热电偶温度传感器的特点、种类及结构形成

热电偶传感器

E AB (T1,T2 ) EAC (T1,T2 ) EBC (T1,T2 )
T
T
T
2
2
2
A
CA
BB
C
T
T
T
图71.6 三组导线1 的热电偶1图
（4）连接导体定律与中间温度定律当导体A、B连接导体A′、B′如图7.7所示，
中间温度Tn,其表达式为：
EABAB (T ,Tn ,T0 ) EAB (T ,Tn ) EAB (T ,T0 )
保热测温精度。
对标准化热电偶则在使用一段时间后或测量端要受氧化腐蚀，并在高温下发生再结晶，以及受拉伸、弯曲等机械应力的影响后再进行标定，以消除测量系统的系统误差。
（1）标准化热电偶的主要技术参数有热电偶分度号、测量范围、精度等级及允许偏差。
（2）热电偶的标定
标定就是核对热电偶热电势－温度关系是否符合标准或标定曲线，也可以通过标定消除测量系统的系统误差，标定方法有定点法和比较法。
EABC (T1,T2 ) EAB (T1) EAB (T2 ) EAB (T1,T2 )
A
T2
T1
B
C
mV
图7.5 接入导体C的热电偶回路图
（3）标准电极定律
三组导体分别组成的热电偶如图7.6所示，A、 B组成的热电偶其产生的热电势等于A、C组成的热电偶和C、B组成的热电偶的热电势之和。即
引出线
图7.10 薄膜热电偶结构图
3．热电偶的主要技术参数
为保证热电偶测温精度的各项技术指标，按照工业标准化要求，热电偶可分为标准化和非标准化两种。标准化热电偶指能批量生产、性能稳定，具有统一的分度表并已列入国际和国家标准文件中的热电偶。非标准化热电偶无论在适用范围或数量上均不及标准化热电偶，但在某些特殊场合，如在高温、低温、超低温、真空等被测对象中，这些热电偶具有某些特别良好的特性。目前非标准化热电偶主要用于进一步扩展高温和低温测量范围，有很多产品，但这类热电偶不够成熟，没有统一分度表，使用前需个别标定，以确

热电式传感器讲课文档

性。
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使用补偿导线时注意问题：
补偿导线的作用是对热电偶冷端延长。补偿导线只能用在规定的温度范围内（0~100℃）；热电偶和补偿导线的两个接点处要保持温度相同；
第章热电式传感器
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第一节热电偶传感器
热电偶是工程上应用最广泛的温度传感器。
优点有：构造简单,
使用方便,
具有较高的精度、稳定性及复现性好, 温度测量范围宽（100~1600℃）,
在温度测量中占有重要的地位。
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一、热电偶测温原理
1、热电偶的结构
图中的闭合回路称为热电偶，导体A和B称为热电偶的热电极。热电偶的两个接点中，置于被测介质（温度为T）中的接点称为工作端或热端，置于温度为参考温度T0的一端称为参考端或冷端。
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热电偶两接点的接触电势 e A B (和T ) e A B (T大0 )小可表示为：
eAB(T )
KT e
ln NAT NBT
eAB(T0)
KT0 e
ln
NAT0 NBT0
式中: K——波尔兹曼常数，k=1.38*10-23J/K; e——单位电荷电量，e=1.6*10-19C;
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（2）参考电极定律当结点温度为T、 T0时，用导体AB组成的热电偶的热
电势等于AC热电偶和CB热电偶的热电势的代数和。
即： E A B ( T ,T 0 ) E A C ( T ,T 0 ) E C B ( T ,T 0 )
证明过程见课本。
导体C称为标准电极
（一般由铂制成）。
用在许多工业部门中。
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(3) 薄膜热电偶

