热电偶型号及测温范围总结
热电偶产品分类总结
南京万达仪表厂/ 2010-03-11
一、铠装热电偶
1、应用
通常和显示仪表、记录仪表、电子计算机配套使用。直接测量各种生产过程中的0℃-1300℃范围内液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。
2、特点
热响应时间少，减少动态误差；可弯曲安装使用；测量范围大；机械强度高，耐压性能好。
3、工作原理
铠装热电偶的电极有两根不同导体材质组成。当测量与参比端存在温差时，就会产生热电势，工作仪表便显示出热电势所对应的温度值。
4、测量范围
型号分度号允许等级ⅠⅡ允差值测量范围℃允差值测量范围℃
WRNK K ±1.5℃ -40-375 ±2.5℃ -40-333
±0.004︱t︱ 375-1000 ±0.075︱t︱ 1333-1200
WRMK N ±1.5℃ -40-375 ±2.5℃ -40-333
±0.004︱t︱ 375-1000 ±0.075︱t︱ 1333-1200
WREK E ±1.5℃ -40-375 ±2.5℃ -40-333
±0.004︱t︱ 375-800 ±0.004︱t︱ 333-900
WRFK J ±1.5℃ -40-375 ±2.5℃ -40-333
±0.004︱t︱ 375-750 ±0.004︱t︱ 333-750
WRCK T ±1.5℃ -40-125 ±1℃ -40-133
±0.004︱t︱ 125-350 ±0.075︱t︱ 133-350
WRPK S ±1℃ 0-1100 ±2.5℃ 0-600
±[0.003（t-1100）] 1100-1600 ±0.0025︱t︱ 600-1600
5、常温绝缘电阻
GH3030 良好的抗氧化性与加工性能，测温热电偶保护管、高温氧化气氛下使用
GH3039 Ni/Cr/Mo 800℃下有足够的持久强度、良好的冷热疲劳性能和抗渗碳性能，易于焊接、冷冲压成型
1Cr18Ni9Ti ——奥氏体不锈钢的牌号（钢号）。1——平均碳含量为0.1％；
Cr18——合金元素“铬”，平均含量为18％；Ni9——合金元素“镍”，平均含量9％；Ti——合金元素“钛”，平均含量＜1.5％。
奥氏体型不锈钢一般属于耐蚀钢，是应用最广泛的一类钢，其中以18-8型不锈钢最有代表性，它是有较好的力学性能，便于进行机械加工、冲压和焊接。在氧化性环境中具有优良的耐腐蚀性能和良好的耐热性能。但对溶液中含有氯离子（CL-）的介质特别敏感，易于发生应力腐蚀。
安装固定形式：1、无固定装置，2、固定卡套式螺纹，3、活动卡套螺纹，4、固定卡套法兰盘，5、活动卡套法兰
测量端结构形式：1绝缘式、2接壳式
接线盒形式：2防喷式、3防水式、6圆接插式、7扁接插式、8手柄式、9带补偿导线式
附加装置形式：M接触块式，G包箍式
感温元件材料：P铂老10铂、M镍铬硅-镍硅、N镍铬-镍硅、E镍铬-铜镍、C 铜-铜镍、F铁-铜镍
偶丝对数：无—单支，2—双支
6、型号命名
W温度仪表/R电热偶/感温元件材料/K铠装式/偶丝对数/安装固定形式/接线盒形式/工作端形式/附加装置形式
7、选型须知
型号、分度号、精度等级、安装固定形式、保护管材质、长度或插入长度。
二、装配热电偶
1、特点
装配简单，更换方便；压簧式感温元件，抗振性能好；测量范围大；机械强度高，耐压性能好。
2、感温元件
M镍铬硅-镍硅、N镍铬-镍硅、E镍铬-铜镍、C铜-铜镍、F铁-铜镍
3、接线盒形式
2防喷式、3防水式、4隔爆式
4、保护管直径
0--Φ16、1—Φ20、2—Φ16高铝质管、3—Φ20高铝质管
5、工作端形式
G变截面、K铠装元件、M端面、T弹性铠装元件
5、安装形式
垂直管道安装形式、倾斜管道安装形式、变曲管道安装形式、法兰安装形式。镍铬硅-镍硅热电偶是一种新型的镍基合金测温材料，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。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，耐核辐照及耐低温性能也好。其技术指标如下：
1、测温范围：- 200~1300℃
2、测温精度：[ ± 1% t
3、规格尺寸：300，500，750，1000，1200（mm）
镍铬—镍硅（镍铝）热电偶（分度号为K）的正极为含铬10%的镍铬合金（KP），负极为含硅3%的镍硅合金（KN）。它的负极亲磁，依据此特性，用磁铁可以很方便地鉴别出热电偶的正负极。它的特点是，使用温度范围宽，高温下性能稳定，热电动势与温度的关系近似线性，价格便宜，因此，它是目前用量最大的一种热电偶。
K型热电偶适于在氧化性及惰性气氛中连续使用。短期使用温度为1200℃，长期使用温度为1000℃。经过选择后优质K型热电偶可以作为标准，用以分度工作用镍铬-镍硅等贱金属热电偶。在这种热电偶的两极添加金属钇及镁等元素，抗氧化性能可进一步提高，最高使用温度可达到1300℃。为了充分发挥贱金属价格便宜的优点，在同一测温场所中，可多安装几支热电偶，利用其灵敏度高和热电特性近似线性的特点，达到准确测量的目的。
我国已经基本上用镍铬—镍硅热电偶取代了镍铬—镍铝热电偶。国外仍然使用镍铬—镍铝热电偶。两种热电偶的化学成分虽然不同，但其热电特性相同，使用同一分度表。
K型热电偶是抗氧化性较强的贱金属热电偶。不适宜在真空、含碳、含硫气氛及氧化与还原交替的气氛下裸丝使用。当氧分压较低时，镍铬极中的铬将则优氧化（也称绿蚀），使热电动势发生很大变化。但金属气体对其影响较些 因此，多采用金属制热电偶保护管。
K型热电偶有以下缺点：
1、热电动势的高温稳定性较N型热电偶及贵金属热电偶差。在较高温度下，往往因氧化而损坏。在氧化性气氛中，直径3.2mm的K型热电偶，在1100℃，1200℃下经650h左右，均超过0.75级允许误差；但N型热电偶在相同条件下，经过1000h，其热电动势的最大变化为96.6μV（2.6℃）。在1250℃下经过1000h 后仍未超差。
2、在250～550℃范围内短期热循环稳定性不好，即使在同一温度点上，在升降温过程中其热电动势值也不一样，其差值可达2～5℃。
3、K型热电偶的负极，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，尤其在磁场中使用时，长出现与时间无关的热电动势干扰。
4、长期处于高通量中子流辐照的环境下，由于负极中的Mn，Co等元素发生蜕变，使其稳定性欠佳，导致热电动势发生较大变化。
K型热电偶的分度号以前为EU-2，现为K。
K型热电偶丝推荐使用温度范围：
直 径（mm）长期使用最高温度（℃）短期使用最高温度（℃）
0.3 700 800
0.5 800 900
0.8 1.0 900 1000
1.2 1.5 1000 1100
2.0 2.5 1100 1200
3.2 1200 1300
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。实验结果也证明，无论是经退火或时效的N型热电偶样品，在250～550℃范围内的升降温过程中，热电动势的变化不超过10μV。
3、在250～550℃范围内抑制了磁性转变，不再出现热电动势明显地不规则
变化。K型热电偶负极，约在170℃发生磁性转变，在Secheck系数与温度关系曲线上有拐点。为此，对N型热电偶的负极合金成分作了很大调整，基本上不含Mn，Al，Co元素，Si含量也有较大提高，从而抑制了新型合金的磁性转变，使其转变温度降到室温以下。因此，N型热电偶不会因磁性变化造成热电动势值偏离分度表。
4、在中子辐照环境下具有良好的稳定性。在中子积分通量小于1020/cm2
的条件下，K型热电偶具有良好的耐辐照能力，而N型热电偶在K型热电偶的基础上，又取消了易蜕变元素Mn，Co等，因此，N型教K热电偶具有更好的耐核辐照的能力。
