度表»和ＧＢ/Ｔ１６８３９.２￣１９９７«热电偶第２部分:允差»进行修订ꎮ从标准化角度ꎬ介绍了新版国家标准的主要内容(包括１０种类型热电偶分度函数及允差)㊁与原国家标准相比修订前后主要变化(包括结构变化㊁增加Ａ型和Ｃ型热电偶及其相关内容㊁增加资料性附录以提供使用建议等)㊁对ＩＥＣ６０５８４标准中错误的修正㊁标准文本中注释的变化以及与该标准相关的国际国内标准化工作情况ꎮ此外ꎬ给出了与标准相关的思考和建议ꎬ包括我国热电偶的标准化历程以及现今常用热电偶类型相关标准ꎬ并提醒企业及用户注意热电偶允差与产品准确度的区别ꎮ该研究对热电偶的生产和使用具有重要意义影响ꎮ关键词:标准化ꎻ修订ꎻ热电偶ꎻ电动势规范ꎻ分度表ꎻ允差中图分类号:ＴＨ８６ꎻＴＰ２１㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.１６０８６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ１０００￣０３８０.２０１８０６００３３㊀ＩｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆＲｅｖｉｓｉｏｎｏｆＮａｔｉｏｎａｌＳｔａｎｄａｒｄａｂｏｕｔＴｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓＥＭＦＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＴｏｌｅｒａｎｃｅｓＸＩＡＯＨｏｎｇｌｉａｎ(ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｒｏｃｅｓｓＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ＆ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＳｈａｎｇｈａｉ２００２３３ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｅｗｏｒｋｏｆｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇＩＥＣ６０５８４￣１:２０１３ ＴｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓＰａｒｔ１:ＥＭＦＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＴｏｌｅｒａｎｃｅｓ ｔｏｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｈａｓｂｅｅｎｃｏｍｐｌｅｔｅｄａｎｄｔｈｅｎｅｗｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｉｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｂｅｐｕｂｌｉｓｈｅｄｒｅｃｅｎｔｌｙ.ＴｈｅｎｅｗｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｉｓｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｔｏａｄｏｐｔｉｎｇｔｈｉｓｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄꎬａｎｄｒｅｖｉｓｅｄｔｈｅＧＢ/Ｔ１６８３９.１￣１９９７ ＴｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅＰａｒｔ１:ＲｅｆｅｒｅｎｃｅＴａｂｌｅａｎｄＧＢ/Ｔ１６８３９.２￣１９９７ ＴｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅＰａｒｔ２:Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ .Ｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎꎬｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔｈｅｎｅｗｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｓ(ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｅｎｔｙｐｅｓｏｆｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｉｎｄｅｘｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｎｄｔｏｌｅｒａｎｃｅｓ)ꎬａｎｄｍａｊｏｒｃｈａｎｇｅｓｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｒｅｖｉｓｉｏｎｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｓ(ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｎｇｅｓꎬａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＴｙｐｅＡａｎｄＴｙｐｅＣｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓ)ꎬａｎｄｒｅｌａｔｅｄｃｏｎｔｅｎｔꎬａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｖｅａｎｎｅｘｅｓｔｏｐｒｏｖｉｄｅｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓｆｏｒｕｓｅꎬｅｔｃ.)ꎬｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆｅｒｒｏｒｓｉｎｔｈｅＩＥＣ６０５８４ｓｔａｎｄａｒｄꎬｃｈａｎｇｅｓｉｎａｎｎｏｔａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｔｅｘｔꎬａｎｄｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌａｎｄｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎｗｏｒｋｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ.Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎꎬｓｔａｎｄａｒｄｓ￣ｒｅｌａｔｅｄｔｈｏｕｇｈｔｓａｎｄｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓａｒｅｇｉｖｅｎꎬｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓｉｎｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙａｎｄｒｅｌａｔｅｄｓｔａｎｄａｒｄｓｆｏｒｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｔｙｐｅｓｏｆｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓꎬａｎｄｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓａｎｄｕｓｅｒｓａｒｅｒｅｍｉｎｄｅｄｔｏｐａｙａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｔｏｌｅｒａｎｃｅｓａｎｄｐｒｏｄｕｃｔａｃｃｕｒａｃｙꎬＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｕｓｅｏｆｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＳｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎꎻＲｅｖｉｓｉｏｎꎻＴｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅꎻＥｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｃｅ(ＥＭＦ)ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓꎻＲｅｆｅｒｅｎｃｅｔａｂｌｅꎻＴｏｌｅｒａｎｃｅ０㊀引言热电偶分度表及允差的现行国家标准ＧＢ/Ｔ１６８３９.１￣１９９７«热电偶第１部分:分度表»[１]和ＧＢ/Ｔ１６８３９.２￣１９９７«热电偶第２部分:允差»[２]ꎬ是热电偶标准中重要的基础标准ꎮ它们所等同采用的国际标准ＩＥＣ６０５８４[３]已于２０１３年发布新版本ꎮＩＥＣ/ＳＣ６５Ｂ的国内技术对口单位全国工业测量控制和自动化标准化技术委员会第一分技术委员会(ＳＡＣ/ＴＣ１２４/ＳＣ１)以ＩＥＣ６０５８４￣１:２０１３为基础ꎬ组织实施了对ＧＢ/Ｔ１６８３９.１￣１９９７和ＧＢ/Ｔ１６８３９.２￣１９９７的修订工作ꎮ该项工作已于２０１７年完成ꎮ新版国家标准正待发布ꎬ其名称为自㊀动㊀化㊀仪㊀表第３９卷«热电偶第１部分:电动势规范和允差»ꎮ１㊀我国标准与ＩＥＣ６０５８４的对应关系新版国家标准及该标准的历次版本与ＩＥＣ标准的对应关系如表１所示ꎮ表１㊀我国标准与ＩＥＣ标准的对应关系Ｔａｂ.１㊀ＴｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄＩＥＣｓｔａｎｄａｒｄｓ版本ＩＥＣ标准我国标准对应关系第一版ＩＥＣ６０５８４￣１ʒ１９７７修改单ＡＭＤ１:１９８９ＩＥＣ６０５８４￣２ʒ１９８２ＺＢＹ３００￣８５(将ＩＥＣ两个部分合二为一)等效第二版ＩＥＣ６０５８４￣１ʒ１９９５ＩＥＣ６０５８４￣２ʒ１９８２ＧＢ/Ｔ１６８３９.１￣１９９７ＧＢ/Ｔ１６８３９.２￣１９９７等同第三版ＩＥＣ６０５８４￣１ʒ２０１３ＧＢ/Ｔ１６８３９.１￣ˑˑˑˑ(修订完成ꎬ等待发布)等同２㊀新版ＧＢ/Ｔ１６８３９.１的主要内容２.１㊀１０种类型热电偶分度函数新版标准涵盖了１０种类型热电偶:铂铑１３％/铂(Ｒ型)ꎻ铂铑１０％/铂(Ｓ型)ꎻ铂铑３０％/铂铑６％(Ｂ型)ꎻ铁/铜镍(Ｊ型)ꎻ铜/铜镍(Ｔ型)ꎻ镍铬/铜镍(Ｅ型)ꎻ镍铬/镍铝(Ｋ型)和镍铬硅/镍硅(Ｎ型)㊁钨铼５％/钨铼２６％(Ｃ型)㊁钨铼５％/钨铼２０％(Ａ型)ꎮＲ㊁Ｓ㊁Ｂ㊁Ｊ㊁Ｔ㊁Ｅ㊁Ｋ及Ｎ型热电偶的分度多项式与ＧＢ/Ｔ１６８３９.