tc热电偶种类及结构

tc热电偶种类及结构热电偶（Thermocouple）是一种常用的温度传感器。

根据不同的热电材料组合，热电偶可以分为多种不同类型，下面介绍几种常见的TC热电偶种类及其结构：1.K型热电偶（Type K）：K型热电偶是最常用的热电偶之一。

其热电对由镍铬（Nickel-Chromium）和铜镍（Copper-Nickel）组成，两根热电材料的接头被封装于保护套管中。

这种热电偶适用于广泛的温度范围，具有良好的线性输出。

2.J型热电偶（Type J）：J型热电偶的热电对由铁（Iron）和铜镍（Copper-Nickel）组成。

与K型热电偶类似，它也在保护套管中封装接头。

J型热电偶适用于低温应用，并具有良好的线性响应和较高的灵敏度。

3.T型热电偶（Type T）：T型热电偶的热电对由铜和铜镍组成。

相对于K型和J型热电偶，T型热电偶在低温和湿度环境中表现更为稳定和准确。

4.E型热电偶（Type E）：E型热电偶的热电对由镍铬（Nickel-Chromium）和铜镍（Copper-Nickel）组成。

它在较低温度范围具有良好的线性输出和稳定性。

这些热电偶的结构都基本相似，通常由以下组成部分构成：•热电材料接头：不同类型的热电偶使用不同的热电材料组合构成接头，常见的是两种金属线材的交点。

接头处形成的热电效应导致电压的变化与温度成正比。

•保护套管：用于保护热电对的接头，防止受到外界环境的影响，如氧气、湿度和化学物质。

常见的保护套管材料有不锈钢、陶瓷等，根据应用需求选择不同的材质。

•连接头和引线：连接热电偶的接头与测量仪器，通常使用金属接头或插针连接，并通过引线将信号传输到测量仪器。

TC热电偶以其稳定性、可靠性和广泛的测温范围而在工业和实验室中得到广泛应用，用于各种温度测量需求。

温度传感器分类及特点

温度传感器分类及特点温度传感器是用于测量物体温度的设备，通常由敏感元件和转换元件组成。

根据工作原理的不同，温度传感器可以分为热电偶、热敏电阻、热电阻、热辐射传感器等。

下面将对这几种温度传感器进行详细介绍。

一、热电偶热电偶是一种常见的温度传感器，其工作原理是基于塞贝克效应（Seebeck effect）。

当两种不同材料的导体接触时，在温度差异的作用下，会在接触点产生电动势，这种现象称为塞贝克效应。

热电偶就是利用这种效应来测量温度的。

热电偶具有精度高、稳定性好、测量范围广等优点，因此在工业生产和科研领域得到广泛应用。

常用的热电偶材料有铜-镍、镍铬-镍铝等，可以根据不同的测量温度和环境选择合适的热电偶。

二、热敏电阻热敏电阻是一种半导体材料制成的温度传感器，其电阻值会随着温度的变化而变化。

热敏电阻可以分为正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）两种类型。

PTC热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大，而NTC热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小。

热敏电阻具有体积小、响应速度快、灵敏度高等优点，因此在自动控制、测温仪表等领域得到广泛应用。

同时，热敏电阻的缺点是精度较低，稳定性较差，容易受到环境因素的影响。

三、热电阻热电阻是一种金属导体材料制成的温度传感器，其电阻值会随着温度的变化而变化。

常用的热电阻材料有铜、镍、铂等。

在常温下，热电阻的阻值会随着温度的升高而增大，但在高温下，其阻值会受到金属的磁化效应影响而发生变化。

热电阻具有精度高、稳定性好、耐腐蚀等优点，因此在低温测量领域得到广泛应用。

同时，热电阻的缺点是响应速度较慢，容易受到金属导体材料本身特性的影响。

四、热辐射传感器热辐射传感器是一种利用物体辐射的热量来测量温度的传感器，其工作原理是基于普朗克辐射定律（Planck's law）。

当物体受到辐射时，其辐射的热量与物体的温度和波长有关。

热辐射传感器通过测量物体辐射的热量来推算物体的温度。

热辐射传感器具有非接触、无损、高精度等优点，因此在高温、高压、腐蚀等恶劣环境下得到广泛应用。

温度传感器的工作原理与分类

温度传感器的工作原理与分类温度传感器的工作原理与分类一、温度传感器传感器热电偶热电偶的应用原理温度传感器温度传感器热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。

其优点是：①测量精度高。

因温度传感器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。

常用的温度传感器热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊温度传感器热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬)，最高可达+2800℃(如钨-铼)。

③构造简单，使用方便。

温度传感器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．温度传感器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。

温度传感器热电偶就是利用这一效应来工作的。

2．温度传感器热电偶的种类及结构形成(1)温度传感器热电偶的种类常用温度传感器热电偶可分为标准温度传感器热电偶和非标准温度传感器热电偶两大类。

所谓标准温度传感器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温度传感器热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。

非标准化温度传感器热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化温度传感器热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。

标准化温度传感器热电偶我国从1988年1月1日起，温度传感器热电偶和温度传感器热电阻热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化温度传感器热电偶为我国统一设计型温度传感器热电偶。

(2)温度传感器热电偶的结构形式为了保证温度传感器热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：① 组成温度传感器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 补偿导线与温度传感器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。