5、在400～1300℃范围内，N型热电偶热电特性的线性比K型好。在400～1300℃范围内，N型热电偶非线性误差仅占1300℃热电动势的0.4%，而K型热电偶在相同范围内的非线性误差占1300℃的1.75%，比N型热电偶大得多。当然N型热电偶与K型热电偶相比，在低温范围内（-200～400℃）的非线性误差较大，同时材料教硬，难于加工。
N型热电偶丝推荐使用温度范围：
直 径（mm）长期使用最高温度（℃）短期使用最高温度（℃）
0.3 700 800
0.5 800 900
0.8 1.0 900 1000
1.2 1.6 1000 1100
2.0 2.5 1100 1200
3.2 1200 1300
铂铑30-铂铑6热电偶（分度号为B）
该种热电偶是60年代发展起来的一种典型的高温热电偶。它的正极为含铑30%的铂铑合金（BP）负极为含铑6%的铂铑合金（BN）。因两极均为铂铑合金，故简称为双铂铑热电偶。
B型热电偶的特点是，在室温下热电动势极小（25℃时为-2μV，50℃时为3μV），故在测量时一般不用补偿导线，可以忽略参考端温度变化的影响。它的长期使用温度为1600℃，短期使用温度为1800℃。铂铑6合金的熔点为1820℃，限制其使用温度上限。双铂铑热电偶的电动势率较小，因此，需配备灵敏度较高的显示仪表。
B型热电偶适宜在氧化性或中性气氛中使用，也可以在真空环境下短期使用，即使在还原性气氛下使用，其寿命也是R、S型热电偶的10～20倍。因R及S 型热电偶在高温下，将发生铂铑正极向负极扩散的现象，引起热电偶劣化，为了防止上述现象的发生，在铂中添加铑制成铂铑合金，不仅可以改善耐热性能，而且还可以提高合金对铂的热电动势率。当铑含量在20%以下时，铂铑合金对铂
的热电动势急增，但超过此值，随铑含量的增加，变化不大，且显著硬化，加工困难。故此类合金中铑含量不能超过40%（重量比）。
铂铑合金比纯铂的晶粒长度倾向小，而且，随铑含量的增多而减少，并可使热电性能更稳定，机械强度更高。因此，双铂铑热电偶在1800℃的高温测量中得到广泛应用。双铂铑热电偶的分度号以前为LL-2，现为B。
铂铑10-铂铑热电偶（分度号为S）
自1885年Le-chatelier发明铂铑10-铂铑热电偶以来，已有100多年的历史，对其性能及制造工艺曾作过详细研究。该种热电偶正极的明义成分为含铑10%的铂铑合金（代号为SP），负为纯铂（代号为SN）。
该种热电偶的特点是热电性能稳定、抗氧化性强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用。长期使用温度为1400℃，超过此温度时，即使在空气中，纯铂丝也将因再结晶致使晶粒粗大。故长期使用温度限定在1400℃以下，短期使用温度为1600℃。在所有的热电偶中，它的准确度等级最高，通常用作标准或作为测量高温的热电偶，它的使用温度范围广、均质性及互换性好。
S型热电偶的缺点是价格昂贵，电极丝直径很细（0.35～0.5mm)，机械强度较低；与其它热电偶相比，它的热电势比较小，热电动势率平均为9μV/℃，因此需配用灵敏度高的显示仪表；该种热电偶不适合于在还原性气氛或含金属蒸气的条件下使用，尤其应避免接触有机物、铁、硅、H2及CO等等。在真空下只能短期使用。铂在不太高温度下易发生再结晶及晶粒长大现象，不仅使高温强度降低，而且容易引起污染，致使热电偶性能不稳定。铂铑10-铂热电偶的分度以前为LB-3，现为S。
铂铑13-铂铑热电偶（分度号为R）
该种热电偶的正极为含铑的铂铑合金（RP），负极为纯铂（RN）。同S型热电偶相比，它的热电动势率大15%左右，其它性能几乎完全相同。该种热电偶在日本产业界，作为高温热电偶用得最多，但在1981年以前的日本工业技术标准（JIS）中铂铑合金的铑含量为12.8%，同现行的R型热电偶相比，在1550℃下，其热电动势约低100μV，这点请注意。在真空、还原或含金属蒸气的条件下使用，均要受到玷污。长期使用温度一般不应超过1400℃。
镍铬—康铜热电偶（分度号为E）是一种较新的热电偶，它的正极为镍铬合金（EP），负极为铜镍合金（EN），1964年被纳入美国国家标准。它的最大特点是，在常用热电偶中其热电动势率最大，即灵敏度最高。在-200℃时其热电动势率为25μV/℃，至700℃时为80μV/℃，比K型热电偶高一倍，较J型热电偶高20%左右。此种热电偶的应用不如K型广泛，但在要求灵敏度、热导率低，可容许大电阻的条件下，常常选用。使用中的限制条件与K型热电偶相同。它适宜在-250～870℃范围内的氧化或惰性气氛中使用，尤其适宜在0℃以下使用。而且在湿度大的情况下，较其它热电偶耐腐蚀。
E型热电偶丝推荐使用温度范围：
直 径（mm）长期使用最高温度（℃）短期使用最高温度（℃）
1.2 450 550
1.6 550 650
2.0 550 650
2.5 650 750
3.2 750 900
铁—康铜热电偶（分度号为J）的正极为纯铁（JP），负极为铜镍合金—康铜（JN）。它的特点是价格便宜。J型热电偶既可用于氧化性气氛（使用温度上限为750℃），也可用于还原性气氛（使用温度上限为950℃），并且耐H2及CO 气体腐蚀，在含碳或铁的条件下使用也很稳定，多用于化工厂。
J型热电偶不能在高温（540℃）含硫的气氛中使用，而且，铁热电极容易生锈，因此对电极进行防锈处理是很必要的。如果使用温度超过538℃，铁极氧化速度很快，因此，在高温下连续使用时，最好选用粗的热电极丝。
J型热电偶丝推荐使用温度范围：
直 径（mm）长期使用最高温度（℃）短期使用最高温度（℃）
0.3 0.5 300 400
0.8 1.0 1.2400 500
1.6
2.0 500 600
2.5
3.2 600 750
铜—康铜热电偶（分度号为T）的正极为纯铜（TP），负极为康铜（TN，铜镍合金）。其主要特点是，在贱金属热电偶中它的准确度最高，热电极丝的均匀性好。它的使用温度范围是-200～350℃。因铜热电极易氧化，并且氧化膜易脱落，故在氧化性气氛中使用时，一般不超过300℃。在低于-200℃以下使用时，热电动势随温度迅速下降，而且铜热电极的热导率高，在低温下易引入误差。T 型热电偶在工业上通常用来测量300℃以下的温度。它的分度以前为CK，现为T。
T型热电偶丝推荐使用温度范围：
直 径（mm）长期使用最高温度（℃）短期使用最高温度（℃）
0.2 150 200
0.3 0.5200 250
1.0 250 300
1.6 350 400
三、防爆热电偶
1、特点
多种防爆形式，防爆性能好；压簧式感温元件，抗振性能好；测量范围大；机械强度高，耐压性能好。
2、工作原理
防爆热电偶是利用间隙隔爆原理，设计具有足够强度的接线盒等部件，将所有会产生火花、电弧和危险温度的零部件都密封在接线盒腔内，当腔内发生爆炸时，能通过接合面间隙熄火和冷却，使爆炸后的火焰和温度不传到腔外，从而进行隔爆。
3、温度组别
防爆热电偶的温度级别按其外露部分允许最高面温度分为T1-T6
温度组别允许最高表面温度℃
T1 450
T2 300
T3 200
T4 135
T5 100
T6 85
4、接线盒形式
4防爆式
5、保护管直径0-φ16
6、工作端形式G-变截面
四、铠装热电阻
1、应用
通常和显示仪表、记录仪表、电子计算机配套使用。直接测量各种生产过程中的-200℃-500℃范围内液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。
2、特点
热响应时间少，减少动态误差；直径小，长度不受限制；测量精度高；进口薄膜电阻元件，性能可靠稳定。
3、工作原理
利用物质在温度变化时，其电阻也随着发生变化的特征来测量温度的。当阻值变化时，工作仪表便显示出阻值所对应的温度值。
4、偶丝直径材料
偶丝形式单支式双支式
套管直径φ3、φ4、φ5、φ6、φ8φ4、φ5、φ6、φ8
