基于钨铼热电偶的接触式爆炸温度测试方法
仪器仪表标准编号仪表材料
仪器仪表标准编号仪表材料 外表材料GB903-87 无色光学玻璃 GB1598-86 铂铑13-铂热电偶丝及分度表 GB2614-85 镍铬--镍硅热电偶丝及分度表 GB2902-82 铂铑30-铂铑6热电偶丝及分度表 GB2903-89 铜--铜镍热电偶丝及分度表 GB2904-82 镍铬--金铁、铜--金铁低温热电偶丝及分度表 GB3217-92 永磁(硬磁)材料磁性试验方法 GB3772-83 铂铑10-铂热电偶丝及分度表 GB4753-84 铸造铝镍钴系永磁(硬磁)合金技术条件 GB/T4989-94 热电偶用补偿导线 GB/T4990-95 热电偶用补偿导线合金丝 GB4993-85 镍铬--铜镍热电偶丝及分度表 GB4994-85 铁--铜镍热电偶丝及分度表 GB5977-86 电阻温度计用铂丝 GB5978-86 电阻温度计用铂丝电阻比测试方法 GB6145-85 锰铜、康铜周密电阻合金 GB6146-85 周密电阻合金电阻率测试方法 GB6147-85 周密电阻合金热电动势率测试方法 GB6148-85 周密电阻合金电阻温度系数测试方法 GB6149-85 新康铜电阻合金 GB7895-87 人造光学石英晶体 GB7896-87 人造光学石英晶体试验方法 GB7962.1-87 无色光学玻璃测试方法折射率和色散系数测试方法 GB7962.2-87 无色光学玻璃测试方法光学平均性平行光管测试方法 GB7962.3-87 无色光学玻璃测试方法光学平均性全息干涉测试方法 GB7962.4-87 无色光学玻璃测试方法光学平均性多光束球面干涉测试方法GB7962.5-87 无色光学玻璃测试方法中部应力双折射测试方法 GB7962.6-87 无色光学玻璃测试方法边缘应力双折射测试方法 GB7962.7-87 无色光学玻璃测试方法条纹度检测方法 GB7962.8-87 无色光学玻璃测试方法气泡度检测方法 GB7962.9-87 无色光学玻璃测试方法光吸取系数测试方法 GB7962.10-87 无色光学玻璃测试方法耐辐射性能测试方法 GB7962.11-87 无色光学玻璃测试方法折射率周密测试方法 GB7962.12-87 无色光学玻璃测试方法光谱内透过率测试方法 GB7962.13-87 无色光学玻璃测试方法导热系数测试方法 GB7962.14-87 无色光学玻璃测试方法耐酸稳固性测试方法 GB7962.15-87 无色光学玻璃测试方法耐潮稳固性测试方法 GB7962.16-87 无色光学玻璃测试方法线膨胀系数和转变温度测试方法 GB7962.17-87 无色光学玻璃测试方法紫外、红外折射率测试法--最小偏向角GB7962.18-87 无色光学玻璃测试方法紫外、红外折射率测试法--自准直法GB7962.19-87 无色光学玻璃测试方法相对研磨硬度测试方法
热电偶传感器第一讲
教师授课方案（首页） 授课班级09D电气授课日期 课节 2 课堂类型讲授 课题第九章热电偶传感器第一节温度测量的基本概念第二节热电偶传感器的工作原理第三节热电偶传感器的种类结构 第四节热电偶的冷端延长 教学目的与要求【知识目标】 1、了解温标的概念 2、了解热电偶传感器的工作原理； 3、掌握热电偶的选用及掌握分度表的应用； 4、掌握热电偶的应用 【能力目标】培养学生理论分析及理论联系实际的能力，在实际测量中会进行热电偶传感器的选用以及冷端延长导线的选型。【职业目标】培养学生爱岗敬业的情感目标。 重点难点重点：选用热电偶、冷端延长线的选择及分度表的使用难点：无 教具教学辅助活动教具：热电偶、酒精灯、毫伏表、导线、多媒体课件、习题册教学辅助活动：提问、演示、生师讨论 一节教学过程安排复习 1、什么是霍尔效应传感器的工作原理 2、霍尔集成电路的特性。 3、霍尔传感器有哪些应用。 5分钟讲课 1、温标的概念 2、热电偶传感器的工作原理； 3、热电偶的分类、选用及掌握分度表的应用； 4、掌握热电偶的应用 73分钟小结 小结见内页，之后利用10分钟时间与学生互 动答疑 10分钟作业习题册第九章热电偶传感器习题2分钟 任课教师：2011年1月31日审查教师签字：年月日
教案附页【复习提问】 上节课知识点： 1、什么是霍尔效应传感器的工作原理 2、霍尔集成电路的特性。 3、霍尔传感器有哪些应用。 第九章热电偶传感器 【章节导入】： 在众多测温传感器中，热电偶传感器已成规格，并符合国际计量委员会的标准，在工业生产和科学研究得到广泛应用。 【本章要点】: 1、了解温度测量的基本概念和方法； 2、热电偶的工作原理，了解热电偶的分类及特点、进行热电偶传感器 的选用； 3、理解中间计算修正定律，掌握冷端延长的方法，并会选择补偿导线。 4、掌握控温仪表的接线方法。 第一节温度测量的基本概念 【本节内容设计】 通过课件与教师讲授温度的概念、温标、温度测量及温度测量传感器的分类及特性，为测量温度及热电偶传感器的学习奠定基础 【授课内容】 一、温度的概念 温度标志着物质内部大量分子无规则运动的剧烈程度。温度越高，表示物体内部分子热运动越剧烈。 二、温标1、温度的数值表示方法称为温标。它规定了温度的读数的起点（即零点）以及温度的单位。各类温度计的刻度均由温标确定。 2、国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、热力学温标等。 几种温标的对比正常体温为37 C 相当于华氏温度 1.8×37+32=99F 相当于热力学温标37+273=310K 三、温度测量及传感器分类温度传感器按照用途可分为：基准温度计和工业温度计； 按照测量方法又可分为：接触式和非接触式； 按工作原理又可分为：膨胀式、电阻式、热电式、辐射式等等；