温度传感器分类与特点

温度传感器分类与特点1.热电阻温度传感器（RTD）：热电阻温度传感器是一种基于电阻值随温度变化的原理工作的传感器。

常见的热电阻材料有铂（Pt100、Pt1000）、镍（Ni100、Ni1000）等。

热电阻温度传感器具有较高的精度、较宽的测量范围和较好的线性特性。

但是，它们的响应时间较慢，对环境干扰较为敏感。

2.热敏电阻温度传感器（NTC）：热敏电阻温度传感器是一种采用热敏电阻材料工作的传感器，其电阻值随温度变化。

常见的热敏电阻材料有氧化锡（SnO2）、氧化镁（MgO）等。

热敏电阻温度传感器具有较高的灵敏度和较低的成本，适用于大量应用场合。

但是，由于其非线性特性，需要进行校准和补偿，测量精度相对较低。

3.热电偶温度传感器：热电偶温度传感器是基于两种不同金属的电动势随温度变化的原理工作的传感器。

常见的热电偶有铜-铜镍（Type T）、铁-铜镍（Type J）等。

热电偶温度传感器具有较大的测量范围、良好的线性特性和较快的响应速度。

但是，由于热电偶两端的接触材料不同，容易受到外界电磁干扰的影响。

4.热电堆温度传感器：热电堆温度传感器是一种由多个热电偶组成的传感器，用于测量较高温度下的温度变化。

热电堆温度传感器具有较高的测量精度和较大的温度范围，适用于高温环境。

但是，由于需要多个热电偶的组合，造成了较高的成本。

5.红外温度传感器：红外温度传感器是一种基于物体放射出的红外线辐射功率与其温度成正比的原理工作的传感器。

红外温度传感器具有非接触式测量、快速响应和长测量距离等特点。

但是，其测量精度受到环境因素的影响较大，同时需要针对不同物体进行校准。

总的来说，不同类型的温度传感器各具特点，适用于不同的应用场合。

选择合适的温度传感器需要根据测量范围、精度要求、响应速度以及环境干扰等因素综合考虑。

热电偶温度传感器、热电阻温度传感器工作原理及特点

-167～40℃ ±2.5℃
-200～-167℃ ±1.5%t
-67～40℃
±1℃
—
-200～
-67℃
±1.5%t
Φ0.3 700～ 800 Φ0.5 800～ 900 Φ0.8 1.0 900～ 1000 Φ1.2 1.6 1000～ 1100 Φ2.0 2.5 1100～ 1200 Φ3.2 1200～ 1300
□廉金属热电偶丝直径的标准形式(mm)
分度号保护管
外径
单支式
K 1
20 6 2 . 3.2 5
N 1
20 6 2 . 3.2 5
E 1
20 6 2 . 3.2 0
J 1
20 6 2 . 3.2 5
T 20
3.2
1
1
1
1
双支式 . 2.5 . 2.5 . 2.0 . 2.5
2.5
2
2
2
2
热电偶热电阻保护管 □ 金属保护管材料及特性
□ 置入深度 ●热电偶最小置入深度对陶瓷保护管而言，应不小于保护管直径的 10～15倍；对金属及合金保护管，应大于保护管直径的 15～20倍。
□ 热电阻最小置入深度
lmin = ln+15D lmin—最小可用置入深度 ln — 感温元件长度 D — 保护管外径
□ 绝缘电阻
●装配式热电偶绝缘电阻
·适于远距离测量和控制。
·无需参考点。温度值可由测得的电阻值直接求
b、缺点
出。
·测量准确度难以超过0.2℃，
·输出线性好。只用简单的辅助回路就能得到线性
·必须有参考端，并且温度要保持恒定。
输出，显示仪表可均匀刻度。
·在高温或长期使用时，因受被测介质影响或 b、缺点