套管材质 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti
5、接线盒形式
2防喷式、3防水式、6圆接插式、7扁接插式、9补偿导线式
6、直径
3-φ3、4-φ4、5-φ5、6-φ6、8-φ8
7、安装固定形式
1无固定装置，2固定卡套式螺纹，3活动卡套螺纹，4固定卡套法兰盘，5活动卡套法兰
五、装配热电阻
1、感温元件材料P-铂、C-铜
2、接线盒形式2-防喷式、3-防水式
3、保护管直径0-Φ16、1-Φ12
4、工作端形式G-变截面
六、防爆热电阻
1、工作原理
隔爆热电阻是利用间隙隔爆原理，设计具有足够强度的接线盒等部件，将所有会产生火花、电弧和危险温度的零部件都密封在接线盒腔内，当腔内发生爆炸时，能通过接合面间隙熄火和冷却，使爆炸后的火焰和温度传不到腔外，从而进行隔爆。
2、常温绝缘电阻
防爆电阻在环境温度为15-35℃，相对湿度不大于80%，试验电压为
10-100V（直流）电极与外套管之间的绝缘电阻≥1000Ω?m
1、感温元件材料P-铂、C-铜
3、接线盒形式4-防爆式
4、保护管直径0-Φ16、1-Φ12
5、工作端形式G-变截面
七、带温度变送器热电偶（阻）
1、应用
通常和显示仪表、记录仪表、电子计算机配套使用，输出4-20mA。直接测量各种生产过程中的0℃-1800℃范围内液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。
2、特点
二线制输出4-20mA，抗干扰能力强；节省补偿导线及安装温度变送器费用；测量范围大；冷端温度自动补偿，非线性校正电路。
3、工作原理
热电偶（阻）在工作状态下所测得的热电势（电阻）的变化，经过温度变送器的电桥生产不平衡信号，经放大后转换成为4-20mA的直流电信号给工作仪表，工作仪表便显示所对应的温度值。
4、输出信号：4-20mA，负载电阻250Ω，传输导线电阻100Ω。
5、输出方式：二线制
6、允差等级：0.1、0.2、0.5
7、供电电源：24V.DC±10%
8、防护等级：IP65
9、绝缘电阻：仪表输出接线端子与外壳之间的绝缘电阻应不小于50Ω
10、热响应时间：当温度出现阶跃变化时，仪表的电流输出信号变化至相当于该阶跃变化的50%所需的时间，通常以t0.5表示当温度变送器的阶跃响应稳定时间不超过热电偶（阻）响应稳定时间t0.5发五分之一时，则用热电偶（阻）热响应时间作为仪表的热响应时间：
当温度变送器的阶跃响应稳定时间不超过热电偶（阻）热响应稳定时间t0.5二分之一时，则用稳定变送器热响应时间作为仪表的热响应时间；
11、接线盒形式：2-防喷式
12、保护管直径：0-Φ16、1-Φ20、2-Φ16高铝质管、3-Φ20高铝质管
八、带温度变送器防爆热电偶（阻）
1、应用
通常和显示仪表、记录仪表、电子计算机配套使用，输出4-20mA。直接测量生产现场存在碳氢化合物等爆炸物的-200-1300℃范围内液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。
2、工作原理
防爆热电偶利用间隙隔爆原理，当腔内发生爆炸时，能通过接合面间隙熄火和冷却使爆炸后的火焰温度传不到腔外，从而进行防爆。
热电偶（热电阻）产生的热电势（电阻）经过温度变送器的电桥产生不平衡信号，经放大后转换成为4-20mA的直流电信号给工作仪表，工作仪表便显示出所对应的温度值。
3、输出信号：4-20mA，DC。
4、输出方式：二线制
5、精度等级：温度变送器精度等级：0.1、0.2、0.5显示器精度等级：模拟指示式2.5级；数字显示式1.0级。
6、绝缘电阻：仪表输出接线端子与外壳之间的绝缘电阻应不小于50Ω
7、热响应时间：当温度出现阶跃变化时，仪表的电流输出信号变化的50%所需的时间，通常以t0.5表示当温度变送器的阶跃响应稳定时间不超过热电偶（阻）热响应稳定时间t0.5表示当温度变送器的阶跃响稳定时间不超过热电偶（阻）热响应稳定时间t0.5的五分之一时，则用热电偶（阻）热响应时间作为仪表的热响应时间：
当温度变送器的阶跃响应稳定时间不超过热电偶（阻）热响应稳定时间t0.5二分之一时，则用温度变送器热响应时间作为仪表的热响应时间。
8、接线盒形式4防爆式
9、工作端形式G变截面
10、显示形式M模拟、S数字显示
11、附加安装形式无正常安装、Z分离安装
九、SBW系列温度变送器
1、概述
SBW系列热电偶、热电阻温度变送器是DDZ系列仪表中的现场安装式温度变送器单元，与工业热电偶、热电阻配套使用，它采用二线制传输方式（两根导线作为电源输入和信号输出的公用传输线）。将工业热电偶、热电阻信号或与温度信号成线性的4-20 mA、0-10 mA的输出信号。
该变送器可直接安装在热电偶、热电阻的接线盒内与之形成一体化结构。
2、主要特点
①采用硅橡胶或环氧树脂密封结构，因此耐震、耐湿适合在恶劣的现场环境中安装使用；②现场安装在热偶、热电阻的接线盒内使用，直接输出4-20 mA、0-10 mA的输出信号。这样既节约了昂贵的补偿导线费用，又提高了信号远离传输过程中的干扰能力；③热电偶变送器具有冷端温度自动补偿功能；④精度高、功耗低，使用环境温度范围宽，工作稳定可靠；⑤适用范围广、既可以与热电偶、热电阻形成一体化现场安装结构，也可以作为功能模块安装在检测设备中的仪表盘上使用；⑥智能型温度变送器可通过HART调制解调器与上位机通讯或与手持器和PC机对变送器的型号、分度号、量程进行远程信息管理、组态、变量监测、校准和维护等功能；⑦智能型温度变送器可按用户实际需要调整变送器显示方向，并可显示变送器所测的介质温度、传感器值的变化、输出电流和百分比例。
3、工作原理
热电偶或热电阻传感器将被测温度转换成电信号，再将该信号送入变送器的输入网络，该网络包含调零和热电偶补偿等相关电路。经调零后的信号输入到运算放大器进行信号放大，放大的信号一路经V/I转换器计算处理后以4-20 mA直流电流输出；另一路经A/D转换器处理后到表头显示。变送器的线性化电路有两种，均采用反馈方式。一体化数字显示温度变送器有两种显示方式。LCD显示的温度变送器用两线制方式输出，LED显示的温度变送器用三线制方式输出。
4、技术数
①输入信号：热电偶：K、E、J、B、S、T、N。热电阻：Pt100、Cu100、Cu50（三线制、四线制）。智能型温度变送器输入信号可通过PC机或手持器任意设置；
②输出信号：在量程范围内输出4-20 mA直流信号，与热电偶、热电阻的输入信号成线性或与温度成线性。智能型温度变送器输出4-20 mA直流信号同时叠加符合HART标准协议通信信号；隔离式温度变送器，输入与输出相隔离，隔离电压0.5KV，增加了抗共振干扰能力，更适合于计算机联网使用；
③基本误差：
(完整word版)热电偶温度计的测温原理、选型及其应用
《自动检测技术及仪表》课程设计报告 热电偶温度计的测温原理、选型及其应用 学院： 班级： 姓名： 学号：
目录 一摘要 (3) 二热电偶温度计的测温原理 (3) 2.1 热电偶的测温原理 (3) 2.2 接触电势 (4) 2.3 温差电势 (4) 2.4 热电偶温度计闭合回路的总热电势 (4) 三热电偶温度计的组成结构及其作用和特 (5) 3.1 热电偶温度计的组成结构 (5) 3.2 热电偶温度计的作用及特点 (6) 四热电偶温度计测温技术中涉及到的定则 (7) 4.1 均质导体定则 (7) 4.2 中间导体定则 (7) 4.3 连接导体和中间温度定则 (8) 五热电偶温度计的误差分析及选型 (8) 5.1 影响测量误差的主要因素 (8) 5.1.1插入深度 (8) 5.1.2响应时间 (9) 5.1.3热辐射 (10) 5.1.4冷端温度 (11) 5.2 热电偶温度计的选型 (11) 六现场安装及其注意事项 (13) 七总结 (13) 八参考文献 (15)