八通道热电偶采集模块(热电偶,电压,电流)说明书
FLEX4011八通道模拟量(热电偶/电压/电流) 采集模块用户手册
目 录 1 产品介绍 (3) 2 电气连接及安装 (5) 3 通讯协议 (9) 3.1 Modbus RTU/ASCII通信协议 (9) 3.1.1 Modbus寄存器地址映射 (9) 3.1.2 读取数据以及处理 (13) 3.2 ADAM研华通信协议 (16) 3.2.1 研华通信协议命令 (16) 3.2.1.1 读取单通道的数据命令 (16) 3.2.1.2 读取所有通道的数据命令 (18) 3.3 ASCII码对照表 (20) 4 设置软件使用说明 (20) 4.1 设置软件与处于设置状态的模块通信 (20) 4.2 串口通信参数如何设置 (23) 5 使用串口调试软件读取数据 (24) 5.1 Modbus-RTU通信协议 (24) 5.2 ADAM研华通信协议 (24) 附录A (26) A.1 模拟量数据格式 (26) A.2 模拟量输入范围 (26)
1 产品介绍 FLEX-4011热电阻采集模块是FLEX-4000系列智能测控模块之一，广泛应用于温度测量的工业场合，提供了多种热电偶信号的采集以及转换，线性处理并转换成线性化的数据值，经RS-485 总线传送到控制器。FLEX-4011具有八个测量通道，可连接J, K, T, E, R, S, B, N, C, D, G, L, U等多种规格热电偶进行测量。模块内部各处理单元之间提供了高于1500V 的电气隔离，有效的防止模块因外界高压冲击而损坏，为工厂自动化以及楼宇自动化提供了高效的解决方案。模块主要特点如下： · 八通道模拟量(热电偶/电压/电流)输入 · 可由软件设置传感器的类型以及模块参数 · 支持多种标准的热电偶 · 宽电压范围输入(18-36V DC)，功耗低 · RS-485网络连接，支持Modbus RTU/ASCII协议 · 内置看门狗，运行稳定可靠 · 外部供电/RS485通讯/模拟量输入之间3000V电气隔离 · 宽温度范围运行 · 安装方便，标准导轨卡装或螺钉固定
热电偶的分度号分类
热电偶的分度号有哪几种、有什么区别 热电偶的分度号有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种。其中S、R、B属于贵金属热电偶，N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。 t、S分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1400℃,短期1600℃。 在所有热电偶中，S分度号的精确度等级最高，通常用作标准热电偶； R分度号与S分度号相比除热电动势大15%左右，其它性能几乎完全相同； B分度号在室温下热电动势极小，故在测量时一般不用补偿导线。它的长期使用温度为1600℃，短期1800℃。可在氧化性或中性气氛中使用，也可在真空条件下短期使用。 N分度号的特点是1300℃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，可以部分代替S分度号热电偶； K分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1000℃,短期1200℃。在所有热电偶中使用最广泛； E分度号的特点是在常用热电偶中，其热电动势最大，即灵敏度最高。宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，使用温度0-800℃； J分度号的特点是既可用于氧化性气氛(使用温度上限750℃)，也可用于还原性气氛(使用温度上限950℃)，并且耐H2及CO气体腐蚀，
多用于炼油及化工； T分度号的特点是在所有廉金属热电偶中精确度等级最高，通常用来测量300℃以下的温度 补偿导线工作原理： 在一定温度范围内，具有与其匹配的热电动势标称值相同的一对带绝缘包覆的导线叫补偿导线。用它们连接热电偶与测量装置，以补偿热电偶连接处的温度变化所产生的误差。 补偿导线特点： ①热电特性稳定，电绝缘性能好，使用寿命长。 ②柔软，弯曲性能能好，使用方便。 ③包覆层材料稳定可靠，具有一定的耐温性和耐寒性能。 铂铑热电偶 产品型号：WRP（WRR）--130 S型小铂铑热电偶为各类小型箱式电阻炉或井式炉使用，也可以用于同类产品上。WR系列工业用热电偶作为温度测量传感器 ,通常与温度变送器、调节器及显示仪表等配套使用,组成过程控制系统，用以
关于热电偶传感器的调研报告
题目：热电式传感器 ——《传感器与检测技术》调研报告 姓名 学校 学院 专业班级 学号 2015 年12 月17 日
目录 第一章热电偶传感器发展现状简述 (1) 1.1热电偶传感器国内发展现状 (2) 1.2热电偶传感器国外发展现状 (2) 第二章热电偶传感器的基本工作原理 (4) 2.1热电偶测温原理 (4) 2.2热电动势的测量 (4) 2.3热电偶的基本定律 (5) 2.4热电偶冷端温度误差及其补偿 (5) 第三章热电偶在轴承热处理连续网带炉自动控制中的应用 (6) 3.1变成炉 (6) 3.2淬火炉与回火炉 (7) 3.3淬火油槽与中洗(Ⅱ)及防锈油槽 (7) 第四章自己对传感器技术的理解 (8) 参考文献 (9) 附录 (9) 1