１￣１９９７相比ꎬ没有变化ꎮ分度多项式最初是由美国国家标准与技术研究院(ｎａｔｉｏｎａｌｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＮＩＳＴ)计算得出ꎬ并在１９９３年ＮＩＳＴ第１７５号专题报告中进行了详细叙述ꎮ另２种Ｃ型和Ａ型热电偶ꎬ虽然在工业中应用已久ꎬ且企业也早就给了Ｃ型热电偶字母标志ꎬ但正式纳入ＩＥＣ标准ꎬ给予字母标志还是首次ꎮ我国从ＺＢＹ３００￣１９８５«工业热电偶分度表和允差»起ꎬ工业热电偶按ＩＥＣ国际标准生产ꎬ并重新指定Ｓ㊁Ｂ㊁Ｅ㊁Ｋ㊁Ｒ㊁Ｊ㊁Ｔ这７种标准化热电偶的字母标志(这之前采用前苏联标准的字母标志)ꎮ２０世纪六七十年代时ꎬ钨铼热电偶作为难熔金属热电偶ꎬ在高温范围得到应用ꎮ美国于１９８４年起陆续编制了３种钨铼热电偶的统一分度表ꎮ由于美国通常采用给钨铼热电偶加耐高温甚至耐氧化外套的方式使用ꎬ因此非常昂贵ꎬ多半使用在特殊场合ꎮ虽然它们编制了３种分度表ꎬ但是总体使用量并不多ꎮ前苏联编制了另外的钨铼热电偶分度表ꎮ我国不同行业分别采用前苏联标准或美国标准生产和使用钨铼热电偶ꎬ并从１９８６年起逐步将美国材料与试验协会(ＡｍｅｒｉｃａｎｓｏｃｉｅｔｙｆｏｒｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｓꎬＡＳＴＭ)标准转化为相关的国家或行业标准ꎮ结合其耐高温㊁价格便宜等优点ꎬ我国开展了代替贵金属生产快速热电偶的研究ꎬ并取得成功ꎮ自此ꎬ钨铼热电偶在国内的应用逐渐扩展ꎮ由于钨是我国特产金属ꎬ钨铼热电偶在我国价格比较便宜ꎮ我国应用钨铼热电偶普遍采用一次性或弱保护的短寿命使用方式ꎬ因此钨铼热电偶的消耗量大ꎮ俄国的钨铼热电偶生产量也较大ꎬ主要出口到中国ꎮ目前ꎬ我国工业系统较多使用Ｃ型和Ｄ型(Ｄ型是企业指定字母代号ꎬ而非标准指定代号)热电偶ꎬ军工系统会用一些Ａ型热电偶ꎬ所以国内也有将Ｄ型热电偶加入ＩＥＣ标准的呼声ꎮ各种钨铼热电偶的特性接近ꎮ对于工业产品而言ꎬ从标准化的角度ꎬ应该尽量减少相近产品的品种ꎮＡ型热电偶由于将工业热电偶的测温上限升到了２５００ħꎬ才在ＩＥＣ标准中赢得一席之地ꎬ但是对其加入还是给出了许多要求ꎮ目前的Ａ型热电偶与原俄国标准是不完全相同的ꎮ总之ꎬ本次Ｃ型和Ａ型纳入ＩＥＣ标准ꎬ对钨铼热电偶的使用是一种促进ꎻ仅纳入Ｃ型㊁Ａ型热电偶而忽略另外２种钨铼热电偶ꎬ以促进钨铼热电偶的进一步标准化ꎮ２.２㊀热电偶允差新版标准规定了按该标准要求进行制造的热电偶应满足的允差要求ꎬ并声明这些允差值适用于新偶丝ꎬ不适用于使用中产品的漂移校准ꎮ热电偶使用一段时间以后ꎬ因其使用过程中的不确定性ꎬ例如污染㊁热电极高温挥发㊁氧化还原㊁脆化㊁热应力㊁磁学特性的相变等ꎬ使分度值随着时间㊁使用条件和受热经历的不同而发生变化ꎮ若对使用中的热电偶进行标定ꎬ需先进行退火ꎬ以消除电极中的内应力ꎬ使偶丝状态比较接近新偶丝ꎮ但由于漂移始终存在ꎬ而漂移是热电偶的另一项技术指标ꎬ因此本标准允差仅针对新偶丝ꎮ对于使用中的偶丝ꎬ可由制造方与使用方另行协商ꎮ２.３㊀附录附录Ａ:给出了从分度函数导出的各类型热电偶分度表ꎬ以１ħ为间隔给出对应的电动势值ꎮ附录Ｂ:给出了热电偶的反函数ꎮ附录Ｃ:给出了根据温度范围和环境条件ꎬ选用适当的热电偶的建议ꎮ２５第７期㊀热电偶电动势规范和允差国家标准修订解读㊀肖红练３㊀修订前后的主要变化新版标准在实施时ꎬ应当注意与前一版本的差异ꎮ新版标准的主要变化如下ꎮ３.１㊀结构变化①将ＧＢ/Ｔ１６８３９.１￣１９９７«热电偶第１部分:分度表»和ＧＢ/Ｔ１６８３９.２￣１９９７«热电偶第２部分:允差»两个部分进行了合并ꎬ发布后将替代这两个部分标准ꎮ②改变了分度函数与分度表的主次关系ꎬ调整了两者在标准中的位置ꎮ即分度函数列入正文ꎬ由分度函数导出的分度表则放在附录Ａ中ꎮ这一点是与所有过去的分度表标准有重大区别的ꎮ以前所有的热电偶分度表标准中分度表是基础ꎬ分度函数是为使用方便而给出的附件ꎬ标准名称的重点也是 分度表 ꎮ这版标准把分度函数与分度表的地位反转了ꎬ分度函数是基础ꎬ分度表是方便查阅的附件ꎮ因此ꎬ标准的名称也不再叫 分度表 了ꎮ为什么要严格分清分度函数与分度表之间的主次关系呢?因为分度表受有效数字的限制ꎬ会与分度函数之间存在微小的截断误差ꎮ这个误差必须说明是谁对谁的误差ꎮ现在明确ꎬ这个误差是分度表对分度函数的误差ꎮ另外ꎬ标准附录Ｂ的反函数都标明了每段函数的误差ꎬ而分度函数并没有给出误差ꎮ这里要理清一个概念ꎬ允差所允许的偏差是热电偶实际读出值相对于分度函数的偏差ꎬ因此分度函数就是那个参照值ꎬ它在允差的范畴内是无误差的ꎮ附录Ｂ所列误差ꎬ正是反函数的计算值与分度函数之差ꎮ③删除了由反函数导出的反分度表ꎮ３.２㊀增加Ａ型及Ｃ型热电偶Ｃ型热电偶依据的原始标准是ＡＳＴＭＥ２０温度测量技术委员会制定的ＡＳＴＭＥ９８８￣１９９６钨铼热电偶分度表ꎮ该标准规定了２种钨铼热电偶ꎮ２０００年ꎬＡＳＴＭＥ１７５１￣２０００无字母代号热电偶分度表[４]又增加了一种钨铼热电偶ꎮ２００３年ꎬＡＳＴＭ把３种钨铼热电偶中的一种给予字母代号 Ｃ ꎬ放到ＡＳＴＭＥ２３０标准化热电偶分度表[５]中(该标准现行为２０１７版)ꎬ另外２种则在２００９年放到ＡＳＴＭＥ１７５１中(该标准现行为２０１５版)ꎮ这样就覆盖了ＡＳＴＭＥ９８８所规定的２种热电偶ꎮＩＥＣ６０５８４￣１第３版中ꎬＣ型的温度￣电动势关系是沿用了ＡＳＴＭＥ２３０￣１２的规定ꎮ关于Ｃ型的允差ꎬ新版标准给出的是４２６~２３１５ħ温度段的２级允差ꎬ没有规定低温段允差ꎮ实际上ＡＳＴＭＥ９８８和当前的ＡＳＴＭＥ２３０在低温段是有允差的ꎬ两者以英制单位℉为基础ꎬ允差表达为８℉(４.