一、摘要 热电偶温度计是一种最简单﹑最普通，测温范围最广的温度传感器，是科研﹑生产最常用的温度传感器。在使用时不注意，也会引起较大测量误差。针对当前存在的问题，详细探讨影响测量误差的主要因素：热电偶插入深度﹑响应时间﹑热辐射及冷端温度等因素对测量的影响；在使用时应该怎样选择热电偶温度计，以及使用时的一些安装注意事项，这对提高测量精度，延长热电偶寿命，都有一定的意义。 二、热电偶温度计的测温原理 热电偶温度计是一种感温元件 , 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 , 当两端温度不同时 , 回路中就会产生电势，这种现象称为热电效应（或者塞贝克效应）。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°C 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。 热电偶温度计测温原理图如图所示： 其中，T是热端、工作端或者测量端， T
热电阻的测温电路
Pt100热电阻的测温电路 [摘要] 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。 热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。 温度测量系统应用广泛，涉及到各行各业的各个方面，在各种不同的领域中都占有重要的位置。从降低开放成本扩大适用范围、系统运行的稳定性、可靠性出发，设计一种以Pt100铂热电阻为温度信号采集元件的传感器温度测量系统。才测量系统不但可以测量室内的温度，还可以测量液体等的温度，在实际应用中，该系统运行稳定、可靠，电路设计简单实用。 [关键字] 传感器 Pt100热电阻温度测量
目录 1 前言 (4) 1．1 传感器概况 (4) 1．2 设计目的 (7) 2 设计要求 (8) 2．1 设计内容 (8) 2．2 设计要求 (9) 3 原器件清单 (10) 4 Pt100热电阻的测温电路 (11) 4．1 总体电路图 (11) 4．2 工作原理 (11) 5 Pt100热电阻测温电路的原理及实现 (12) 5．1 测温电路的工作原理 (12) 5．2 测温电路的实现 (14) 5．3 测量结果及结果分析 (15) 6 制作过程及注意事项 (16) 6．1 制作过程 (16) 6．2 注意事项 (17) 7 总结 (18) 8 致谢 (19) 参考文献 (20)
热电偶测温系统实验报告材料书
热电偶测温系统 实验报告书 班级：铁道自动化091班 小组成员：何俊峰、严云钧、王鹏远、倪森 瑜、康宁
目录 一热电偶的工作原理，补偿方法及其应用1热电偶的工作原理 2热电偶的补偿方法 3热电偶的实际应用 二热电偶测温系统的相关介绍 1线路原理图 2主要原件及其作用 3调试方法及其注意事项 三实验收尾及总结报告 1处理实验数据 2 实验总结
一热电偶的工作原理，补偿方法及其应用1热电偶的工作原理 （1）概况：热电偶是一种感温元件,热电偶的工作原理这就要从热电偶测温原理说起。一次仪表，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Seebeck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℃时的条件下得到不同的热电偶具有不同的分度表。热电偶回路中接入第三种金属资料时,只要该资料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将坚持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,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。 B热电偶工作原理：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，回路中就会发生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度丈量的其中，直接用作丈量介质温度的一端叫做工作端(也称为丈量端)另一端叫做冷端(也称为弥补端)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，将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度 （2）分类：（S型热电偶）铂铑10-铂热电偶 铂铑10-铂热电偶（S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（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。 （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
实验二十一__热电偶的原理及现象实验
热电偶的原理及现象 一、实验目的：了解热电偶测温原理。 二、基本原理：1821年德国物理学家赛贝克（T?J?Seebeck）发现和证明了两种不同材料的导体A和B组成的闭合回路，当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。这种物理现象称为热电效应（塞贝克效应）。 热电偶测温原理是利用热电效应。如图21—1所示，热电偶就是将A和B二种不同金属材料的一端焊接而成。A和B称为热电极，焊接 的一端是接触热场的T端称为工作端或测量端， 也称热端；未焊接的一端处在温度T0称为自由端 或参考端，也称冷端(接引线用来连接测量仪表的图21—1热电偶 两根导线C是同样的材料，可以与A和B不同种材料)。T与T0的温差愈大，热电偶的输出电动势愈大；温差为0时，热电偶的输出电动势为0；因此，可以用测热电动势大小衡量温度的大小。国际上，将热电偶的A、B热电极材料不同分成若干分度号，并且有相应的分度表即参考端温度为0℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表；可以通过测量热电偶输出的热电动势值再查分度表得到相应的温度值。热电偶一般用来测量较高的温度，应用在冶金、化工和炼油行业，用于测量、控制较高的温度。 本实验只是定性了解热电偶的热电势现象，实验仪所配的热电偶是由铜—康铜组成的简易热电偶，分度号为T。实验仪有二个热电偶，它们封装在悬臂双平行梁上、下梁的上、下表面中，二个热电偶串联在一起，产生热电势为二者之和。 三、需用器件与单元：机头平行梁中的热电偶、加热器；显示面板中的F/V表(或电压表)、-15V电源；调理电路面板中传感器输出单元中的热电偶、加热器；调理电路单元中的差动放大器；室温温度计（自备）。 四、实验步骤： 1、热电偶无温差时差动放大器调零：将电压表量程切换到2V档，按图21—2示意接线，检查接线无误后合上主、副电源开关。将差动放大器的增益电位器顺时针方向缓慢转到底（增益为101倍），再逆时针回转一点点（防电位器的可调触点在极限端点位置接触不良）；再调节差动放大器的调零旋钮，使电压表显示0V左右，再将电压表量程切换到200mV档继续调零，使电压表显示0V。并记录下自备温度计所测的室温tn。
热电偶用于温度测量电路
全国电子专业人才设计与技能大赛电子组装、调试与开发大赛 ---------传感元器件 1．NTC 负温度系数热敏电阻 热敏电阻分为三类：正温度系数热敏电阻（PTC ），负温度系数热敏电阻（NTC ），临界温度电阻器（CTR ）。 图1-39 NTC 负温度系数热敏电阻 负温度系数热敏电阻器如图1-39所示。其电阻值随温度的增加而减小。NTC 热敏电阻器在室温下的变化范围在10O ～1000000欧姆，温度系数-2%～-6.5%。 ⑴ 负温度系数热敏电阻温度方程 )(T f =ρ T B T e A /'=ρ T B T B T T Ae e S l A S l R //'===ρ 其中：l A A '= 该关系式是经验公式，只在额定温度 TN 或额定电阻阻值 RN 的有限范围内才具有一定的精确度，因为材料常数B 本身也是温度 T 的函数。NTC 热敏电阻器在室温下的变化范围在10O ～1000000欧姆，温度系数-2%～-6.5%。 已知温度T 、额定温度T N 和R25即可求的热敏电阻阻值R T 。 ⑵ 负温度系数热敏电阻主要特性 电阻温度系数σ