第一章热电偶传感器发展现状简述 1.1热电偶传感器国内发展现状 标准化热电偶工艺比较成熟，应用广泛，性能优良稳定，能成批生产，同一型号可以互换，统一分度，并有配套仪表。难融金属热电偶中钨铼热电偶是最成功的，也是可测到1800以上工业热电偶中最好的热电偶。。在宇航与核工业等高技术领域应用广泛。这种热电偶的特点是：电极丝的熔点高、强度大；极易氧化；热电势大，灵敏度高；价格便宜，钨镍热电极丝价格仅为s型热电偶的1／6，B 型热电偶的118。 一种设想是在钨铼热电偶保护管内制造出非氧化性气氛，使其在非氧化性气氛中工作，国内外均取得突破性进展，在冶金、化工等行业应用已取得满意效果。东北大学已研制的实体性抗氧化钨铼热电偶已获得国家专利。既可用于氧化、还原气氛，又可以在两者交替的气氛中使用。自1992年起，沈阳冶炼厂用它替代铂铑系贵金属热电偶。结果表明：其使用寿命是铂铑系热电偶的1～2倍，而价格不足铂铑热电偶的一半，具有显著的经济效益和社会效益。当前，铂铑热电偶价格昂贵，推广抗氧化钨铼热电偶符合国情，势在必行。 1.2 热电偶传感器国外发展现状 美国Hoskins公司开发出一种复合管型铠装热电偶2300型，可长时间在1260条件下使用。它的特点是：采用特种镍基耐热合金作铠装热电偶套管材料；采用高精度N型或K型热电偶丝及高纯度MgO，以特殊的工艺制成复合管型铠装热电偶，高温下热稳定性高；生产工艺独特，可生产超常规的长热电偶(L=500m)，其直径为①1．o一①6．4ram；耐高温，抗氧化，使用寿命长。 早在ITs一90温标实施前，加拿大人E．H Mcla，en和E．G．Murdock就开始了对金／铂热电偶进行研究。通过大量的实验工作发现，使用纯铂和纯金构成的热电偶具有良好的复现性。ITs一9p温标实施后，人们对高温铂电阻HTPRT 使用到银凝固点(961．78。C)的稳定性产生了质疑，这时，很多人寻求一种更好的测温元件，金／铂热电偶成为众多国家研究的对象。美国NIST、英国NPL、韩国KRISS等研究机构都进行了研究，其中美国NIST的G．w．Bums等人在他们的题目为《金／铂热电偶：研究数据及ITS一90温标下的参考函数》中指出“在o℃～1000。C温区内，金／铂热电偶在两年的实验中在961 oC。965。C累计1000h 的条件下，在银凝固点(961．78。C)的稳定性不超过土16mK，其在铝凝固点上进行的均匀性的研究表明它的不均匀性为2mK(浸入深度变化7．4cIn)。这些数据表明在银凝固点(961．78"C)的稳定性比高温铂电阻温度计HTPRT更好”。目前 2
廉金属热电偶的现状与展望
廉金属热电偶的现状与展望 王魁汉崔传孟 （东北大学·沈阳，110006） 摘要：本文重点介绍新型廉金属热电偶，镍铬硅—镍硅热电偶及钨铼热电偶的结构、性能及应用现状。探讨了钨铼热偶的防氧化技术、稳定性及使用寿命。结果表明，采用实体型抗氧化钨铼热电偶替代铂铑热电偶，用于工业过程检测，不仅性能稳定，使用寿命长，而且价格便宜,管理方便是今后的发展方向。 关键词：钨铼热电偶、现状，展望 1前言 金、银及铂族金属等8种元素称贵金属，由这些金属或合金构成的热电偶称贵金属热电偶。除此之外统称廉金属热电偶，如镍基合金热电偶及难熔金属热电偶等。主要的贵金属与廉金属热电偶见表1[1]，其中后者用量大，使用范围广，是一种主要的测温手段。而且随着铂铑热电偶的价格不断上涨，新型廉金属热电偶的问世以及钨铼热电偶防氧化技术的突破使得有关廉金属热电偶的研究、开发与应用变得十分活跃，已引起世界各国的注目。本文将重点介绍廉金属热电偶的现状与展望。 表 1 热电偶的主要性能与应用 2 廉金属电偶 2.1 新型廉金属热电偶 1) 镍钼镍钴热电偶 该种热电偶主要用米测量汽车发动机废气温度其特点是性能稳定在875℃的空气中，经1 0000h偏差不超过5℃，较N、K型热电偶更稳定[2]。 2) 钼铌热电偶 该种热电偶的使用温度可选2000℃～2200℃，在辐照条件下是一种可避免钨铼热电偶嬗
变的较好的测温元件[2]。 3) 镍钼热电偶 该种热电偶主要用于高温惰性气体及真空环境中，也常用于含氢的还原性气氛中，它的使用温度范围是O℃～1287℃，精度为0.75% 4) 整体设计的铠装热电偶 保护管对热电偶的稳定性影响极大，因此应依据使用条件，选择不同的保护管材料。可是，人们往往忽视保护管材料与热电极间的相容性。例如，K型铠装热电偶的套管材料(不锈钢与因科内尔合金)与热电极的化学成分有较大差异，在高温下某些合金元素的扩散(特别是锰)将引起热电动势的激烈变化(见表2)，而膨胀系数的差异对其寿命及可靠性的影响也很大，因此，新型整体设计的X型铠装热电偶从外套管材料至热电极丝要统一设计。整体化铠装热电偶(N-CLAD)[2]将采用热电偶的正极材料作为外套管，从而提高了N型铠装热屯偶的准确度与精度(见表2)。 2.2 镍铬硅—镍硅热电偶 科学技术的不断发展人们对测量精度的要求越来越高。由于K、E、J及T型等廉金属熟电偶的性能不够稳定，因此，不能满足要求，而镍铬硅—镍硅热电偶却具有明显的优越性。 表2 套管材料对铠装热电偶性能的影响 1) 镍铬硅—镍硅热电偶的特点 镍铬硅—镍硅热电偶的分度号为N，它具有如下特点： ① 在1300℃以下，高温抗氧化能力强； ② 热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好； ③ 耐射辐照能力强，耐低温性能也好。 2) N型与K型热电偶性能对比 N型与K型热电偶的性能对比见表3[3]，由表3可以看出，在550℃～1050℃范围内，两者几乎无差异，但在30K～15OOK的整个温度范围内有可能全面替代其它廉金属热电偶，并有部分取代S型热电偶的趋势正在引起人们的高度重视。N型热电偶的推广应用，将对热电偶测
热电偶的测温原理