４ħ)或１％测量值ꎮ这两段的结合点在８００℉ꎬ即４２６ħꎮ测温上限是４２００℉ꎬ即２３１５ħꎮＣ型热电偶是可以有低温段允差的ꎮ我国现行的钨铼热电偶相关标准中都规定了低温段允差ꎮ其中ꎬＧＢ/Ｔ２９８２２￣２０１３«钨铼热电偶丝及分度表»[６]采用ＡＳＴＭＥ２３０(或沿用ＡＳＴＭＥ９８８)的规定ꎬ但将高低温段的转折点移到４００ħꎬ因此低温段的允差比美国的标准稍小ꎬ是４ħꎮＪＢ/Ｔ１２５２９￣２０１５«工业钨铼热电偶技术条件»[７]则参考了ＧＢ/Ｔ２９８２２￣２０１３的规定ꎬ但只规定了２级允差(实际上ＧＢ/Ｔ２９８２２的１级允差缺乏合理性ꎮ由于钨铼热电偶的测量不确定度很大ꎬ１级热电偶的合格率㊁可靠性等尚存疑问)ꎮ为便于对照ꎬ本文给出了我国钨铼热电偶相关标准与国际标准的允差对比ꎬ如表２所示ꎮ表２㊀钨铼热电偶相关标准允差对比Ｔａｂ.２㊀ＴｏｌｅｒａｎｃｅｓｏｆＴｕｎｇｓｔｅｎｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓｔａｎｄａｒｄｓ允差ＧＢ/Ｔ２９８２２￣２０１３ＪＢ/Ｔ１２５２９￣２０１５ＩＥＣ６０５８４￣１:２０１３ＡＳＴＭＥ２３０/Ｅ２３０Ｍ￣１２ＧＯＳＴＲ８.５８５￣２００１Ｃ型允差１级０~８００ħʃ４ħ８００~２３１５ħʃ０.５％测量值２级０~４００ħʃ４ħ４００~２３１５ħʃ１％测量值０~４００ħʃ４ħ４００~２３１５ħʃ１％测量值２级４２６~２３１５ħʃ１％测量值０~２３１５ħʃ４.４ħ或ʃ１％测量值中的大者Ａ型允差１级０~８００ħʃ４ħ８００~２５００ħʃ０.５％测量值２级０~４００ħ度ʃ４ħ４００~２５００ħʃ１％测量值０~４００ħʃ４ħ４００~２５００ħʃ１％测量值２级１０００~２５００ħʃ１％测量值１０００~２５００ħʃ１％测量值３５自㊀动㊀化㊀仪㊀表第３９卷㊀㊀Ａ型热电偶来自俄国标准ＧＯＳＴＲ８.５８５￣２００１Ｓｔａｔｅｓｙｓｔｅｍｆｏｒｅｎｓｕｒｉｎｇｔｈｅｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ.Ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓ.Ｎｏｍｉｎａｌｓｔａｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ[８]ꎮ该标准规定的测量上限是２５００ħꎬ允差是０.５％测量值ꎮ这个指标看起来很好ꎬ但是负责修订ＩＥＣ６０５８４的ＩＥＣＳＣ６５Ｂ/ＷＧ５工作组讨论后发现ꎬ实际上俄国给出的Ａ型热电偶有３张比较接近的分度表ꎬ热电偶生产出以后ꎬ通过标定再决定使用３张中的哪一张ꎬ这时与之对应的分度表允差是０.５％测量值ꎮ而这对使用和更换热电偶来说非常不便ꎮ因此ＷＧ５工作组要求俄国必须合并分度表ꎬ并且通过试验确定对新的统一分度表的允差ꎮ当时要求进行国际比对试验ꎬ最终俄国㊁美国提供了试验ꎬ但只做了１０００~１６００ħ温度段的试验ꎮ然后俄国就以３张分度表比较靠中间的那张作为统一分度表ꎬ同时将允差扩大到１％测量值ꎬ保留了高于美国的上限温度２５００ħꎮ这样Ａ型热电偶基本可以达到要求(能否稳定的批量的达到要求并不确定)ꎮ最后ꎬＷＧ５工作组的认为ꎬ这两种热电偶大多数时间都用于高温ꎮＣ㊁Ａ型热电偶属于难溶金属热电偶ꎬ不用于氧化气氛ꎬ因此使用时需要特殊保护ꎮＣ㊁Ａ型热电偶在低温时的允差太大ꎬ因此除极个别情况外ꎬ不会用它们测低温ꎻ哪怕是连续测量情况ꎬ低温下也仅用于监测ꎬ无需达到很小的允差ꎮ因此ＷＧ５工作组就将允差简化了ꎬ不再在ＩＥＣ６０５８４.１￣２０１３中给出Ｃ㊁Ａ型热电偶的低温允差ꎮ３.３㊀修改Ｋ型热电偶上限温度由１３７０ħ降低为１３００ħꎮ实际上ꎬＫ型热电偶的应用温度最高值为１２６０ħ左右ꎮ由于Ｎ型热电偶负极的熔点在１３２０ħ左右ꎬ因此ꎬ它的分度表上限温度只能到１３００ħꎮ一些专家认为ꎬＫ型热电偶的分度表上限温度比Ｎ型热电偶高７０ħꎬ可能会使用户感觉Ｋ型热电偶更适合高温ꎮ为避免误解ꎬ将Ｋ型和Ｎ型热电偶的分度表上限温度统一ꎬ这也符合实际应用情况ꎮ３.４㊀为方便使用增加的内容①增加了表１３ＩＴＳ￣９０固定点热电偶电动势及赛贝克系数ꎬ列出在ＩＴＳ￣９０定义固定点的热电数据(电动势和塞贝克系数)ꎮ在分度表中增加了每１０ħ间隔的塞贝克系数值ꎮ②增加了附录Ｃ:各种类型热电偶的使用上限温度和不同环境条件下的使用建议ꎮ使用时要注意表中推荐性语气程度的不同ꎬ例如 适用于 可用于 宜 等ꎮ 氧化㊁还原㊁惰性㊁真空 四个词的先后顺序ꎬ表明优先级不同ꎮ４㊀对ＩＥＣ版本中错误的修正新版标准在修订过程中ꎬ发现了ＩＥＣ版本存在的几处错误ꎮ在保持等同采标的前提下ꎬ对其进行了编辑性修改ꎮ①修改了２.１Ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｆｆｅｃｔ/Ｓｅｅｂｅｃｋｅｆｆｅｃｔ的定义ꎮ原定义为 ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆａｎｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｃｅ(ＥＭＦ)ｄｕｅｔｏａｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｇｒａｄｉｅｎｔａｌｏｎｇａｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ꎬ译为 导体上因存在温度梯度而产生电动势 ꎮ这是 汤姆逊效应 而非 塞贝克效应 的定义ꎬ后者应发生在两种不同导电材料构成的闭合回路中ꎬ而非一种导体中ꎮ因此参考ＧＢ/Ｔ２５４７５温度仪表术语ꎬ将定义修改为 在两种不同导体构成的闭合回路中ꎬ由于两个接点的温度不同而产生电动势(ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｃｅꎬＥＭＦ)的现象ꎮ②附录Ｂ中的反函数公式ꎬ对 ｔ９０ 的注释为符号 Ｔ ꎬ现更正为 ｔ９０ ꎮ③表Ｃ.