dT dR R T T 1=σ 微分式（），可得 2T B - =σ 热敏电阻的温度系数是负值。 -----温度测量电桥应用 温度测量电桥的A 点所在的桥臂的电阻是固定的，故A U 是固定的。B 点所在的桥臂的电阻t R 随温度变化，故B U 是变动的。电阻t R 为负温度系数热敏电阻，t R =1.5K 指NTC 热敏电阻的标称电阻值R25。为了方便取2R 与t R 成比例，这里取K R R t 5.12==，同时，1311212 E E R R R A U =+= ，得Ω=7501R 。 在前面已知条件下，推导13’3P R R R +=： 约束条件：① U U U U U B A i ??+-=??-，② 13 1 E A U =。 由测量电桥平衡0=-=B A i U U U 时，得Ω==+=750113’3R R R R P 。 又由1'3 1131E R t R t R E U U U B A i +-=-=，得R p R R R ?±Ω=+=75013'3。故取K R P 11=。 温度控制电路如图3-15所示，由测量电桥、测量放大器、滞回比较器及驱动电路等组成。由于温度的不同，因而在测量电桥的A 、B 点时会产生不同的电压差，这个差值经过测量放大器放大后进入到滞回比较器的反相输入端，与比较电压U R 比较后，由滞回比较器输出信号进行加热或停止加热。 ⑴ 温度控制器电路 温度控制器电路如图3-7所示。
热电阻的单片机测温系统
摘要 电子温度计是日常生活中最普遍的电子产品之一,常用的转换元件有热电阻、热敏电阻、热电偶等,通常我们将这些转换元件通过非电量转化电量的检测方法，结合电量和温度之间的关系,我们可以计算出其温度值。在本课题中将介绍一种利用电阻电桥失衡输出的电压转换温度的设计。在设计中,利用AT89Ｓ系列单片机作为控制器，计算铂电阻（PT100）电量与温度的转换，并在LED显示温度。 关键词:AT８9S52 AＤC0832 Abstraｃt Ｅｌectroｎic ｔｈermomｅｔer iｓin ｄaily liｆeｔhe mｏsｔcommon onｅof elｅctrｏnicｐrｏducｔs, and thｅcoｍｍoｎinterfaｃe ｅlement ｈaveｈe ａt ｒesistａｎce,tｈｅrmal resistanｃｅ, thermocouple，etc., usuaｌly we ｗill these inteｒface eleｍｅnt thrｏｕgh the noｎ-electriciｔy iｎto ｅｌectｒiciｔy d ｅtｅｃtｉon meｔhｏｄs, cｏmｂiｎed ｗｉth powｅr aｎd tｈe relationshiｐbetｗｅen the ｔemperａturｅ, we can ｃａlｃulate the teｍperatｕre value. In tｈis tｏpicｗiｌl introducｅa kind ｏf makｅｕse of the reｓｉsｔａｎce ｂr ｉｄgeｕnｂalanced ouｔｐｕt voltaｇe tｒaｎｓitｉon tｅmｐｅrature design. In the dｅsign,ｔｈe uｓe of AT89S seriｅｓｍicroconｔroｌlｅｒas tｈe contｒｏlｌｅr, ｃａlｃulａtｉoｎof plａtinｕm ｒesiｓｔaｎce（PT１０0) powe ｒand ｔemｐeratｕreｃonveｒsiｏｎ, and inｔhｅLＥＤdｉsplay ｔeｍperature. ?Ｋeyword:AT89Ｓ52 ＡDC0832
热电偶测温基本原理
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。 A,B 两种导体，一端通过焊接形成结点，为工作端，位于待测介质。另一端接测温仪表，为参考端。为更好地理解下面的内容，我们将以上测温回路中形成的热电动势表示为EAB(T1,T0),理解为：A、B两种导体组成的热电偶，工作端温度为T1,参考端温度为T0，形成的热电动势为EAB(T1,T0)。 需要特别强调的是：热电偶测温，归根结底是测量热电偶两端的热电动势。测量仪表能够让我们看到温度数值，是因为它已经将热电动势转换成了温度。 图中，工作端温度T1, A、B与C、D连接处温度为T2，测量仪表端(参考端)温度为T0。 我们可以把总回路的总电动势E 分成两段热电动势的和，即A、B为一段，热电动势为EAB(T1,T2)，C、D为另一段，热电动势为ECD(T2,T0), 即： E= EAB(T1,T2)+ ECD(T2,T0) (热电偶中间导体定律) (1)
在上图中，如果C、D的材质和A、B完全一样，即C即为A，D即为B,相当于热电偶A、B 在T2(中间温度)处产生了一个连接点，此时，回路总电势为： E= EAB(T1,T2)+ EAB(T2,T0)= EAB(T1,T0) (热电偶中间温度定律) (2) 从式(2)我们可以看出，只要是相同的热电偶，中间产生了连接点，则总电势与连接点的温度(中间温度)无关，而只与工作端和参考端的温度有关。这正是我们希望得到的。我们在热电偶布线中，不需要考虑中间有没有连接点，也不需要考虑连接点的温度，而是和一根热电偶连接到介质和测量仪表一样。 再来比较式(2)和式(1)。如果我们能找到某种材料C、D，它能满足： ECD(T2,T0)= EAB(T2,T0) (3) 则式(1)成为： E= EAB(T1,T2)+ ECD(T2,T0)= EAB(T1,T2)+ EAB(T2,T0)= EAB(T1,T0) (4) 满足式(3)的材料C、D我们称为热电偶A、B的补偿导线。 式(4)还告诉我们，使用了补偿导线，我们将T2延伸到了T0，但最后我们的测量结果与T2无关，这样我们也可以理解为，因为我们使用了导线C、D，是它补偿了T2处连接所产生的附加电势，而使得我们最终测量不需要再考虑T2，这也是C、D为什么叫补偿导线的原因， 2．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t0≠0℃时对测温的影响。 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℃。
热电偶测量温度原理
1、2两点的温度不同时，回路中就会产生热电势，因而?就有电流产生，电流表就会?发生偏转，这一现象称为热?电效应（塞贝克效应），产生的电势、电流分别叫热电?势、热电流。 热电偶温度计属于接触式温度测量仪表。是根据热电效应即塞贝克效应原理来测量温度的，是温度测量仪表中常用的测温元件。将不同材料的导体A、B接成闭合回路,接触测温点的一端称测量端,一端称参比端。若测量端和参比端所处温度t和t0 不同,则在回路的A、B之间就产生一热电势EAB(t，t0 ),这种现象称为塞贝克效应，即热电效应。EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0 而变,这种回路称为原型热电偶。在实际应用中，将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处，而将参比端分开，用导线接入显示仪表，并保持参比端接点温度t0稳定。显示仪表所测电势只随被测温度而t变化。 第一节热电偶的测温原理 在1821年德国医生塞贝克在实验中发现热电效应以来，经珀尔帖、汤姆逊以及开尔文等科学家的大量研究，热电效应理论得到了不断的发展，并日趋完善。热电偶是热电效应的具体应用之一，它在温度测量中得到了广泛的应用，热电偶具有结构简单、容易制造、使用方便和测量精度高等优点。可用于快速测温、点温测量和表面测量等，但是热电偶也存在着不足的地方，如使用的参考端温度必须恒定，否则将歪曲测量结果；在高温或长期使用中，因受被测介质或气氛的作用（如氧化、还原等）而发生劣化，降低使用寿命。尽管如此，热电偶仍在工业生产和科研活动中起着举足轻重的作用。下面我们从三个热电效应的阐述中来讨论热电偶的测温原理。 一、塞贝克效应和塞贝克电势 热电偶为什么能用来测量温度呢？这就是从热能和电能的相互转化的热电现象说起。在1821年，塞贝克通过实验发现一对异质金属A、B组成的闭合回路（如图1-1）中，如果对
