热电偶基本原理和使用方法.doc

热电偶基本原理和使用方法常见热电偶分度号有S、B、K、E、T、J等,这些都是标准化热电偶。其中K型也即镍铬-镍硅热电偶,它是一种能测量较高温度的廉价热偶。由于这种合金具有较好的高温抗氧化性,可适用于氧化性或中性介质中。它可长期测量1000度的高温,短期可测到1200度。它不能用于还原性介质中,否则,很快腐蚀,在此情况下只能用于500度以下的测量。它比S型热偶要便宜很多,它的重复性很好,产生的热电势大,因而灵敏度很高,而且它的线性很好。虽然其测量精度略低,但完全能满足工业测温要求,因此它是工业上最常见的热电偶。 概述:作为工业测温中最广泛使用的温度传感器之一——热电偶,与铂热电阻一起,约占整个温度传感器总量的60%,热电偶一般和显示仪表等配套使用,直接测量各种生产过程中-40~1800℃范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面温度。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,在回路中就会产生电动势,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测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);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,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对于热电偶的热电势,应注意如下几个问题:(1)热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差,而不是热电偶两端温度差的函数;(2)热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成份和两端的温差有关;(3)当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关;若热电偶冷端的温度保持一定,这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。热电偶的基本构造: 工业测温用的热电偶,其基本构造包括热电偶丝材、绝缘管、保护管和接线盒等。一、常见热电偶丝材及其性能1、铂铑10-铂热电偶(分度号为S,也称为单铂铑热电偶)该热电偶的正极成份为含铑10%的铂铑合金,负极为纯铂;它的特点是:(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,它是在所有热电偶中,准确度等级最高的,一般见作标准或测量较高的温度;(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。2、铂铑13-铂热电偶(分度号为R,也称为单铂铑热电偶)该热电偶的正极为含13%的铂铑合金,负极为纯铂,同S型相比,它的电势率大15%左右,其它性能几乎相同,该种热电偶在日本产业界,作为高温热电偶用得最多,而在中国,则用得较少;3、铂铑30-铂铑6热电偶(分度号为B,也称为双铂铑热电偶)该热电偶的正极是含铑30%的铂铑合金,负极为含铑6%的铂铑合金,在室温下,其热电势很小,故在测量时一般不用补偿导线,可忽略冷端温度变化的影响;长期使用温度为1600℃,短期为1800℃,因热电势较小,故需配用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,也能够在真空气氛中的短期使用;