２ ＲＰꎬＳＰꎬＲＮꎬＳＮꎬＢＰꎬＢＮ 一栏中ꎬ第三行和第四行重复了ꎬ属于编辑性错误ꎬ删除其中一行ꎮ５㊀注释的变化除上述变化之外ꎬ为了便于国标的使用ꎬ在等同采用ＩＥＣ标准的原则下ꎬ增加和删除了几处注释ꎬ具体如下ꎮ①在表１中ꎬ保留了ＧＢ/Ｔ１６８３９.１￣１９９７[７]中的注ꎻ根据中国的情况ꎬ对 字母标志 ㊁ 铜镍 ㊁ 镍铝 进行了注释ꎬ作为表１的脚注ꎮ脚注如下ꎮａ热电偶类型的字母标志也称分度号ꎮｂＪ㊁Ｔ和Ｅ型热电偶的负极 铜镍 也称为 康铜 ꎮｃＫ型热电偶的负极也常用 镍硅 ꎬ但一般不能与Ｎ型热电偶的负极互换ꎮ给出这三条注释的理由如下ꎮ我国从２０世纪６０年代初起ꎬ一直将热电偶的字母代号称为 分度号 ꎮ２０世纪８０年代等同采用ＩＥＣ标准时ꎬ为避免代表热电偶类型的字母标志被混淆为类似 产品型号 ꎬ加注说明其是 分度号 ꎮ对于热电偶名称ꎬＩＥＣ是分别用正负极名义成分的元素名称来命名的ꎬ国内也基本如此ꎮ但Ｊ㊁Ｔ和Ｅ型的负极ꎬ国内除称为 铜镍 外还常称为 康铜 ꎮ康铜是 ｃｏｎｓｔａｎｔａｎ 一词的音译ꎬ该词在美国ＡＳＴＭ和ＡＮＳＩ标准中是常用的ꎮ ｃｏｎｓｔａｎｔａｎ 原本是公司的商品名称ꎬ在国际标准以及我国国家标准中不允许以商品名称或品牌作为术语ꎮ但是为了避免与行业惯例冲突ꎬ国内的各种术语标准中ꎬ都把Ｊ㊁Ｔ和Ｅ型热电偶的４５第７期㊀热电偶电动势规范和允差国家标准修订解读㊀肖红练负极记为 铜镍(康铜) ꎬ因此在不违背基本原则的基础上ꎬ加注进行了说明ꎮＩＥＣ把Ｋ型热电偶负极名称为镍铝ꎮ国际通用的Ｋ型热电偶负极产品有镍铝合金和镍硅合金两类ꎮ大部分国产Ｋ型热电偶负极的主要成分是镍和硅ꎬ只有少量企业生产名义成分为镍㊁铝的Ｋ型负极ꎬ国内进口的Ｋ型热电偶则两种都有ꎮ因此ꎬ国内Ｋ型热电偶的负极为镍硅居多ꎮ结合这种实际情况ꎬ同样在不违背ＩＥＣ命名原则的基础上加注说明ꎮ②表Ｃ.２和Ｃ.３下方关于版权的声明ꎬ其中的引用文件ＡＳＴＭＳＴＰ４７０Ａ有新版ꎬ因此对该版本的最新版本进行了加注说明ꎮ４７０Ａ是最原始的版本ꎬ之后是４７０Ｂꎬ以及９０温标实施后的最新版本:ＡＳＴＭＭＮＬ￣１２ＭａｎｕａｌｏｎｔｈｅＵｓｅｏｆＴｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓｉｎＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔꎬ１９９３ꎮ标准参考文献里列的则是４７０Ｂꎮ③ＩＥＣ引言中的脚注１㊁参考文献中的脚注３和脚注４ꎬ根据国家标准的要求ꎬ没有必要保留ꎬ作删除处理ꎮ６㊀标准相关的思考和建议６.１㊀我国热电偶标准化历程ＧＢ/Ｔ１６８３９标准的历次发布ꎬ实际上代表了我国热电偶产品的发展脉络ꎮ２０世纪８０年代中期起ꎬ重庆仪表材料研究所带领我国各家热电偶丝材生产企业ꎬ就我国采用ＩＥＣ的热电偶分度表方面作了全面的攻关ꎮ１９９０年ꎬ国际温标(ＩＴＳ￣９０)正式公布以后ꎬ热电偶的电动势￣温度关系稍有变化ꎬ上海工业自动化仪表研究所预计到热电偶分度表会有一些变动ꎬ从１９９１年起就开始积极准备ꎬ并响应国际温度咨询委员会(ＣＣＴ)的要求ꎬ参加了对Ｓ型热电偶在ＩＴＳ￣９０的分度特性研究的国际合作ꎮ期间对国产Ｓ型热电偶在ＩＴＳ￣９０下０~９６０ħ的分度特性作了大量测试ꎬ并提交了我国数据ꎮ最后在８个国家研究所的研究结果基础上ꎬ导出了新的Ｓ型热电偶的分度函数ꎮ而Ｔ㊁Ｋ㊁Ｎ㊁Ｊ型热电偶新的函数是据Ｓ型热电偶分度函数的变化ꎬ由ＮＩＳＴ对原来的分度函数作数学修正而得出ꎮ其后ꎬ在ＩＥＣ６０５８４进行修订时ꎬ沿用了这一研究成果ꎬ并在ＩＥＣ６０５８４￣１:１９９５的前言中说明了这一情况ꎮ因此实际上该标准中公布的热电偶新分度表ꎬ已经反映了我国热电偶的情况ꎮＩＥＣ６０５８４￣１:１９９５发布时ꎬ我国认为已经完全有条件对其等同采用ꎮＧＢ/Ｔ１６８３９.１￣１９９７很快便发布ꎬ确定了国家标准与国际标准等同的一致性对应关系ꎬ两者在技术内容上完全一致ꎮ此次对ＩＥＣ６０５８４￣１:２０１３的等同采用ꎬ也是建立在此基础之上ꎮ６.２㊀允差与准确度通常仪表按准确度来划分等级ꎮ热电偶类产品不同ꎬ热电偶传感器按允差来划分ꎬ带热电偶传感器的显示仪表㊁变送器则按准确度来划分ꎮ这牵涉到热电偶允差的定义ꎮ热电偶允差是指参考端温度为０ħ所测得值偏离热电偶分度表的允许范围ꎮ这与准确度的定义不同:准确度是被测量的测得值与其真值之间的一致程度(ＪＪＦ１００１￣２０１１５.８/ＶＩＭ２.１３)ꎮ简而言之ꎬ热电偶允差针对测得值与分度表之间的偏离ꎻ准确度是针对测得值与真值(ＩＴＳ９０)的偏离ꎮ这提示我们分度表与ｔ９０真值之间实际存在偏差ꎮ当然这个偏差远小于热电偶的允差ꎬ通常当这个偏差小于１/３允差时ꎬ就认为可以忽略ꎮ现在有些生产热电偶的企业一味标榜产品允差小ꎬ不仅要达到１级ꎬ还要达到０.５级甚至更小ꎬ没有太大意义ꎮ越靠近分度表并不意味着越接近ｔ９０ꎮ这和要求产品应当提升性能以达到更高的准确度等级ꎬ是两种概念ꎮ同时要提醒智能温度变送器的用户ꎬ一味减小变送器的的量程ꎬ不一定能改善测量准确度ꎬ还应当考虑热电偶传感器的因素ꎮ６.