热电偶的特点及校准过程b.

长期最高使用温度为 1600℃，短期最高使 用温度为1800℃
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廉金属热电偶
型 号 名称 优点 缺点 测温范围 镍 铬-镍 硅 线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀 不能直接在高温下用于硫，-200~1300℃ 热电偶 性较好，抗氧化性能强，价格便宜等，能用于氧化性 还原性或还原，氧化交替 K 惰性气氛中 的气氛中和真空中，也不 推荐用于弱氧化气氛中 镍 铬硅- 镍 线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均 不能直接在高温下用于硫，-200~1300℃ 硅热电偶 匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜，不受短程有序 还原性或还原，氧化交替 化影响等优点,其综合性能优于K型热电偶,是一种很 的气氛中和真空中，也不 N 有发展前途的热电偶 推荐用于弱氧化气氛中 镍 铬-铜 镍 热电动势之大，灵敏度之高属所有热电偶之最，宜制 不能直接在高温下用于硫，-200~900℃ 成热电堆，测量微小的温度变化。对于高湿度气氛的 还原性气氛中，热电势均 热电偶 腐蚀不甚灵敏，宜用于湿度较高的环境。E热电偶还 匀性较差 E 具有稳定性好，抗氧化性能优于铜-康铜，铁-康铜热 电偶，价格便宜等优点，能用于氧化性和惰性气氛中 铁 -铜镍 热 线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均 正极铁在高温下氧化较快，-200~1200 电偶 匀性较好，价格便宜等, 可用于真空，氧化，还原和 故使用温度受到限制，也 通常使用的温度 惰性气氛中 不能直接无保护地在高温 范围为0~750℃ 下用于硫化气氛中

•外部补偿：制作一个温度为0度的 冷端（或者已知的温度） •内部补偿：是用仪表测量实际参考 端温度，将最终的测量值进行相应 的温度补偿。
T1
V2

T2 T1
0
T
A
T2
铜 V 铜
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工作端
B
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外部冷端补偿
•外部冷端补偿原理
―原理：保证 T2＝0 ―应用：使用冰点槽或其他已有准确温度值的外部热源
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
长期最高使用温度为 1300℃，短期最高使 用温度为1600℃
R
铂铑13-铂 热电偶
R型热电偶的综合性能与S型热电偶相当;研 究表明：R型热电偶的稳定性和复现性比S型 同上 热电偶均好
长期最高使用温度为 1300℃，短期最高使 用温度为1600℃
J
铜 -铜镍 热 线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均 T型热电偶的正极铜在高 -200~350℃ 电偶 匀性较好，价格便宜等,特别在-200~0℃温区内使用，温下抗氧化性能差 稳定性更好，年稳定性可小于±3μV，经低温检定可 T 作为二等标准进行低温量值传递
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热电偶的特点及校准过程
李欣 市场技术部 福禄克公司计量校准部(中国)
2013-4-25
Fluke Calibration 1
主题
•热电偶的原理及特点 •典型校准方法
―热电偶测温元件的校准 ―热电偶温度校准仪的校准
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赛贝克电流
金属１
T1
电流
T2
金属２
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• 热电偶接头也是补偿导线的一部分
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常见补偿导线和连接头
Fluke Calibration
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热电偶冷端温度补偿问题
•实际测得的温度是工作端（热端） V 和测量端（冷端）之差：T1-T2 V1 •只有测量端（冷端）为0度时，热 电偶测得的电压才能反映热端的温 度
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热电偶测温以及检定中的常见问题
• 补偿导线及ຫໍສະໝຸດ Baidu接
―正确选择和使用
• 冷端补偿
―选择合适的冷端补偿
• 冰点的制作
―要点
• 热电偶检定系统
―热偶炉的操作 ―热偶炉温场性能
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补偿导线及连接
•补偿导线的作用
―延长测量距离
•补偿导线的分类
―延伸型－与热偶相同的材料 ―补偿型－在常温用与热电偶温度特性相同的金属线， 不改变改热偶的热电关系
•外部冷端补偿特点
―准确度高 ―需外部设备
+
VTC(TTC) +
T1
0° C VJ1(0° C)
-
Vo=VTC(TTC)
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热电偶特性曲线
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贵金属热电偶
型 号 名称 优点 缺点 测温范围
S
铂铑10-铂 热电偶,俗 称单铂铑 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, 不需用补偿导线进行补偿
B
不适用于还原性气氛或含有 铂铑30-铂 在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最 金属或非金属蒸气气氛，热 铑6热电偶； 好，测温温区宽，使用寿命长，测温上限高 电势率较小，灵敏读低，高 双铂铑热 等优点。适用于氧化性和惰性气氛中，也可 温下机械强度下降，对污染 电偶 短期用于真空中，不需用补偿导线进行补偿 非常敏感，贵金属材料昂贵
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热电偶的原理
• 热电偶测温原理
―Seebeck Effect 塞贝克效应
Copper 铜
原理图
热端
冷端
Iron 铁
T1
A
T2
C
冷端
等效图
热端 B
V C
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常见热电偶类型及特点
•热偶的分类
―按材质： * 贵金属热偶 • S/R/B * 廉金属热偶 • K/J/E/N/T/…
―按用途和等级
* 工作用热电偶 • 用于测温 * 标准热电偶 • 作为标准
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热电偶的表达
• 热偶的表达
• 每种热偶都有其特定的数学表达式（温度与电势的输出关系） • 其表达式是非线性的
• 分度表-电压与温度的对应关系 • 检定规程附录
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热电偶测温的特点
优点 缺点
测温范围宽
结实耐用 响应时间快 无须外部激励 制造容易，价格低
准确度不高
稳定性差 需要对冷端进行补偿
•热偶的应用场合 ―高温的测量场合 ―精度要求不高的场合
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典型热电偶温度检定/校准系统
热偶检定炉
热电偶
测温仪表
计算机软件
冰点槽
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