热电偶测温原理及常见故障
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）。 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。 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，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。 常用的热电偶材料有： 热电偶分度号热电极材料 正极负极 S 铂铑10 纯铂 R 铂铑13 纯铂 B 铂铑30 铂铑6 K 镍铬镍硅 T 纯铜铜镍 J 铁铜镍 N 镍铬硅镍硅 E 镍铬铜镍 2．热电偶的种类及结构形成
（1）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。 标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 (2)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。 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t0≠0℃时对测温的影响。 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℃。 热电偶冷端补偿原理 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，将影响严重测量的准确性。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。 热电偶的冷端补偿通常采用在冷端串联一个由热电阻构成的电桥。电桥的三个桥臂为标准电阻，另外有一个桥臂由（铜）热电阻构成。当冷端温度变化（比如升高），热电偶产生的热电势也将变化（减小），而此时串联电桥中的热电阻阻值也将变化并使电桥两端的电压也发生变化（升高）。如果参数选择得好且接线正确，电桥产生的电压正好与热电势随温度变化而变化的量相等，整个热电偶测量回路的总输出电压（电势）正好真实反映了所测量的温度值。这就是热电偶的冷端补偿原理。
智能热电偶测温系统设计
摘要 温度是表征物体冷热程度的物理量。在工农业生产和日常生活中，对温度的测量控制始终占据着重要地位。温度传感器应用范围之广、使用数量之大，也高居各类传感器之首。 本文使用温度传感器设计了一个完整的测温系统。该系统所采用的温度传感器为热电偶，A/D转换器件为ADC0809，微型计算机采用的是MCS-51单片机。系统将温度变换、显示和控制集成于一体，用软件实现系统升、降温的调节，控制采用了模糊控制原理对系统进行控制。 设计的系统所满足的技术指标：测温范围为500—800℃，响应时间为小于等于1s，误差范围为-5℃—+5℃。 关键词：热电偶A/D转换模糊控制 ABSTRACT Temperature is the physical quantity of symptom object cold hot level. In the daily life and production of industry and agriculture, occupy important position all along for the measure control of temperature. Temperature sensor application broad scope and use big quantity, also hold the head of each kind of sensor high. This paper uses temperature sensor and has designed , is a and complete to measure warm system. The temperature sensor adopted by this system is thermocouple, the converter of A/D is ADC0809, what personal computer adopt is that MCS-51 only flat machine. System alternates temperature , shows and controls to be more integrated than one body , realizes system with software to rise , cool down regulation, control has adopted vague control principle as system controls. The technical index of design satisfied by system: Measure warm scope is 500 —
热电偶测量原理
热电偶测量原理 摘要：温度，无论是在工业还是农业生产过程中都属于很普遍又很重要的指标。测量温度信号使用各种类型的温度传感器实现，如热电偶（TC）、热电阻（RTD）、热敏电阻（NTC）等。本文主要介绍热电偶测量原理及其类型，以及对热电偶选取的简单介绍。 一、何为热电偶 两种不同材料的导体或半导体（通常称为热点极）两端接合（接合点A与B）形成回路时候，当两端的接合点T A≠T B时，在回路中就会产生电动势，通过温度差变化引起电动势的变化称为热电效应，该电动势又被称为热电势，如图 1所示。由于该热电势是由两种不同的导体材料产生的，又称之为热电偶。由热电偶的定义可以发现，热电偶可将温度直接转化电信号，使得测量可以很容易简单的进行。 图 1 热电效应原理 二、热电偶类型 对于热电偶热电势的产生需要达到如下条件： 1.两种不同材料的导体或半导体； 2.温度差的产生，即TA≠TB； 改变T A（称之为测量端，也叫热端）结点温度时，保持T B（称之为参考端，也叫冷端）处于一恒温状态，就能通过热电势与温度关系得出该两种材料所形成的热电偶分度表，由于热电势指的是E AB（T A，T B），两端接合点温度差所对应的电势差有关，而温度差相同但温度段不同时对应的信号大小也是不一致的，例如0~50℃和50~100℃的温度差相同，但信号大小却是不相同，为了准确测量温度信号就必须把其中一头的温度固定下来，通常分度表的T B一般为0℃。所以从理论上讲，任何两种导体都可以配制为热电偶，但得到的并不全是满足测量需求的，如测温精度、测温范围、测温瞬变程度等。在多年的时间测试了许多种热电材料组合的热电特性，经过百多年的发展已经对产品的规格及性能都已标准化。目前常用的热电偶类型有8种，S、R、B、E、T、J、K、N。其中S、R、B属于贵金属材料热电偶；E、T、J、K、N属于廉金属材料热电偶。对于热电偶类型所选用的材料均可在网上找到对应资料。 对于不同型号类型热电偶拥有自己所测量的最优温度区间，将在后续选取中进一步介绍。 三、热电偶测量原理 四个热电偶基本经验定律： 1.均质导体定律：由同一种均质材料两端焊接组成闭合回路时，无论导体两端及其截面温度如何分布，均不产生接触电势，而温差电势相互抵消，总电势为零； 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的总电势没有影响；