３㊀常用热电偶分度表的种类自１９７７年ＩＥＣ６０５８４￣１统一７种有字母代号的标准化热电偶以来ꎬ世界各国的热电偶都采用ＩＥＣ标准ꎬ但是有些国家还保留了几种与ＩＥＣ的标准化热电偶接近㊁但略有不同的其他类型热电偶ꎮ这些遗留类型的热电偶到现在已经很少见了ꎮ到ＩＥＣ６０５８４￣１第三版时ꎬ有字母代号的标准化热电偶已经扩展到１０种ꎮ虽然这１０种热电偶可以覆盖工业自动化的绝大部分应用ꎬ但还有一些热电偶常常被用到ꎬ这就是ＡＳＴＭＥ１７５１给出的１０种无字母代号热电偶ꎮＩＥＣ对其中的２种制定了ＩＥＣ６０４６０:２００８纯金属组合热电偶分度表ꎬ我国已经将其转化为ＧＢ/Ｔ３０１２０￣２０１３纯金属组合热电偶分度表ꎮＡＳＴＭＥ１７５１中剩余的８种热电偶ꎬ其中７种由ＧＢ/Ｔ３００９０￣２０１３无字母代号热电偶分度表予以转化ꎬ唯一未包括在ＧＢ/Ｔ３００９０中的是Ｄ型热电偶ꎮ因为国家标准对国际标准的转化通常在时间上有所滞后ꎮ这样ＧＢ/Ｔ１６８３９.１㊁ＧＢ/Ｔ３０１２０和ＧＢ/Ｔ３００９０３个国家标准共提供了１９种常用热电偶的分度表ꎬ可以满足我国企业在工业生产和技术引进中的大部分需要ꎮ７㊀结束语通过对新版ＧＢ/Ｔ１６８３９.１修订的解读以及相关国际㊁国内标准化历史的介绍ꎬ有助于热电偶相关厂家㊀㊀㊀㊀(下转第６０页)５５自㊀动㊀化㊀仪㊀表第３９卷[３]黄青丹ꎬ张亚茹ꎬ裴利强ꎬ等.基于图像识别的仪表自动检定系统[Ｊ].测控技术ꎬ２０１６ꎬ３５(１０):１５３￣１５６.[４]ＣＨＥＮＸꎬＨＵＴꎬＷＡＮＧＤ.Ｓｔｕｄｙｏｆｌｏｗ－ｃｏｎｔｒａｓｔｄｉｇｉｔａｌｍｅｔｅｒｉｍａｇｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ[Ｃ]//ＩＥＥＥꎬＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ.ＩＥＥＥꎬ２０１４:７１３￣７１６. [５]雷海军ꎬ谢莲花ꎬ何业军ꎬ等.基于颜色特征的数字式仪表读数定位方法[Ｊ].重庆邮电大学学报(自然科学版)ꎬ２０１２ꎬ２４(２):２２７￣２３０.[６]ＤＯＮＯＳＥＲＭꎬＢＩＳＣＨＯＦＨ.Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍａｘｉｍａｌｌｙｓｔａｂｌｅｅｘｔｒｅｍａｌｒｅｇｉｏｎ(ＭＳＥＲ)ｔｒａｃｋｉｎｇ[Ｃ]//ＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎａｎｄＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎꎬ２００６ＩＥＥＥＣｏｍｐｕｔｅｒＳｏｃｉｅｔｙＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅꎬＩＥＥＥꎬ２００６:５５３￣５６０.[７]王臣ꎬ严军ꎬ朱静ꎬ等.基于图像的数字仪表字轮定位分割算法的研究[Ｊ].电子测量技术ꎬ２０１７ꎬ４０(９):１３２￣１３５. [８]ＥＰＳＨＴＥＩＮＢꎬＯＦＥＫＥꎬＷＥＸＬＥＲＹ.Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｅｘｔｉｎｎａｔｕｒａｌｓｃｅｎｅｓｗｉｔｈｓｔｒｏｋｅｗｉｄｔｈｔｒａｎｓｆｏｒｍ[Ｃ]//ＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎａｎｄＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ(ＣＶＰＲ)ꎬ２０１０ＩＥＥＥＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅꎬＩＥＥＥꎬ２０１０:２９６３￣２９７０.[９]朱彬ꎬ薛路强ꎬ谭守标.一种改进的数字图像定位识别方法研究[Ｊ].计算机技术与发展ꎬ２０１７ꎬ２７(１２):６７￣７０.[１０]ＶＡＬＡＭＨＪꎬＢＡＸＩＡ.Ａｒｅｖｉｅｗｏｎｏｔｓｕｉｍａｇｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＲｅｓｅａｒｃｈｉｎＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ(ＩＪＡＲＣＥＴ)ꎬ２０１３ꎬ２(２):３８７￣３８９.[１１]陈洁ꎬ胡永ꎬ刘泽国.基于标记的分水岭图像分割算法研究[Ｊ].软件ꎬ２０１２ꎬ３３(９):１１５￣１１７.[１２]ＬＩＰꎬＬＩＣꎬＪＵＹꎬｅｔａｌ.Ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇｄｉｇｉｔａｌｎｕｍｂｅｒｓｏｎｃｏａｌｇａｓｍｅｔｅｒｓ[Ｃ]//ＩｍａｇｅａｎｄＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ(ＣＩＳＰ)ꎬ２０１３６ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｇｒｅｓｓꎬＩＥＥＥꎬ２０１３:４６９￣４７３.[１３]董恩增ꎬ魏魁祥ꎬ于晓ꎬ等.一种融入ＰＣＡ的ＬＢＰ特征降维车型识别算法[Ｊ].计算机工程与科学ꎬ２０１７ꎬ３９(２):３５９￣３６３. [１４]陈蔼祥.用于字符和数字识别的若干分类方法的比较研究:试验结果[Ｊ].计算机科学ꎬ２０１５ꎬ４２(ｓ１):１０２￣１０６.[１５]ＯＪＡＬＡＴꎬＰＩＥＴＩＫＩＮＥＮＭꎬＭＥＮＰＴ.