s型标准热电偶

s型标准热电偶
S型标准热电偶。

S型标准热电偶是一种常用的温度传感器，广泛应用于工业自动化控制系统中。

它具有高精度、稳定性好、响应速度快等优点，因此在工业生产过程中扮演着重要的角色。

下面将对S型标准热电偶的结构、工作原理、特点以及应用领域进行详细介绍。

首先，S型标准热电偶由两种不同金属（铂铑合金和铂）的导线组成，这两种导线焊接在一起形成一个闭合回路。

当两种不同金属的焊点之间存在温度差时，就会产生热电势，从而形成一个微弱的电流。

这个电流与温度之间存在一种固定的函数关系，通过测量这个电流的大小，就可以准确地推算出被测温度。

其次，S型标准热电偶具有很高的灵敏度和稳定性，能够在-200℃至1300℃的范围内提供精确的温度测量。

而且其响应速度很快，能够实时监测温度变化，对于工业生产过程中的温度控制起着至关重要的作用。

此外，S型标准热电偶还具有良好的抗氧化性能和耐腐蚀性能，能够适应恶劣的工作环境。

再者，S型标准热电偶在工业自动化领域有着广泛的应用。

它可以用于石油化工、冶金、电力、航空航天等领域的温度测量和控制。

特别是在高温、强腐蚀、高压等恶劣环境下，S型标准热电偶的优势更加凸显。

它不仅可以用于实时监测生产设备的温度，还可以用于温度报警和自动控制，保障生产过程的安全稳定运行。

总的来说，S型标准热电偶作为一种高精度、稳定性好的温度传感器，在工业自动化控制领域有着重要的地位和作用。

它的结构简单、使用方便、性能优越，能够满足各种恶劣环境下的温度测量需求，为工业生产提供了可靠的技术支持。

相信随着科技的不断发展，S型标准热电偶将会在更多领域得到应用，并发挥出更大的价值。

tc热电偶种类及结构 -回复

tc热电偶种类及结构-回复热电偶是一种常见的温度测量仪器，通过测量物体表面的温度来转换为电压信号，进而实现温度的测量。

热电偶的种类和结构有很多种，本文将一步一步详细介绍。

一、热电偶的基本原理热电偶的工作原理基于热电效应，即不同金属或半导体在温度差的作用下会产生电动势。

热电偶由两种不同金属或半导体材料组成，当两个材料的接触点存在温差时，会产生电动势。

通过测量这个电动势的大小，可以得到对应温度的测量值。

二、热电偶的分类根据标准传感器编号，热电偶一共分为七类，分别为K、E、T、J、N、R 和S型热电偶。

这些热电偶的材料组合不同，适用于不同的工作温度范围和环境条件。

1. K型热电偶（镍铬-镍铝）K型热电偶是最常使用的热电偶之一，适用于较高温度下的测量，其工作温度范围通常为-200至+1370。

这种热电偶具有较高的灵敏度和较低的价格，并且具有较好的线性输出特性。

2. E型热电偶（镍铬-常数）E型热电偶适用于较低温度条件下的测量，其工作温度范围通常为-200至+900。

E型热电偶具有较高的电动势和较低的线性误差，适用于低温环境下的测量。

3. T型热电偶（铜-常数）T型热电偶适用于较低温度下的测量，其工作温度范围通常为-200至+350。

T型热电偶具有较高的稳定性和较低的价格，适用于精确测量要求较低的情况。

4. J型热电偶（铁-常数）J型热电偶适用于较低温度条件下的测量，其工作温度范围通常为-40至+750。

J型热电偶具有较高的灵敏度和较低的价格，适用于广泛的应用领域。

5. N型热电偶（镍铬-镍硅）N型热电偶适用于较高温度条件下的测量，其工作温度范围通常为-200至+1300。

N型热电偶具有较高的电动势、较好的线性度和较低的价格，适用于高温环境下的测量。

6. R型热电偶（铂-铑）R型热电偶适用于较高温度条件下的测量，其工作温度范围通常为-50至+1768。

R型热电偶具有较高的精确度和稳定性，适用于高温精确测量的场合。

热电偶

一、热电偶工作原理：热电偶是一种感温元件, 它把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气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均质导体组成闭合回路, 当两端存在温度梯度时, 回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在塞贝克电动势——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0 ℃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。

二、热电偶优点：热电偶是工业中常用的温度测温元件，具有如下特点：①测量精度高：热电偶与被测对象直接接触，不受中间介质的影响。

②热响应时间快：热电偶对温度变化反应灵敏。

③测量范围大：热电偶从-40~+ 1600℃均可连续测温。

④性能可靠，机械强度好。

⑤使用寿命长，安装方便。

三、热电偶的种类及结构：（ 1 ）热电偶的种类热电偶有K 型（镍铬- 镍硅）WRN 系列，N 型（镍铬硅- 镍硅镁）WRM 系列，E 型（镍铬- 铜镍）WRE 系列，J 型（铁- 铜镍）WRF 系列，T 型（铜- 铜镍）WRC 系列，S 型（铂铑10- 铂）WRP 系列，R 型（铂铑13- 铂）WRQ 系列，B 型（铂铑30- 铂铑 6 ）WRR 系列等。

（ 2 ）热电偶的结构形式：热电偶的基本结构是热电极，绝缘材料和保护管；并与显示仪表、记录仪表或计算机等配套使用。

在现场使用中根据环境，被测介质等多种因素研制成适合各种环境的热电偶。

热电偶简单分为装配式热电偶，铠装式热电偶和特殊形式热电偶；按使用环境细分有耐高温热电偶，耐磨热电偶，耐腐热电偶，耐高压热电偶，隔爆热电偶，铝液测温用热电偶，循环硫化床用热电偶，水泥回转窑炉用热电偶，阳极焙烧炉用热电偶，高温热风炉用热电偶，汽化炉用热电偶，渗碳炉用热电偶，高温盐浴炉用热电偶，铜、铁及钢水用热电偶，抗氧化钨铼热电偶，真空炉用热电偶，铂铑热电偶等。