热电偶的测温原理 摘要：通过对金属的接触电动势和温差电动势来进行简化的数学推导，从根源来阐述热电偶的工作原理，并通过实验来简化。从而系统地解释了热电偶的输入量（温度）和输出量（电流，电压）的线性关系。以及热电偶的选型要求，和材料性能。 关键词：热电效应、电动势、选型、材料； 0 引言 温度测量是通过某些测温物质的各种物理性能变化，例如固体的尺寸,密度,硬度 粘度,电导率,热辐射等的变化来判断被测物体的温度。在许多测量方法中，热电偶测温的应用为最广泛之一。主要优点：①接触式测温，准确度较高；②结构简单，体积小，安装方便；③测量范围广：-150oC----1600oC，采用特殊材料时可达2800oC。④热容量小，响应速度快，热电极不受形状限制 1热电偶传感器的工作原理 1.1 热电效应 如图1所示，由两种导体A,B 构成一个闭合回路，使两端结点处于不同温度下。回路中便产生热电势和电流。这种物理现象称为热电效应。 图 1 定义：导体A，B为热电极；测温结点处在T温度场下为测量端，或工作端，热端。结点处在To温度场下为参考端，或自由端，冷端。 1.2 热电偶中的电势 1.2.1接触电势（伯尔帖电势） 互相接触的两种金属导体内部因自由电子密度不同，当接触时两种导体在接触界面上会发生电子扩散。电子扩散的速率与自由电子的密度及金属所
处的温度呈正比。假定,金属A 的自由电子的密度为NA,金属B 的自由电子的密度为NB. 自由电子的密度大的向自由电子的密度小的方向扩散。 失去电子一方带正电，得到电子一方带负电。 这种扩散运动逐渐在界面上建立电势，类似于势垒，它又阻碍自由电子进一步扩散，产生了一个动态平衡。 图 2 接触电势的关系式： 图 3 K:波尔兹曼常数 J/K T:接触界面处的温度 e:电子电荷量 C NA,NB 分别为金属A,B 的自由电子密度. 对于To 结点有: 回路总接触电势: B A AB N N e kT T e ln )( =
热电偶
一．热电偶的选用 热电温度计是以热电偶作为测温元件，用热电偶测得与温度相应的热电动势，由仪表显示出温度的一种温度计。它是由热电偶、补偿(或铜)导线及测量仪表构成的，广泛用来测量-200～1300℃范围内的温度。在特殊情况下，可测至2800℃的高温或4K的低温。热电温度计的应用最普遍，用量也最大。 表1 各种测温材料与铂配对的热电动势
由表1可以看出，钨、钼材料能够在2000℃以上环境温度里使用。 表2 非标准化热电偶的主要性能 二．钨铼系热电偶 钨铼系热电偶是1931年由Goedecke(戈德克)首先研制出来的，是在20世纪60至70年代得以发展的最成功的难熔金属热电偶。但以前生产的钨铼热电偶丝均匀性很差、无互换性，每批生产出的热电偶其分度号均不相同，应用很不方便。为此，各国都在努力改进WRe热电偶生产工艺或开发新工艺。直到1984年美国率先实现了WRe热电偶统一分度，为其推广应用奠定了基础。继美国之后，我国在1986年也实现了WRe热电偶的统一分度。由于铂铑热电偶价格上涨，以及宇航和核工业领域的需求，进一步促进了钨铼热电偶的开发与应用。国内生产钨铼热电偶的单位多达100多家。由于WRe热电偶的开发与应用时间较短，对其性能未完全了解，有些制造技术尚未掌握。目前国内能生产防氧化钨铼热电偶的仅有作者所在公司等2, 3家。
钨铼热电偶的特点： 1)热电极丝熔点高，强度大。 2)在空气中极易氧化。 3)热电势率大，为S型的2倍，B型3倍。 4)热电偶丝价格便宜、仅为S型的1/10, B型的1/12。 钨铼系热电偶主要有4种，除钨铼5-钨铼20以外的三种性能见表3及表4。 表3 钨铼系热电偶的主要特性 注: 1.NR表示不推荐。
实验三 热电偶的焊接与校验新
实验三热电偶的焊接与校验 一、实验目的 1、熟悉不同规格热电偶及其工作原理。 2、了解热电偶的焊接方法并掌握饱和食盐水焊接。 3、熟悉了解常用热电偶的保养及校验方法。 二、仪器与设备 调压器、热电偶丝、300ml烧杯、食盐或工业盐、绝缘夹 三、热电偶的工作原理 在冶金高温实验中，温度的准确测量和控制是必不可少的。在许多情况下，温度测量决定了整个实验的误差大小。测量温度的方法分为接触式和非接触式两种。采用接触式测温时，传感元件要紧靠被测物体或直接置于温度场中，测量结果经过二次仪表显示出来。而非接触式测温是利用被测物体的热辐射或辐射光谱分布随温度的变化来测量物体温度的。 热电偶是实验室中被大量使用的接触式测温元件,在—个由不同金属导体A和B组成的 闭合回路中，当此回路的两个接点保持在不同温度t 1和t 2 时，只要两个接点有温差，回路 中就会产生电流，即回路中存在一个电动势，这就是“塞贝克温差电动势”，简称“热电势”， 记为E AB 。导体A、B称为热电偶的热电极。接点1通常是用焊接法连在一起，工作时将它置于被测温的场所，故称为工作端(热端)。接点2要求恒定在一定温度下．称为自由端(冷端)。 对于一定的金属来说，电势是温度的函数。如果热电偶的一端保持恒温t ，热电偶的热 电势将随另一端的温度t 1 而变化，一定的热电势对应一定的温度，所以用测量热电势的办法，可达到测温的目的。实验证明，当热电极材料选定后，热电偶的热电势仅与两个接点的温度有关，即： E AB (t 1 ,t )=e AB (t 1 )-e AB (t ) 式中e AB (t 1 )、e AB (t )分别为两个接点的分热电势。 对于一副选定的热电偶．当自由端温度恒定时，E AB (t )为常数，此时热电势就成为工作 端温度t 1 的单值函数，即 E AB (t 1 ,t )=f(t 1 ) 故通过测量热电势即可达到测温目的。通常t 0保持在0℃，E AB (t 1 ,t )的数值可由数字电 压表读出，所对应的温度值可从“热电偶毫伏对照表”查出；所测得的温度也可用温度显示仪直接显示。若冷端温度不为0℃，则需对其进行修正。 用做热电偶的材料应具有如下条件： （1）热电势与温度的关系是线性关系。 （2）产生的热电势数值要高且稳定，并有重现性。 （3）热电偶的材料要有抗腐蚀性和一定的机械强度，易于加工。 常用热电偶中又分标准化热电偶和非标准化热电偶。国内常用标准化热电偶的特性如表3-1所示。