Ｇｒａｙｓｃａｌｅａｎｄｒｏｔａｔｉｏｎｉｎｖａｒｉａｎｔｔｅｘｔｕｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈｌｏｃａｌｂｉｎａｒｙｐａｔｔｅｒｎｓ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰａｔｔｅｒｎＡｎａｌｙｓｉｓ＆ＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅꎬ２００２ꎬ２４(７):９７１￣９８７. [１６]王健峰ꎬ张磊ꎬ陈国兴ꎬ等.基于改进的网格搜索法的ＳＶＭ参数优化[Ｊ].应用科技ꎬ２０１２(３):２８￣３１.[１７]张公让ꎬ万飞.基于网格搜索的ＳＶＭ在入侵检测中的应用[Ｊ].计算机技术与发展ꎬ２０１６(１):９７￣１００.(上接第５５页)和用户加深对该标准的理解ꎬ促进热电偶的生产㊁选型和使用ꎮ对重要标准进行解读和宣贯ꎬ是使标准的引领作用得到有效发挥㊁以标准推动行业发展的良好渠道ꎮ参考文献:[１]全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会.热电偶第１部分:分度表:ＧＢ/Ｔ１６８３９.１￣１９９７[Ｓ].北京:中国标准出版社ꎬ１９９７.[２]全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会.热电偶第２部分:允差:ＧＢ/Ｔ１６８３９.２￣１９９７[Ｓ].北京:中国标准出版社ꎬ１９９７.[３]ＩＥＣ.Ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓ￣Ｐａｒｔ１:ＥＭＦｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｔｏｌｅｒａｎｃｅｓ:ＩＥＣ６０５８４￣１:２０１３[Ｓ].２０１３.[４]ＡＳＴＭ.ＳｔａｎｄａｒｄＧｕｉｄｅｆｏｒＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＥｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅＦｏｒｃｅ(ｅｍｆ)ＴａｂｌｅｓｆｏｒＮｏｎ￣ＬｅｔｔｅｒＤｅｓｉｇｎａｔｅｄＴｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ:ＡＳＴＭＥ１７５１￣００[Ｓ].２０００.[５]ＡＳＴＭ.ＳｔａｎｄａｒｄＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ￣ＥｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅＦｏｒｃｅ(ｅｍｆ)ＴａｂｌｅｓｆｏｒＳｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄＴｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓ:ＡＳＴＭＥ２３０￣０３[Ｓ].２００３.㊀[６]全国仪表功能材料标准化技术委员会.钨铼热电偶丝及分度表:ＧＢ/Ｔ２９８２２￣２０１３[Ｓ].北京:中国标准出版社ꎬ２０１３. [７]全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会.工业钨铼热电偶技术条件:ＪＢ/Ｔ１２５２９￣２０１５[Ｓ].北京:机械工业出版社ꎬ２０１５.[８]ＧＯＳＴ.Ｓｔａｔｅｓｙｓｔｅｍｆｏｒｅｎｓｕｒｉｎｇｔｈｅｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ.Ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓ.Ｎｏｍｉｎａｌｓｔａｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ:ＧＯＳＴＲ８.５８５￣２００１[Ｓ].２００１.０６。
热电偶的特性
热电偶的特性一、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连接起来，构成一个闭合回路，就构成热电偶。
如图1所示。
温度t端为感温端称为测量端, 温度t0端为连接仪表端称为参比端或冷端,当导体A和B的两个执着点t 和t0之间存在温差时,就在回路中产生电动势EAB(t,t0), 因而在回路中形成电流,这种现象称为热电效应".这个电动势称为热电势,热电偶就是利用这一效应来工作的.热电势的大小与t和t0之差的大小有关.当热电偶的两个热电极材料已知时,由热电偶回路热电势的分布理论知热电偶两端的热电势差可以用下式表示：EAB(t,t0)＝EAB(t)－EAB(t0)式中EAB(t,t0)－热电偶的热电势；EAB(t)－温度为t时工作端的热电势；EAB(t0)－温度为t0时冷端的热电势。
从上式可看出!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，因此，只要测出EAB(t,t0)和知道EAB(t0)就可得到EAB(t)，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，即可获得测量端温度t值。
要真正了解热电偶的应用则不得不提到热电偶回路的几条重要性质：质材料定律：由一种均质材料组成的闭合回路，不论材料长度方向各处温度如何分布，回路中均不产生热电势。