k型热电偶电压

k型热电偶电压K型热电偶是一种常用的温度传感器，其原理是利用两种不同金属的热电势差来测量温度。

其中K型热电偶由铬和镍合金组成，具有良好的线性响应和较高的测量精度。

本文将从K型热电偶的基本原理、结构特点、使用方法以及注意事项等方面进行详细介绍。

一、K型热电偶的基本原理热电偶是利用两种不同金属在不同温度下产生的热电势差来测量温度的一种传感器。

其中，K型热电偶由铬和镍合金组成，其工作原理基于“塔芬曼效应”。

即在两个不同金属接触处，由于存在温度梯度而产生一个微小的电动势，该电动势与两个接触点之间的温差成正比。

二、K型热电偶的结构特点1. 热敏元件：即由铬和镍合金制成的探头部分，负责测量被测物体温度。

2. 绝缘保护层：覆盖在热敏元件外面，起到隔离和保护的作用，同时也能够减小热敏元件与外界环境的热交换。

3. 连接头：连接头是将热敏电偶与显示仪表或控制系统相连的部分，通常由金属或陶瓷材料制成。

三、K型热电偶的使用方法1. 接线：将K型热电偶连接到显示仪表或控制系统时，应注意正确接线。

通常情况下，红色导线连接正极，黄色导线连接负极。

2. 环境温度：在使用过程中应注意环境温度对K型热电偶测量精度的影响。

一般情况下，环境温度不宜超过0℃~50℃。

3. 温度范围：K型热电偶适用于测量-200℃~1300℃范围内的温度。

在实际使用过程中，应选择合适的型号和规格以满足具体需求。

四、注意事项1. 避免弯曲：在安装和使用过程中，应避免弯曲、拉伸或扭曲等操作，以免影响测量精度。

2. 防折断：K型热电偶的热敏元件较为脆弱，应注意防止折断或损坏。

3. 防腐蚀：K型热电偶的热敏元件容易受到氧化、硫化等气体和液体的腐蚀，应注意避免使用在这些环境中。

4. 校准：K型热电偶在使用过程中需要进行定期校准，以确保测量精度和稳定性。

总之，K型热电偶作为一种常用的温度传感器，在工业、冶金、化工、医药等领域都有广泛应用。

在使用过程中应注意正确接线、避免弯曲和损坏、防止腐蚀以及定期校准等问题。

热电偶传感器种类型号及其优缺点介绍

热电偶传感器简称热电偶。

热电偶是一种感温元件，是一种仪表。

它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。

具有性能稳定、测温范围大、信号可以远距离传输等特点，并且结构简单、使用方便。

热电偶在温度测量中占有十分重要的地位，为了应对多变的工作温度环境,热电偶也有许多的种类。

1、K型：又称镍硅（镍铝）热电偶。

优点：K型热电偶是抗氧化性较强的贱金属热电偶、测量范围广、适宜在氧化性及惰性气体中连续使用、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。

缺点：在较高温度下往往因氧化而损坏、短期热循环稳定性不好、容易发生磁性转变造成热电势干扰、稳定性欠佳。

2、S型：该热电偶的正极是铂铑合金，负极为纯铂。

优点：具有热电性能稳定、抗氧化性强、宜在氧化性气氛中连续使用、长期使用温度高、精度高、使用范围较广、均匀性及互换性好等特点。

缺点：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：E型热电偶——镍铬-铜镍（康铜）热电偶，正极为镍铬合金，负极为铜镍合金（康铜）。

优点：热电势较大、灵敏度高、对于含有较高湿度气氛的腐蚀不很敏感。

缺点：在较高温度下往往因氧化而损坏、短期热循环稳定性不好、容易发生磁性转变造成热电势干扰、稳定性欠佳。

4、N型：N型热电偶——镍铬硅-镍硅热电偶。

优点：抗氧化能力强，长期稳定性及短期热循环复现性好，耐核辐射及耐低温性能好。

缺点：在低温范围内的非线性误差较大，同时，材料较硬难于加工。

5、J型：J型热电偶——铁-康铜热电偶优点：价格便宜，适用于真空氧化的还原或惰性气氛中，可在高温中使用且有较长的寿命，该热电偶能耐氢气(H2)及一氧化碳(CO)气体腐蚀。