热电偶测温系统设计说明
任务书 课程传感器课程设计 题目热电偶测温系统设计 主要容： 本系统以单片机为核心，硬件设计使用高精度模/数转换器和高精度数/模转换器，分别实现对热电偶电动势的采样、放大、AD 转换和对线性化处理的数据转换，并在程序中采用修正后的数据，实现热电偶的线性化处理。 基本要求： 1、按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较； 2、利用热电偶和单片机等设计一种热电偶测温系统电路。 3、说明所用传感器的基本工作原理、画出应用电路电路图、写明电路工作原理、注明元器件选取参数、进行方案比较。 主要参考资料： [1]志尚.温度计量与测试[M].：中国计量，1998． [2]茂泰.智能仪器原理及应用[M].: 电子工业，2007. [3]杰，黄鸿.传感器与检测技术[M].: 高等教育，2006. [4]华东.单片机原理与应用[M].: 电子工业，2006. 完成期限 指导教师 专业负责人 2016年5 月7 日
摘要 在现代化的工业现场, 常用热电偶测试高温,测试结果送至主控机。热电偶是工程上应用最广泛的温度传感器之一，它具有构造简单、使用方便、准确度、热惯性小、稳定性及复现性好、温度测量围宽等优点，适用于信号的远传、自动纪录和集中控制，在温度测量中占有重要地位。但由于热电偶的热电势与温度呈非线性关系, 所以必须对热电偶进行线性化处理以保持测试精度。该测温系统通过高精度模/数转换器AD7705对热电偶电动势进行采样、放大, 并在单片机采用一定算法实现对热电偶的线性化处理, 再通过数/模转换器AD421进行数/模转换产生4 mA~ 20mA的电流, 送入主控中心。 关键词：热电偶；线性化；AD转换；DA转换；单片机
基于热电偶的温度测量电路设计
燕山大学 课程设计说明书题目：基于热电偶的温度测量电路设计 学院（系）：电气工程学院 年级专业： 学号： 学生： 指导教师： 教师职称：
燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院基层教学单位：
说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2011年6 月26 日燕山大学课程设计评审意见表
目录 第1章摘要 (2) 第2章引言 (2) 第3章电路结构设计 (2) 3.1 热电偶的工作原理 (2) 3.2 冷端补偿电路设计 (5) 3.3 运算放大器的设计 (6) 第4章参数设计及运算 (8) 4.1 补偿电路的计算 (8) 4.2 运算放大器的计算 (9) 4.3 仿真器仿真图示 (10) 心得体会 (12) 参考文献 (13)
第一章摘要 本文所要设计的是基于运算放大器的具有冷端补偿的热电偶测温。 所要设计包括三部分，热电偶，冷端补偿，运算放大器。热电偶选用的为K型热电偶，补偿采用是桥式补偿电路，运算放大器则用的是运放比例较大而输出阻抗比较小的仪器仪表放大器。 第二章引言 在工业生产过程中，温度是需要测量和控制的重要参数之一，在温度测量中，热点偶的应用极为广泛，它具有结构简单，制作方便，测量围广，精度高，惯性小和输出信号便于远传等许多优点。另外，由于热电偶是一种有源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便，所以常被用作测量炉子，管道的气体或液体的温度及固体的表面温度。热电偶作为一种温度传感器，热电偶通常和显示仪表，记录仪表和电子调节器配套使用。热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。 第三章电路结构设计 3.1热电偶的工作原理 热电偶是一种感温元件，是一次仪表，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。 热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体（称为热电偶丝材或热电极）组成闭合回路，当接合点两端的温度不同，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（也称为测量端），温度较低的一端为自由端（也称为补偿端），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
基于单片机的热电偶测温系统方案
基于单片机的热电偶测温系统 摘要 热电偶传感器是目前接触式测温中应用最广的热电式传感器，在工业用温度传感器中占有及其重要的地位。本文设计了基于单片机的热电偶测温系统，该测温系统由温度测量电路、运算放大电路、A/D转换电路及显示电路组成，以AT89C51单片机为主控单元。文中首先介绍了热电偶的测温原理，热电偶冷端补偿方法，结构形式，及其特点等，另外简答介绍了硬件平台中相关模块的功能及用法。另外对硬件电路包括温度转换芯片MAX6675、K型热电偶、89C51单片机、数码管等元器件及温度采集电路、温度转换电路、数码管显示电路做了详细的介绍及说明。 关键词温度传感器热电偶热时间常数冷端补偿
The thermocouple temperature measurement system based on single chip microcomputer ABSTRACT Thermocouple sensor is currently the most widely used in non-contact temperature measurement of thermoelectric sensors, in the industry with a temperature sensor and its important status. This paper designed the thermocouple temperature measurement system based on single chip microcomputer, the temperature measurement system composed of temperature measuring circuit, operational amplifier circuit, A/D conversion circuit and display circuit, AT89C51 single chip processor as the main control unit. This paper first introduces the principle of thermocouple temperature measurement, the thermocouple cold junction compensation method, structure form, and its characteristics, etc., in the hardware platform are introduced another short answer function and usage of related modules. In addition to hardware circuit including temperature conversion chip MAX6675, K type thermocouple, 89 c51, digital tube and other components and temperature acquisition circuit, temperature conversion circuit, digital tube display circuit made detailed introduction and description. KEY WORDS Temperature sensor Thermocouple Thermal time constant Cold junction compensation