K型热电偶传感器
扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告 题目：基于K型热电偶传感器测量电路设计课程：传感器与测控电路课程实习 专业：测控技术与仪器 班级：测控0802 姓名：徐志涛 指导老师：纪晓华蒋步军杨鹏 学号：081302231 完成日期：2011年3月4日
总目录第一部分：任务书 第二部分：课程设计报告 第三部分：设计电路图 第四部分：附录
第一部分 任 务 书
第二部分 课 程 设 计 报 告
目录 1课题简介 (1) 1.1基于K型热电偶传感器测量电路设计简介 (1) 1.2 K型热电偶概述 (1) 1.3 K型热电偶特点 (1) 1.4 K型热电偶分度表 (2) 2设计的目的及任务 (4) 2.1 课程设计的目的 (4) 2.2 课程设计的任务 (4) 2.3 课程设计的技术指标 (4) 3电路设计总方案及原理框图 (5) 3.1 电路设计原理框图 (5) 3.2 电路设计方案设计 (5) 4 各部分电路设计 (10) 4.1 反相放大器 (10) 4.2 反相加法器 (10) 4.3 零点补偿及放大电路 (11) 4.4非线性校正电路 (11) 4.5 总电路图 (13) 5电路的安装与调试 (14) 5.1 电路的安装与调试 (14) 5.2 调试中遇到的问题及解决的方法 (14) 6电路的实验结果 (15) 7 实验总结 (16) 8 仪器仪表明细清单 (17) 9 参考文献 (18)
1课题简介 1.1 基于K型热电偶传感器测量电路设计简介 K型热电偶的电极材料是镍铬—镍硅，其精度等级为0.75级时，温度为0~1200℃，其测量温度误差为±0.75%。采用恰当的线性化处理后，可将精度提高到±0.1%~±0.2%。具有零点补偿功能。 1.2 K型热电偶概述 K型热电偶作为一种温度传感器，K型热电偶通常和显示仪表，记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。 K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。 镍铬-偶(K型热电偶)是目前用量最大的廉金属热电偶，其用量为其他热电偶的总和。K型热电偶丝直径一般为1.2~4.0mm。 正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=92：12，负极（KN）的名义化学成分为：Ni：Si=99：3，其使用温度为-200~1300℃。 K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中。广泛为用户所采用。 K型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛。 1.3 K型热电偶特点 1.3.1检出(测)元件热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。必须配二次仪表，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℃均可连续测量，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。 1.3.2 根据温度测量范围及精度，选用相应分度号的热电偶、使用温度在 1300~1800℃，要求精度又比较高时，一般选用B型热电偶；要求精度不高，气氛
温度测量仪表标准作业指导书
温度测量仪表标准作业指导书
一、目的 细化和量化温度测量仪表设备的安装、故障排除和校验维护，使温度测量设备正确稳定运行。 二、范围 热电偶、热电阻、双金属温度计等温度测量仪表的安装，维护和故障排除作业 三、作业流程图 四、标准作业指导 第一部分:温度测量仪表安装----以热电偶安装为例 1、作业准备 1.1、作业材料
1.2、热电偶测温原理及结构 1)热电偶测温原理 热电偶测温原理是基于赛贝尔效应，即两种不同成分的导体两端相连构成回路，若两连接端温度不同，则在回路内产生热电流，形成热电势。这个回路 产生的热电势由接触电势和温差电势组成。由于导体材料一定，热电偶产生的热 电势实际上是热电偶两端温度的函数，而且只与温度有关。 2)热电偶的结构 常用的热电偶是由热电极（热偶丝）、绝缘材料（绝缘管）和保护套管等部分构成的。 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。标准热电偶有国家标准的热电势与温度、容许的误差、标准分度表等。我国从1988年1月1日起， 热电偶全部按IEC国标生产，并指定S、 R、 B、K、 E、 J、 T 7种标准化热 电偶为我国统一设计型热电偶。非标准型热电偶则一般用于特殊场合，国家并 没有统一制定严格的标准。 1.3、热电偶的选型 具体选型流程为：型号的选择—分度号的选择—防爆等级的选—精度等级的选择—安装固定形式的选择—保护管材质的选择—长度或插入深度的选择。 在选择热电偶的时候，要根据所要求的使用温度范围、所需精度、使用气氛、测定对象的性能、响应时间和经济效益等综合因素进行参考。 1）选择测量精度和温度测量范围。 使用温度在1300℃~1800℃，要求精度比较高时，一般选用B型热电偶； 要求精度不高，气氛又允许可用钨铼热电偶，高于1800℃一般选用钨铼热电偶； 使用温度在1000℃~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N 型热电偶；在 1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶，低于400℃一般用E型热电偶； 250℃以下及负温测量一般用T型电偶，在低温时T型热电偶稳定而且精度高。 2）使用环境气氛的选择。