缺点：不能在高温(例如500℃)含硫(S)的气氛中使用。

6、T型：T型热电偶——铜-铜镍热电偶优点：准确度高、热电极的均匀性好，灵敏度比较高，价格便宜。

第九章热电式传感器电偶

方法
冰点槽法计算修正法补正系数法零点迁移法冷端补偿器法软件处理法
1. 冰点槽法
把热电偶的参比端置于冰水混合物容器里，使T0=0℃。这种办法仅限于科学实验中使用。为了避免冰水导电引起两个连接点短路，必须把连接点分别置于两个玻璃试管里，浸入同一冰点槽，使相互绝缘。
EAB=EAB(T1)–EAB(T0)
只要T1、T0不变，接入AˊBˊ后不管接点温度T2如何变化，都不影响总热电势。这便是引入补偿导线原理。
A T2 A’ T0 E B T2 B’ T0
热电偶补偿导线接线图
T1
ห้องสมุดไป่ตู้
三、热电偶冷端温度及补偿原因
热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差，为保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须使冷端温度保持恒定；热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据，否则会产生误差。
2. 中间导体定律一个由几种不同导体材料连接成的闭合回路，只要它们彼此连接的接点温度相同，则此回路各接点产生的热电势的代数和为零。
如图，由A、B、C三种材料组成的闭合回路，则
E总=EAB（T）+EBC（T）+ECA（T）= 0
A
T
C
T
B
T
三种不同导体组成的热电偶回路
两点结论： l）将第三种材料 C接入由A、B组成的热电偶回路，如图，则图 a 中的 A 、 C 接点 2 与 C 、 A 的接点 3 ，均处于相同温度T0之中，此回路的总电势不变，即 EAB(T1,T2)=EAB(T1)-EAB（T2）同理，图b中C、A接点2与C、B的接点3，同处于温度T0 之中，此回路的电势也为：
EAB（T1, T2）=EAB（T1）-EAB（T2） (a)

热电偶温度传感器简介-2

几种持殊用途的热电偶
（1）铱和铱合金热电偶如铱50铑—铱10钌热电偶它能在氧化气氛中测量高达2100℃的高温。（2）钨铼热电偶是60年代发展起来的，是目前一种较好的高温热电偶，可使用在真空惰性气体介质或氢气介质中，但高温抗氧能力差。国产钨铼-钨铼20热电偶使用温度范围300～2000℃分度精度为1％。（3）金铁—镍铬热电偶主要用在低温测量，可在 2～273K范围内使用，灵敏度约为10μV／℃。（4）钯—铂铱15热电偶是一种高输出性能的热电偶，在1398℃时的热电势为47.255mV，比铂—铂铑10 热电偶在同样温度下的热电势高出3倍，因而可配用灵敏度较低的指示仪表，常应用于航空工业。
后一种情况必须考虑输入的采样通道中除了热电动势之外还应该有冷端温度信号如果多个热电偶的冷端温度不相同还要分别采样若占用的通道数太多宜利用补偿导线把所有的冷端接到同一温度处只用一个冷端温度传感器和一个修正t0的输入通道就可以了
（一）热电偶常用材料 1．铂—铂铑热电偶(S型)
分度号LB—3
工业用热电偶丝：Φ0.5mm，实验室用可更细些。正极：铂铑合金丝,用90％铂和10％铑(重量比)冶炼而成。负极：铂丝。测量温度：长期：1300℃、短期：1600℃。特点： n 材料性能稳定，测量准确度较高；可做成标准热电偶或基准热电偶。用途：实验室或校验其它热电偶。 n 测量温度较高，一般用来测量1000℃以上高温。 n 在高温还原性气体中（如气体中含Co、H2等）易被侵蚀，需要用保护套管。 n 材料属贵金属，成本较高。 n 热电势较弱。
5. 冷端补偿器法
利用不平衡电桥产生热电势补偿热电偶因冷端温度变化而引起热电势的变化值。不平衡电桥由R1、R2、R3(锰铜丝绕制)、RCu(铜丝绕制)四个桥臂和桥路电源组成。设计时，在0℃下使电桥平衡(R1=R2=R3=RCu)，此时Uab=0 ，电桥对仪表读数无影响。 T U U E (T,T )