这条规律要求组成热电偶的两种材料必须各自都是均质的，否则会由于沿热电偶长度方向存在温度梯度而产生附加电势，从而因热电偶材料不均引入误差。
中间导体定律：在热电偶回路中插入第三种（或多种）均质材料，只要所插入的材料两端连接点温度相同，则所插入的第三种材料不影响原回路的热电势。
这条定律表明在热电偶回路中可拉入测量热电势的仪表，只要仪表处于稳定的环境温度即可。
同时还表明热电偶的接点不仅可经焊接而成，也可以借用均质等温的导体加以连接。
中间温度定律：两种不同材料组成的热电偶回路，其接点温度分别为t 和to时的热电势EAB(t,to)等于热电偶在连接点温度为(t,tn)和(tn,to)时相应的热电势EAB(t,tn)和EAB(tn,to)的代数和，其中tn为中间温度。
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热电偶的特性及其应用
一、实验简介
热电偶有着测温范围宽、灵敏度和准确度高、结构简单、不易损坏，并且可以进行动态测量和记录的许多优点，因而被应用于温度的传感、工业加热炉温的测量、金属熔点的测量、数据采集与温度控制等诸多方面。
二、实验目的
1、了解热电偶测温的基本原理和方法
2、了解热电偶定标的基本方法
3、掌握热电偶的基本规律
三、实验仪器
FB203温度传感加热装置，自组装热电偶，万用表。
四、实验原理
1821 年塞贝克(T. J. Seebeck)发
现，当构成回路的两种不同金属的两个连接
点温度不同时，回路中会有恒定电流产生，
如图1所示，这表示两种金属的接触处由于
温度差而产生了电动势，叫做温差电动势，
这种电路称为热电偶，该现象称为塞贝克效应。
热电偶的温差电动势与两接头之图1两种不同金属构成的闭合电路
间的温度关系比较复杂，可以用下式表示：
E J2S B(T)S A(T) dT
11
S(T)表示金属的塞贝克系数，T2为热端的温度，T1为冷端的温度。
但是在较小温
差范围内可以近似的认为温差电动势E与温度差(T2-T1)成正比，即：
E C(T2 T I)
式中C称为温差系数，单位为V c-1，它表示两接点的温度相差仁C时所产生的电动势，其大小取决于组成温差电偶材料的性质，即：
C= k e Ln g/n°B
式中k为玻尔兹曼常量，e为电子电量，n oA和n oB为两种金属单位体积内的自由电子数目。
对于热电偶而言，有如下两个常见定律：
1、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。
2、中间温度定律
热电偶回路两接点(温度为T、
T o)间的热电势，等于热电偶在温度为
T、T n时的热电势与在温度为
T n、T0时的热电势的代数和，如图2所示。
T n称中间温度。
图2中间定律连线示意图
应用:由于热电偶E-T之间通常呈非线性关系，当冷端温度不为0摄氏度时，不能利用已知回路实际热电势E(T,T o)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,T o)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，需按中间温度定律
进行修正。
热电偶的定标
利用温差热电偶测量温度时必须进行定标，即用实验的方法测量热电偶温差
电动势与测量端温度之间的关系曲线，定标方法有以下两种：
1、比较法：即用被校准热电偶与一个标准热电偶（或标准热电阻）去测同一个
温度，测得一组数据，其中被校热电偶测得的热电势即由标准热电偶（或标准热电阻）所测的热电势所校准，在被校准热电偶的适用范围内改变不同的温度，进行逐点校准，就可以得到被校准热电偶的一条校准曲线。
这种定标方法设备简单，操作方便，但其准确程度受到标准热电偶（或标准热电阻）准确度的限制。
2、固定点法：纯金属在融化和凝固过程中，其融化和凝固温度不随环境温度改变而改变，从而利用这些纯物质的融化和凝固温度作为已知温度，测出热电偶在这些温度下对应的电动势，利用作图法或最小二乘法拟合实验曲线，求出温差系数C，从而得到热电势与温度关系曲线。
这种定标方法准确度很高，已被定为国际温标复现、校标的基准。
五、实验内容
本实验定标时使用标准热电阻PtIOO作为参照物。
1、测试实验室提供的热电偶的温差电动势随着热端温度变化的特性：测试时, 保持冷端处于室温，热端温度从30 C到70 C之间每变化5 C记录一次温差电动势的值，升温和降温过程各测一遍。
2、验证中间导体定律：将第三种金属串联接入上述热电偶电路中，并使第三
种金属的两个连接端处于相同的温度（如：同处于室温），测试该热电偶的温差电动势随着温度的变化特性（只需测试升温过程即可），并与1中所得数据进行比较，验证中间导体定律。
3、验证中间温度定律：分析1中所得数据，并与中间温度定律内容相比较，
验证中间温度定律的正确性选作：
在利用热电偶发电的技术中经常将热电偶串联使用，本次实验体会串联使用
的好处。
1、将四种不同的金属按照下图所示连接，并保持热端温度相同，冷端温度相同，测试该回路的温差电动势E随着热端温度变化的关系，并讨论这样
做的优点是什么，实验中应该注意哪些事项？
2、尝试用其他材质的金属丝制作热电偶，测试其温度
特性变化曲线，并与纯镍-康铜热电偶比较。
七、注意事项
1、热端的加热装置温度较高，避免烫伤。
2、所用加热装置为玻璃制品，轻拿轻放，防止破损!
八、思考题
1、温差电动势产生的原理是什么?
2、如何从理论上证明中间导体定律?。