热电偶试题及答案
计量检定员考核试题（热电偶） 单位姓名得分 一、填空（每题4′） 1．目前国际上采用的温标是温标，于起开始实行。2．铂铑10—铂热电偶的正极成分名义是含铂 %和含铑 %。3．热电偶的测量原理是基于热电效应，而它所产生热电动势的大小只取决于热电偶，而与热电偶的没有关系。4．检定工作中用廉金属热电偶时，应使炉温偏离检定温度不超过℃，测量读数时，炉温变化不得超过℃。 5．工作用廉金属热电偶和工作用铂铑10—铂热电偶检定规程号分别为和。 6．热电偶镍铬—镍硅，镍铬硅—镍硅，镍铬—铜镍，铂铑10—铂，分度号代号分 别为K，N，和。 7．检定工作用铂铑10—铂热电偶时，可采用和法。8．铂铑10—铂热电偶检定应在锌（419.58），和三个检定点进行。 9．经外观检查合格的新制热电偶，在检定示值前，应在温度下，退 火（时间），随炉冷却250℃以下。 10．在检定热电偶时，应先把的热电偶捆成一束，热后将它们的测量 端放入的位置之后，才能开始检定。 二、选择题（每题3′）
1.热电偶测量温度基于什么理论，下列哪一个定律和效应与热电偶测温有关。 （）A）光电效应 B）维恩位移定律 C）克希霍夫定律 D）塞贝克定律 2．在测量1100附近的温度时，下列哪种温度计测温精度最高，最常用：（）A）钨铼热电偶 B）铂铑10—铂热电偶 C）镍铬—镍硅热电偶 D）射感温计 3．铂铑10—铂热电偶，不适用于下列哪种环境下工作。（）A）真空中 B）中性介质 C）还原性气氛及侵蚀性物质 D）氧化性气氛 4．开展检定工作用热电偶工作所需要的低电势直流电位差计的准确度应不低于 （）A）0.01级 B）0.02级 C）0.05级 D）0.1级 5．使用中的工作用Ⅱ级S热电偶，它的检定周期一般不超过（）A）两年 B）一年 C）半年 D）三个月 三、简答题（30′） 1.简述热电偶的测温原理
钨铼热电偶工作原理
在温度测量中，热电偶的应用极为广泛，它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点，在温度测量中占有重要地位。航天、核能等领域常用的钨铼热电偶测温上限高，而且稳定性高。下面我来简单介绍下它测温原理和使用情况。 钨铼热电偶是耐高温热电偶。它具有温度一电势线性关系好，热稳定性可靠，价格便宜等优点。与显示仪表配套，可直接测量液体、蒸汽和气体介质等的温度。它可以部分替代铂铑热电偶作为高新冶金工业、高温电子热电系统结构工程及空间运载工具，核反应堆的超高温测量工具。钨铼热电偶热电势对温度的关系符合ZBN05003—88分度表，等同ASTME696—84标准。在真空、还原、惰性气氛中，可在0～2300℃范围内使用。采用特殊保护管的钨铼偶也可以在1600℃下的氧化气氛中长期使用，其价格较铂铑热电偶低。 钨铼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。 钨铼热电偶的使用：测量1600℃以上的温度，多采用非接触法，但是，该种方法的误差较大，如用接触法则能准确地测出真实温度。在高温热电偶中，贵金属热电偶价格昂贵且最高温度也只能在1800℃以下，而钨铼热电偶不仅测温上限高，而且稳定性好，因此，钨铼热电偶在冶金、建材、航天、航空及核能等行业都得到广泛应用。 安徽皖控自动化仪表有限公司成立于2012年，是专业从事工业自动化仪表研究开发、制造的专业厂家之一，注册资金5510万元。自公司成立以来被评为高新技术企业、规模企业、成立有滁州市工业在线检测仪表工程技术研研究中心、获得青年文明号、民营科技企业的称号，市认定企业技术中心证书、高新技术产品认证证书、市科技进步奖。展望未来，安徽皖控自动化仪表有限公司将会不断创新，通过提供具有国际水准的优质产品和卓越的服务为客户创造价值，在发展成为国内过程自动化仪表行业顶级企业的同时，促进中国自动化技术的应用与发展水平，为推动中国社会工业化的进程不断努力！
wre5-wre26钨铼热电偶
wre5-wre26钨铼热电偶 产品说明: 钨铼热电偶的特点是：热电极丝熔点高（3300℃），蒸气压低，极易氧化；在非氧化性气氛中化学稳定性好。电动势大，灵敏度高，最主要还是价格便宜。 目前测量1600℃以上的温度，多采用非接触法，但是，该种方法的误差较大，如用接触法则能准确地测出真实温度。在高温热电偶中，贵金属热电偶价格昂贵且最高温度也只能在1800℃以下，而钨铼热电偶不仅测温上限高，而且稳定性好，因此，钨铼热电偶在冶金、建材、航天、航空及核能等行业都得到广泛应用。我国的钨资源丰富，钨铼热电偶价格便宜，可以部分取代贵金属热电偶（铂铑热电偶），它是高温测试领域中很有前途的测温材料。 它的最高使用温度可达到2800℃，可是，在高于2300℃时，数据分散。因此，使用温度最好在2000℃左右。 钨铼热电偶极易氧化，适于在惰性或干燥氢气中使用，或用致密的保护管使其与氧隔绝才能使用。