热电偶的测温原理

热电偶的测温原理热电偶是一种常用的温度传感器，其测量原理基于热电效应。

本文将从热电效应、热电偶的结构、工作原理和特点四个方面进行详细阐述。

一、热电效应热电效应是指在两种不同金属或半导体接触处，当两端温度不同时，会产生一定的电动势。

这种现象被称为“塞贝克效应”或“塞贝克-康普顿效应”。

塞贝克效应是指在两种不同金属接触处，当两端温度不同时，会产生一定的电动势。

其大小与两种金属的材料及其温度差有关。

若以铁-铜为例，当铁端温度高于铜端时，会产生一个由铜到铁的正向电动势；反之则产生一个由铁到铜的反向电动势。

康普顿效应是指在两种半导体接触处，当两端温度不同时，也会产生一定的电动势。

其大小与半导体材料及其温度差有关。

二、热电偶的结构热电偶通常由两根不同材料的金属线组成，通过焊接或电子焊接方式连接成一体。

其中一根金属线被称为“热端”，另一根金属线被称为“冷端”。

常用的热电偶材料包括K型、J型、T型和E型等，每种材料的热电特性不同，适用于不同的温度范围。

三、热电偶的工作原理当热电偶的热端与被测物体接触时，由于两者温度不同，会产生一定的塞贝克效应或康普顿效应。

这时，热端产生一个电动势，在冷端处形成一个开路电压。

如果将冷端与参考温度相连，则在回路中形成一个闭合回路。

由于热电偶材料的选择和焊接方式等因素会影响测量精度和灵敏度，因此需要对其进行校准。

通常采用比较法或标准点法进行校准。

四、热电偶的特点1. 精度高：由于热电偶测量原理基于物理效应而非化学反应，因此具有高精度和稳定性。

2. 温度范围广：不同材料的热电偶适用于不同的温度范围，可覆盖从低温到高温的各种测量需求。

3. 抗干扰能力强：热电偶由两根金属线组成，其本身就具有抗干扰能力。

此外，热电偶还可以采用屏蔽、隔离等措施进一步提高抗干扰能力。

4. 使用方便：热电偶体积小、重量轻，易于安装和携带。

同时，由于其输出信号为电压信号，在处理和传输方面也比较方便。

总之，热电偶是一种常用的温度传感器，其测量原理基于热电效应。

热电偶温度传感器

热电偶温度传感器热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的一种传感器温度计。

热电阻温度传感器分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大类。

热电阻广泛用于测量—200～+850°C范围内的温度，少数情况下，低温可测至1K，高温达1000°C。

热电阻传感器由热电阻、连接导线及显示仪表构成，热电阻也可以与温度变送器连接，将温度转换为标准电流信号输出。

用于制造热电阻的材料应具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和电阻率，输出呈线性，物理化学性能稳定，复线性好等。

目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。

目录工作方式优点选型资料影响测量的因素工作方式热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机掌控装置或者其它一次仪表上。

工业用热电阻安装在生产现场，与掌控室之间存在肯定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。

国标热电阻的引线重要有三种方式1二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必定存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合2三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的除去引线电阻的影响，是工业过程掌控中的最常用的。

3四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻供给恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。

可见这种引线方式可完全除去引线的电阻影响，重要用于高精度的温度检测。

热电阻采纳三线制接法。

采纳三线制是为了除去连接导线电阻引起的测量误差。

这是由于测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。

热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。

温度传感器种类及其原理

温度传感器种类及其原理1. 热电偶（Thermocouple）热电偶是由两种不同金属导线（通常是铂铑合金）所构成的。

当两种导线连接在一起并形成一个回路时，当两个焊点之间存在温差时，会产生热电势。

这个热电势可以通过测量导线两端的电压来计算出温度。

热电偶具有广泛的温度范围（-200°C至2000°C）和较高的测量精度。

2. 热敏电阻（Thermistor）热敏电阻是一种基于材料电阻随温度的变化而变化的温度传感器。

它通常由一种半导体材料制成，如铂、镍或铜氧化物。

当温度发生变化时，热敏电阻的电阻值会相应地发生变化。

利用这种变化，可以通过测量电阻值来计算温度。

热敏电阻具有高灵敏度和较大的温度范围。

3. 红外线传感器（Infrared Sensor）红外线传感器基于物体辐射出的红外线的强度来测量温度。

当物体的温度上升时，其发射的红外辐射也会增加。

红外线传感器可以检测并量化这种辐射强度，从而测量出物体的温度。

红外线传感器用于非接触式测温，对测量非常热的物体特别有用。

4. 热敏电晶体（Thermocell）热敏电晶体是一种通过电导率的变化来测量温度的传感器。

它通常是由硅材料制成，内部含有掺杂物，当温度发生变化时，掺杂物的电导率会发生变化。

通过测量电晶体的电阻或电导率，可以计算出温度。

综上所述，温度传感器种类多样，每种传感器都有其适用的场景和特点。

了解不同传感器的工作原理可以根据具体需求来选择合适的温度传感器。

例如，需要广泛温度范围和高精度测量时，可以选择热电偶；需要高灵敏度和快速响应时，可以选择热敏电阻等。

温度传感器原理

温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。

温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段：1.传统的分立式温度传感器（含敏感元件），主要是能够进行非电量和电量之间转换。

2.模拟集成温度传感器/控制器。

3.智能温度传感器。

目前，国际上新型温度传感器正从模拟式想数字式、集成化向智能化及网络化的方向发展。

温度传感器的分类温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类：一类是接触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。

接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，这是的示值即为被测对象的温度。

这种测温方法精度比较高，并可测量物体内部的温度分布。

但对于运动的、热容量比较小的及对感温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大的误差。

非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。

常用的是辐射热交换原理。

此种测稳方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象，也可测量温度场的温度分布，但受环境的影响比较大。

温度传感器的发展1.传统的分立式温度传感器——热电偶传感器热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器，它与被测对象直接接触，不受中间介质的影响，具有较高的精度；测量范围广，可从-50~1600℃进行连续测量,特殊的热电偶如金铁——镍铬，最低可测到-269℃，钨——铼最高可达2800℃。

2.模拟集成温度传感器集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。

模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的，它将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出等功能。

模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一（仅测量温度）、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。