热电偶测温原理
热电偶测温原理 教育知识 热电偶测温原理与检定 前言 热电偶是热电效应理论的具体应用，它在温度测量中得到了广泛的应用。热电偶具有结构简单，容易制造，使用方便和测量精度高等优点。 本论文阐述了热电偶的测温原理、热电偶的安装使用方法以及热电偶检定等方面，特别重点讨论了热电偶的测温原理和检定方法，以便能重点突出本论文的写作目的及观点。通过撰写此论文，使自己能更进一步地掌握和熟悉这些关于热电偶的知识点，为以后在工作岗位上的实践和对热电偶进一步的讨论中打下坚实而有力的基础。 撰写人：王彭 2006年1月12日 摘要：热电偶的测温原理是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。 关键词：原理，使用，检定，实例 热电偶测温原理与检定 第一章热电偶测温原理及正确使用 第一节热电偶的测温原理 在1821年德国医生塞贝克在实验中发现热电效应以来，经珀尔帖、汤姆逊以及开尔文等科学家的大量研究，热电效应理论得到了不断的发展，并日趋完善。热电偶是热电效应的具体应用之一，它在温度测量中得到了广泛的应用，热电偶具有结构简单、容易制造、使用方便和测量精度高等优点。可用于快速测温、点温测量和表面测量等，但是热电偶也存在着不足的地方，如使用的参考端温度必须恒定，否则将歪曲测量结果；在高温或长期使用中，因受被测介质或气氛的作用（如氧化、还原等）而发生劣化，降低使用寿命。尽管如此，热电偶
仍在工业生产和科研活动中起着举足轻重的作用。下面我们从三个热电效应的阐述中来讨论热电偶的测温原理。 一、塞贝克效应和塞贝克电势 热电偶为什么能用来测量温度呢？这就是从热能和电能的相互转化的热电现象说起。在1821年，塞贝克通过实验发现一对异质金属A、B组成的闭合回路（如图1—1）中，如果对接点a加热，那么，a,b两接点的温度就会不同，温度不同，就会有电流产生，使得接在电路中的电流表发生偏转。这一现象现今称为温差电效应或塞贝克效应，相应的电势称为温差热电势或塞贝克电势，它在热电偶回路中产生的电流称为热电流。Ａ、Ｂ称为热电极，接点a是用焊接的方法连接一起的，测温时，将它置于被测温度场中，称为测量端或者工作端，接点b一般要求恒定在某一温度称为参考端或自由端。 A A T a b T0 图１—１塞贝克效应示意图 不同的导体材料的电子密度不同，即使相同的导体材料，温度不同，其电子密度也不相同，当异质金属Ａ、Ｂ组成闭合回路，由于接点a、b的温度不同（设Ｔ>Ｔ０），则同一导体温度高的地方自由电子密度大，温度低的地方自由电子密度小，即ＮＡ,Ｔ>ＮＡ,T0；ＮＢ,T>ＮＢ,T0。由于两金属导体的自由电子密度不同（设ＮＡ，T>NB，T；ＮＡ，T0>NB，T0）,所以在闭合回路中，自由电子密度大的要向自由电子密度小的区域扩散，这样在回路中就产生了“净”电荷流动，即回路中有电动势eＡB，这就是产生塞贝克电动势原因。实验证明，当热电极材料一定后，则热电势仅与两接点的温度有关，即： dEＡB(T,T0)=SＡBdT (1—1) 式中：SＡB——热电势率或塞贝克系数，其随热电极材料和两接点温度而定。 当两接点的温度分别为T，T0时，回路的热电势为： EＡB（T，T0）= SＡBdT=eＡB (T)- eＡB (T0) （1—2） 式中：eＡB (T)，eＡB (T0)——接点a,b的分热电势或分塞贝克电势 式（1—2）中角标A、B表示不同的热电极材料，按正极写在前，负极写在后的顺序排列。当温度T>T0时，eＡB(T)与总电动势的方向一致，eＡB (T0)与总热电动势的方向相反。如果接点的分热电势角标颠倒，它不会改变分热电势的大小，而改变热电势的方向，即： eＡB (T0)=- eBＡ(T0) （1—3） 代入式（1—2）得： EＡB（T，T0）= eＡB (T)+ eBＡ(T0) （1—4） 由此可知，热电偶回路的总热电动势的大小仅与热电极的材料和两接点的温度有关，与热电极中间温度分布无关。 对于已定的热电偶，当其参考端温度T0恒定时，eＡB（T0）为一常数，则热电势EＡB（T，T0）仅是测量端温度的函数，即：
基于51单片机、K型热电偶、MAX6675的8路温度显示系统
自动化工程训练课程设计 学院名称信息科学与工程学院 专业班级自动化1202班 姓名黎毅刚 指导老师刘芳
目录第一章绪论 第二章方案论证 2.1温度采集方案 2.2显示界面方案 第三章系统整体设计 3.1 系统总体分析 3.2设计原理 第四章各个元器件及芯片简介 4.1 AT89C51单片机介绍 4.2 K型热电偶简介 4.3 MAX6675简介 4.4 LCD12864简介 第五章各部分电路设计 5.1温度采集电路 5.2数据处理电路 5.3温度显示电路 5.4超限报警电路 第六章心得体会 附录1 硬件仿真图与运行效果展示附录2 软件代码
第一章绪论 在工业生产中，需要检测工艺生产线的温度，而且这个温度范围还很大。该系统采集主要以Atmel公司的AT89C51单片机为控制处理核心，由它完成对数据的采集处理以及控制数据的无线传输。AT89C51单片机是一种低功耗/低电压/高性能的8位单片机，片内带有一个8KB的可编程／可擦除／只读存储器。无线收发一体数传MODEM模块PTR2000芯片性能优异，在业界居领先水平，它的显著特点是所需外围元件少，因而设计非常方便。因此用来设计工业温度检测系统相当的合适。 在本文中，主要说明单片机与K型热电偶以及K型热电偶模数转换器—MAX6675的组合，形成单片机的温度检测系统。包括：如何针对系统的需求选择合适的温度检测器件，如何根据选择的器件设计外围电路和单片机的接口电路，如何编写控制温度检测器件进行数据传输的单片机程序，并简要介绍数字温度传感器MAX6675的应用。
第二章方案论证 2.1温度采集方案 方案一：模拟温度传感器。采用热敏电阻，将温度值转换为电压值，经运算放大器放大后送A/D转换器将模拟信号变换为数字信号，再由单片机经过比较计算得到温度值。优点：应用广泛，特别是工程领域，采用不同的热敏电阻，可实现低温到超高温的测量。缺点：必须采用高速高位A/D转换器，系统复杂，成本高，还以引进非线性误差，得通过软件差值修正 方案二：采用集成数字温度传感器DS18B20。该传感器采用单总线接口，能方便的与单片机通信。测温范围从-55到+125,测温精度9-12位可调，12位时最大转换时间为750ms，但是不满足本设计的要求。缺点：不能实现高温测量。 方案三：采用K型热电偶与K型热电偶模数转换器—MAX6675的组合，该组合采用单总线接口，能方便的与单片机通信，测量范围从0到+1050度，测温精度为12位，完全满足本设计的要求，因此采用此方案。 2.2显示界面方案 方案一：用数码管显示，优点：结构简单，成本低。缺点：只能显示一测量点和有限的符号。 方案二：采用LCD12864显示。可以实现中英文操作提示，方便人机交换。能同时显示多点温度值，使用方便，而且价格适中，本系统设计为多点温度采集情况可以采用。 第三章系统总体设计 3.1 系统总体分析 本系统采用的是K型热电偶采集温度，因此本设计有温度采集部分，数据处理部分，温度显示部分，故障显示并显示部分组成。AT89C51单片机以及单片机的外围电路由晶振电路，复位电路，温度采集电路，温度显示电路，超限报警电路组成。系统设计框图如下：