不能用于含碳气氛（如在含碳氢化合物的气氛中使用，温度超过1000℃即受腐蚀）。钨或钨铼在含碳气氛中容易生成稳定的碳化物，以致降低其灵敏度并引起脆断，在有氢气存在的情况下，会加速碳化。 钨铼热电偶抗氧化问题一直是国内外学者所关注的课题，并致力于研究解决。我公司采用了国际先进制做工艺，成功研制开发了装配式高温高压钨铼热电偶，该产品的测温范围为0～1800℃，广泛用于冶金、焦化、化工窑炉、热处理、玻璃等行业，它具有精度高，价格低、性能稳定、不受工作环境气氛的限制等优点，是代替铂铑热电偶的理想产品。我公司生产的钨铼热电偶已在很多单位广泛应用，其性能达到国外同类产品水平。其技术指标如下： 1、分度号：W-Re3/25，W-Re5/26 2、测温范围：0～1800℃ 3、测温精度：< ± 1% t；< ± 0.5% t 4、时间常数：≥180 s
钨铼热电偶
一、钨铼热电偶是最成功的难熔金属热电偶，也是可以测至1800℃以上的工业热电偶中性能最佳的热电偶。随着高新技术的发展，钨铼热电偶的应用将越来越广泛。 ◆钨铼热电偶的特点： 热电极丝熔点极高（3300℃）、强度大。热电动势大、灵敏度高、共热电动势率为S 型热电偶的两倍，B型三倍。极易氧化。价格便宜，仅为S型热电偶的1／3. ◆钨铼热电偶的说明： 钨铼热电偶的理想测温范围为0-2300℃，最佳测温为1300-2000℃。其结构为单管或双管，保护管为精细特纯刚玉，纯钼管，金属陶瓷，钽管，钨管等，抽真空后填充特高温绝缘材料，经久耐用，广泛适用于真空、氢气、氮气等还原气氛和惰性气体保护炉。 二、钨铼热电偶的特点是：热电极丝熔点高（3300℃），蒸气压低，极易氧化；在非氧化性气氛中化学稳定性好。电动势大，灵敏度高，最主要还是价格便宜。 目前测量1600℃以上的温度，多采用非接触法，但是，该种方法的误差较大，如用接触法则能准确地测出真实温度。在高温热电偶中，贵金属热电偶价格昂贵且最高温度也只能在1800℃以下，而钨铼热电偶不仅测温上限高，而且稳定性好，因此，钨铼热电偶在冶金、建材、航天、航空及核能等行业都得到广泛应用。我国的钨资源丰富，钨铼热电偶价格便宜，可以部分取代贵金属热电偶（铂铑热电偶），它是高温测试
领域中很有前途的测温材料。它的最高使用温度可达到2800℃，可是，在高于2300℃时，数据分散。因此，使用温度最好在2000左右。 钨铼热电偶极易氧化，适于在惰性或干燥氢气中使用，或用致密的保护管使其与氧隔绝才能使用。不能用于含碳气氛（如在含碳氢化合物的气氛中使用，温度超过1000℃即受腐蚀）。钨或钨铼在含碳气氛中容易生成稳定的碳化物，以致降低其灵敏度并引起脆断，在有氢气存在的情况下，会加速碳化。 钨铼热电偶抗氧化问题一直是国内外学者所关注的课题，并致力于研究解决。我公司采用了国际先进制做工艺，成功研制开发了装配式高温高压钨铼热电偶，该产品的测温范围为0～1800℃，广泛用于冶金、焦化、化工窑炉、热处理、玻璃等行业，它具有精度高，价格低、性能稳定、不受工作环境气氛的限制等优点，是代替铂铑热电偶的理想产品。我公司生产的钨铼热电偶已在很多单位广泛应用，其性能达到国外同类产品水平。其技术指标如下： 1、分度号：W-Re3/25，W-Re5/26 2、测温范围：0～1800℃ 3、测温精度：< ± 1% t；< ± 0.5% t 4、时间常数：≥180 s 5、绝缘电阻：> 5MΩ 6、规格尺寸：300，500，750，1000，1100（mm） 钨铼钢水快速测温热电偶是专为测量钢水、铁液及其它金属熔体温度而设计制造的，它具有体积小，热响应速度快、准确度高、价格低等优点。其技术指标如下： 1、最高测温温度：1800℃ 2、测温精度:≤ 0.5% 3、绝缘电阻:≥30 MΩ 4、测成率:≥98% 5、反应时间：< 5 s 目前我公司生产的钨铼热电偶分三类： 一类是采用的精细陶瓷保护管.陶瓷管的规格有：直径为Ф8，Ф10，Ф12，Ф14，Ф16，长度300~1100mm，这类热电偶不受工作环境气氛的限制能在任何气氛中长期使用，测温范围是0~1800℃的另一类是纯钼保护管. 钼管和钨管规格有：直径为Ф6，Ф8，Ф10mm，长度500~700mm，这种热电偶只能在真空、还原或者惰性气体保护的环境中长期工作，钼管最好是在1800℃以下的温度下长期使用，短期使用温度能到2000℃； 再一类就是钨保护管.至于钨管则能在2100℃下长期工作，但很难加工致使其价格非常昂贵。
热电偶传感器测量电路设计
太原理工大学现代科技学院《传感器原理与应用》课程设计 设计名称热电偶传感器测量电路设计 专业班级 学号 姓名 同组人 设计日期2015年1月
太原理工大学现代科技学院 课程设计任务书 注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订） 2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。
基于K型热电偶传感器测量电路设计 摘要 热电偶是一种热电型的温度传感器，它将温度信号转换成电势(mV)信号，配以测量信号的仪表或变换器，便可以实现温度的测量和温度信号的转换热。电偶是接触法测温常用的传感器之一。自1821年塞贝克发现热电效应起，热电偶的发展已经历了一个多世纪，据统计，在此期间曾有300余种热电偶问世，但应用较广的热电偶仅有四、五十种，国际电工委员会(IEC)对其中被国际公认、性能优良和产量最大的七种制定标准，即IEC584--1和684—2中所规定的。S分度号 (铂铑一铂)；B分度号（铂铑一铂铑 )；K分度号( 镍铬一镍硅)；T分度号（铜一康铜)；E分度号(镍铬一康铜);J分度号(铁一康铜);R分度号(铂铑一铂) 等热电偶。 利用K型热电偶传感器测量电路设计测量电路由K型热电偶传感器，零点补偿和放大电路，乘法运算电路，反相放大器1，反相加法器1和反相加法器2，反相放大器2等主电路组成；电路能够实现零点补偿和非线性校正功能。输出分为两路：一路是0～500℃对应的输出电压为0～5V；另一路是-100～0℃对应的输出电压为-1～0V。 关键词:热电偶温度传感器,热电偶测温,集成温度传感器。