2．1光纤传感器光纤式测温原理光纤测温技术可分为两类:一是利用辐射式测量原理,光纤作为传输光通量的导体,配合光敏元件构成结构型传感器;二是光纤本身就是感温部件同时又是传输光通量的功能型传感器。

介绍热电偶及热敏电阻的工作原理和结构特征以及测量范围

介绍热电偶及热敏电阻的工作原理和结构特征以及测量范围热电偶和热敏电阻都是常见的温度传感器，它们的工作原理和结构特征以及测量范围如下：一、热电偶1. 工作原理：热电偶是基于热电效应原理工作的。

当两种不同的金属连接在一起形成一个回路时，如果两个连接点之间存在温度差，就会在回路中产生电动势，这个电动势称为热电势。

热电势的大小与两个连接点之间的温度差成正比，通过测量热电势的大小就可以得到被测温度。

2. 结构特征：热电偶通常由两根不同材质的金属线组成，一端连接在一起形成测量结点，另一端连接到测量仪器。

常见的热电偶包括 S、B、K、E、J、T 等类型，每种类型的热电偶由不同的金属线组成，具有不同的温度测量范围和特性。

3. 测量范围：热电偶的测量范围非常广泛，一般可以从零下 200℃到 1700℃甚至更高。

不同类型的热电偶适用于不同的温度范围，例如 S 型热电偶适用于 1600℃以上的高温测量，B 型热电偶适用于 1000℃至 1800℃的高温测量，而 K 型热电偶适用于 0℃至 1300℃的中高温测量。

二、热敏电阻1. 工作原理：热敏电阻是一种半导体传感器，其电阻值随温度的变化而变化。

热敏电阻的电阻值与温度之间存在一定的函数关系，可以通过测量电阻值的变化来间接测量温度。

2. 结构特征：热敏电阻通常由半导体材料制成，具有很小的尺寸和很高的灵敏度。

常见的热敏电阻包括负温度系数（NTC）热敏电阻和正温度系数（PTC）热敏电阻。

NTC 热敏电阻的电阻值随着温度的升高而降低，而 PTC 热敏电阻的电阻值随着温度的升高而升高。

3. 测量范围：热敏电阻的测量范围一般比较窄，通常在零下 50℃到 200℃之间。

不同类型的热敏电阻具有不同的温度特性和测量范围，例如 NTC 热敏电阻适用于低温测量，而PTC 热敏电阻适用于中高温测量。

热电偶和热敏电阻各有其优点和适用范围。

热电偶具有广泛的测量范围和较高的精度，但需要注意热电偶的冷端补偿。

k分度号热电偶

k分度号热电偶k分度号热电偶是一种常用的温度测量仪器，广泛应用于工业自动化控制系统中。

本文将详细介绍k分度号热电偶的原理、结构、特点以及应用等方面的内容。

一、原理k分度号热电偶是基于热电效应原理工作的温度传感器。

热电效应是指当两种不同金属或合金的接触处形成热电偶回路时，当两个接点温度不一致时，会产生电动势。

而k分度号热电偶是由两种不同金属（k型热电偶常用镍铬-NiCr和镍铝-NiAl）组成的热电偶线材，通过测量热电偶回路产生的电动势来反推温度的。

二、结构k分度号热电偶由两根不同金属的热电偶线材组成，一般是将两根线材焊接在一起，形成一个接点。

传感器的一端是测量端，另一端是引线端。

测量端直接暴露在被测物体的温度环境中，而引线端则通过连接器与测量仪表相连。

三、特点1. 宽温度范围：k分度号热电偶的测量范围一般可达-200℃至1300℃，适用于大多数工业场合下的温度测量。

2. 线性输出：k分度号热电偶的电动势与温度呈线性关系，使得测量结果更加准确可靠。

3. 快速响应：由于结构简单，热容量小，所以响应速度较快，适用于对温度变化快速的场合。

4. 抗氧化性能好：k分度号热电偶的线材材料具有较好的抗氧化性能，能够在高温环境下长时间稳定工作。

5. 成本低廉：相对于其他温度传感器，k分度号热电偶的制作成本较低，更加经济实用。

四、应用k分度号热电偶由于具有以上特点，被广泛应用于各个行业的温度测量中。

以下列举几个常见的应用场合：1. 工业自动化控制系统中的温度测量，如石化、冶金、电力等行业。

2. 实验室中的温度监测和实验研究。

3. 环境监测中的温度测量，如气象、环保等领域。

4. 冷链物流中的温度监控，如食品、药品等运输过程中的温度控制。

5. 热处理过程中的温度监测，如金属加热、焊接等工艺中的温度控制。

总结：k分度号热电偶作为一种常用的温度测量仪器，具有宽温度范围、线性输出、快速响应、抗氧化性能好和成本低廉等特点。

它在工业自动化控制、实验室研究、环境监测、冷链物流以及热处理等领域都有广泛的应用。