热电偶、补偿导线
热电偶补偿导线的原理
热电偶补偿导线的原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊热电偶补偿导线的原理。
这玩意儿啊，就像是一个默默奉献的小助手，在温度测量的世界里发挥着大作用呢！
你想想看，热电偶就像是一个敏感的小精灵，它能感知温度的变化。
但如果没有补偿导线这个好伙伴，那它可就有点孤立无援啦。
补偿导线就好比是给热电偶接上了一双有力的翅膀，让它能更准确、更稳定地工作。
比如说吧，热电偶在测量温度的时候，可能会因为距离太远或者环境因素等，导致信号有损失或者出现偏差。
这时候补偿导线就闪亮登场啦！它就像一个忠诚的卫士，紧紧地守护着信号，把它完整无误地传递出去。
咱可以把热电偶和补偿导线的关系比作是一场接力赛。
热电偶是起跑的选手，它奋力地跑了一段路，然后把接力棒交给补偿导线，补偿导线接过棒后，一路飞奔，把温度信息准确无误地送到终点。
没有补偿导线，这场接力赛可就容易掉棒啦！
而且啊，补偿导线还很聪明呢！它能根据不同的情况进行自我调整，确保信号的准确性。
这就像是一个有经验的老司机，不管路况多么复杂，都能稳稳地把车开到目的地。
你说这补偿导线是不是很神奇？它虽然看起来不起眼，但却在温度测量中起着至关重要的作用。
没有它，很多温度测量工作可就没法顺利进行啦！
它就像是一个幕后英雄，默默地工作，却很少有人注意到它的付出。
但我们可不能忘了它呀，要好好珍惜它，让它更好地为我们服务。
总之，热电偶补偿导线的原理虽然有点复杂，但只要我们用心去理解，就会发现它真的很有趣，也很有用。
它就像我们生活中的很多小事物一样，看似平凡，实则不凡。
所以啊，大家以后再看到热电偶补偿导线的时候，可别小瞧它哦，要知道它可是有着大本事的呢！。
热电偶工作原理及补偿导线
热电偶工作原理及补偿导线热电偶是一种常用的温度测量仪器，它能够快速、准确地测量各种物体的温度，被广泛应用于工业生产、实验室研究等领域。
热电偶的工作原理基于热电效应。
热电效应是指在两个不同金属之间形成的温度梯度引起的电动势。
热电偶由两种不同材料的金属线（通常是铂铑合金）组成，它们的一端相连，形成测温端，另一端分别连接到一个母线，形成电压输出端。
当热电偶的测温端和环境中的物体温度不同时，热电偶两端之间会产生一个微小的电动势差。
这个电动势差与温度差成正比，通过测量电动势差的变化，可以确定物体的温度。
热电偶的工作原理可以归纳为以下三个步骤：1.热电效应产生：当热电偶的测温端与物体接触时，两端会形成一个温度差。
不同材料之间的温度差会导致电子在两个金属之间运动，并产生一个电势差。
2.电势差传导：电势差沿热电偶的金属线传导到电压输出端。
电势差的大小与温度差成正比，通常用微伏(mV)表示。
3.电势差测量：通过连接一个电压测量仪器，如电压表或数据采集器，可以测量热电偶输出的电势差。
根据已知的电压-温度关系曲线，可以将电势差转换为相应的温度值。
为了准确测量温度，热电偶的测温端需要与环境隔离。
补偿导线就是用于将热电偶与测温端隔离的导线。
补偿导线的材料与热电偶的金属线材料相同，但是电势差与温度之间的关系不同。
因此，在连接热电偶的末端和电压测量仪器的过程中，使用补偿导线将测温端的电势差与测量仪器连接的导线电势差分离，以减小误差。
补偿导线的材料通常与热电偶的金属线相近，因此它们在温度变化时产生的电势差几乎相等。
这样，通过同时测量热电偶和补偿导线的电势差，并对两者进行比较，可以消除因温度变化引起的误差。
总结起来，热电偶的工作原理是利用热电效应将温度差转换为电动势差，通过测量电动势差可以确定物体的温度。
补偿导线的作用是将热电偶的测温端和测量仪器之间的电势差分离，减小误差。
这使得热电偶能够准确、可靠地测量各种物体的温度。
浅谈延伸型热电偶用补偿导线与补偿型的区别课件
要点三
区别
延伸型热电偶用补偿导线与补偿型的 区别在于前者采用具有温度补偿功能 的热电偶丝和延伸型补偿导线，而后 者仅采用具有温度补偿功能的热电偶 丝。
总结
适用范围
优缺点
发展趋势
延伸型热电偶用补偿导线适用于需要 长期稳定测量的高温、高压、高湿等 恶劣环境，如石油化工、钢铁冶炼等 领域。补偿型热电偶则适用于一般温 度测量场合。
补偿导线的作用是补偿热电偶信号传输过程中产生的误差，提高测温 的准确性和稳定性。