热电偶的焊接与校验
热电偶的焊接与校验 实验目的 在冶金高温实验中，温度的准确测量和控制是必不可少的。在许多情况下，温度测量决定了整个实验的误差大小。测量温度的方法分为接触式和非接触式两种。采用接触式测温时，传感元件要紧靠被测物体或直接置于温度场中，测量结果经过二次仪表显示出来。而非接触式测温是利用被测物体的热辐射或辐射光谱分布随温度的变化来测量物体温度的。 热电偶是实验室中被大量使用的接触式测温元件，热电偶在使用一段时间后，其热电性能会发生变化，造成热电偶指示失真，用这种热电偶测温所得的温度准确性和可靠性大大降低。因此，当热电偶使用一段时间后，必须用标准热电偶对其进行检定，以确保其使用精度。本实验的主要目的是了解常用热电偶的性能及焊接校验方法。 热电偶的工作原理 在—个由不同金属导体A和B组成的闭合回路中，当此回路的两个接点保持在不同温度t1和t2时，只要两个接点有温差，回路中就会产生电流，即回路中存在一个电动势，这就是“塞贝克温差电动势”，简称“热电势”，记为E AB。导体A、B称为热电偶的热电极。接点1通常是用焊接法连在一起，工作时将它置于被测温的场所，故称为工作端(热端)。接点2要求恒定在一定温度下．称为自由端(冷端)。 对于一定的金属来说，电势是温度的函数。如果热电偶的一端保持恒温t0，热电偶的热电势将随另一端的温度t1而变化，一定的热电势对应一定的温度，所以用测量热电势的办法，可达到测温的目的。实验证明，当热电极材料选定后，热电偶的热电势仅与两个接点的温度有关，即： EAB(t1,t0)=eAB(t1)-eAB(t0) 式中eAB(t1)、eAB(t0)分别为两个接点的分热电势。 对于一副选定的热电偶．当自由端湿度恒定时，沁eAB(t0)为常数，此时热电势就成为工作端温度t1的单值函数，即 EAB(t1,t0)=f(t1) 故通过测量热电势即可达到测温目的。通常t0保持在0℃，EAB(t1,0)的数值可由数字电压表读出，所对应的温度值可从“热电偶毫伏对照表”查出；所测得的温度也可用温度显示仪直接显示。若冷端温度不为0℃，则需对其进行修正。热电偶材料 用做热电偶的材料应具有如下条件： （1）热电势与温度的关系是线性关系。
仪器仪表标准编号仪表材料
仪器仪表标准编号_仪表材料 仪表材料GB903-87 无色光学玻璃 GB1598-86 铂铑13-铂热电偶丝及分度表 GB2614-85 镍铬--镍硅热电偶丝及分度表 GB2902-82 铂铑30-铂铑6热电偶丝及分度表 GB2903-89 铜--铜镍热电偶丝及分度表 GB2904-82 镍铬--金铁、铜--金铁低温热电偶丝及分度表 GB3217-92 永磁(硬磁)材料磁性试验方法 GB3772-83 铂铑10-铂热电偶丝及分度表 GB4753-84 铸造铝镍钴系永磁(硬磁)合金技术条件 GB/T4989-94 热电偶用补偿导线 GB/T4990-95 热电偶用补偿导线合金丝 GB4993-85 镍铬--铜镍热电偶丝及分度表 GB4994-85 铁--铜镍热电偶丝及分度表 GB5977-86 电阻温度计用铂丝 GB5978-86 电阻温度计用铂丝电阻比测试方法 GB6145-85 锰铜、康铜精密电阻合金 GB6146-85 精密电阻合金电阻率测试方法 GB6147-85 精密电阻合金热电动势率测试方法 GB6148-85 精密电阻合金电阻温度系数测试方法 GB6149-85 新康铜电阻合金 GB7895-87 人造光学石英晶体 GB7896-87 人造光学石英晶体试验方法 GB7962.1-87 无色光学玻璃测试方法折射率和色散系数测试方法 GB7962.2-87 无色光学玻璃测试方法光学均匀性平行光管测试方法 GB7962.3-87 无色光学玻璃测试方法光学均匀性全息干涉测试方法 GB7962.4-87 无色光学玻璃测试方法光学均匀性多光束球面干涉测试方法GB7962.5-87 无色光学玻璃测试方法中部应力双折射测试方法 GB7962.6-87 无色光学玻璃测试方法边缘应力双折射测试方法 GB7962.7-87 无色光学玻璃测试方法条纹度检测方法 GB7962.8-87 无色光学玻璃测试方法气泡度检测方法 GB7962.9-87 无色光学玻璃测试方法光吸收系数测试方法 GB7962.10-87 无色光学玻璃测试方法耐辐射性能测试方法 GB7962.11-87 无色光学玻璃测试方法折射率精密测试方法 GB7962.12-87 无色光学玻璃测试方法光谱内透过率测试方法 GB7962.13-87 无色光学玻璃测试方法导热系数测试方法 GB7962.14-87 无色光学玻璃测试方法耐酸稳定性测试方法 GB7962.15-87 无色光学玻璃测试方法耐潮稳定性测试方法 GB7962.16-87 无色光学玻璃测试方法线膨胀系数和转变温度测试方法 GB7962.17-87 无色光学玻璃测试方法紫外、红外折射率测试法--最小偏向角GB7962.18-87 无色光学玻璃测试方法紫外、红外折射率测试法--自准直法GB7962.19-87 无色光学玻璃测试方法相对研磨硬度测试方法 GB7962.20-87 无色光学玻璃测试方法密度测试方法