补偿导线的种类
01
延伸型补偿导线
02
补偿型补偿导线
延伸型补偿导线具有与热电偶相同的材质和热电势特性，可以替代部 分热电偶，对热电偶进行延长或移动。
补偿型补偿导线采用与热电偶不同的材质和热电势特性，通过修正温 度引起的误差来提高测温准确性。
延长热电偶的使用寿命。
04
延伸型热电偶用补偿导线 与补偿型的区别
材质上的区别
延伸型热电偶用补偿导线通常采用与热电偶相同或相 似的材质，如镍铬合金、铜镍合金等。而补偿型则通 常采用与热电偶具有相似热电特性的材料，如铜、铜 镍合金等。
延伸型热电偶用补偿导线的导体截面积和线径一般较大 ，以适应较长的线路和较大的电流需求。而补偿型则根 据实际需要选择不同截面积和线径的线缆。
使用场合的区别
延伸型热电偶用补偿导线主要用于将热电偶的信号传输到控制室或显示仪表等远程位置，适用于较远 的测量距离和恶劣的环境条件。而补偿型则主要用于对热电偶进行温度补偿，以减小误差和提高测量 精度。
在一些高温、腐蚀等恶劣环境下，延伸型热电偶用补偿导线具有更好的稳定性和耐用性，而补偿型则 可能受到较大影响。此外，延伸型热电偶用补偿导线还具有较好的抗干扰性能，适用于复杂的工业环 境。
热电偶 补偿导线
热电偶补偿导线热电偶补偿导线是一种常用的温度测量装置，用于补偿热电偶的温度测量误差。
本文将介绍热电偶补偿导线的原理、结构、应用以及注意事项。
一、热电偶补偿导线的原理热电偶补偿导线的原理基于热电效应，即不同金属在温度变化下产生的电势差。
热电偶由两种不同金属线材组成，当两个金属的接触点处于不同温度时，就会产生电势差，通过测量这个电势差就可以得到温度值。
然而，热电偶的测量精度受到环境温度的影响，因为热电偶的输出信号与环境温度有关。
为了减小环境温度对温度测量的误差，需要使用热电偶补偿导线进行补偿。
二、热电偶补偿导线的结构热电偶补偿导线由两部分组成：热电偶导线和补偿导线。
热电偶导线采用与热电偶相同的金属材料制成，用于测量被测温度。
补偿导线则采用与热电偶相似的金属材料制成，用于测量环境温度。
两者通过连接头连接在一起，形成一个完整的热电偶补偿导线。
三、热电偶补偿导线的应用热电偶补偿导线广泛应用于工业自动化控制系统中的温度测量。
在工业过程中，温度是一个非常重要的参数，对于许多工艺过程的控制和监测起着至关重要的作用。
热电偶补偿导线可以提高温度测量的准确性，保证工艺过程的稳定性和安全性。
四、热电偶补偿导线的注意事项1. 热电偶补偿导线应与热电偶导线相同或相似的材料制成，以确保测量的精确性。
2. 热电偶补偿导线的长度应根据实际应用场景进行选择，过长或过短都会影响测量的准确性。
3. 在安装过程中，应避免热电偶补偿导线与其他金属材料产生接触，以免影响测量结果。
4. 热电偶补偿导线应定期检查和校准，以确保测量的准确性和稳定性。
5. 在使用过程中，应注意保护热电偶补偿导线的连接头，避免受到机械损伤或腐蚀。
总结：热电偶补偿导线是一种常用的温度测量装置，通过补偿热电偶的温度测量误差，提高了温度测量的准确性和稳定性。
在工业自动化控制系统中广泛应用，对于工艺过程的控制和监测起着重要作用。
在使用热电偶补偿导线时，需要注意选择合适的材料、合理的长度，并定期检查和校准，以确保测量结果的准确性。
GBT 热电偶用补偿导线
一般用补偿导线的绝缘层是以聚氯乙烯为主体材料 耐热用补偿导线的绝缘层是以聚四氟乙烯为主体材料 若耐热性能符合本标准技术要求 则允许用 其他材料 如高温橡皮绝缘等
护套 一般用补偿导线的护套是以聚氯乙烯为主体材料 耐热用补偿导线的护套是以聚四氟乙烯或无碱玻璃丝为主体材料 用无碱玻璃丝编织做护套必须 表面涂有机硅漆或聚四氟乙烯分散液烧结 若耐热性能符合本标准技术要求 则允许用其他材料 如高 温橡皮等
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一般用普通级 耐热用普通级 一般用精密级
耐热用精密级 一般用普通级
耐热用普通级 一般用精密级
耐热用精密级
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热电偶分度号 补偿导线型号
续表
代号
等级
一般用普通级
绝缘层材料 及护套材料
使用温度范围
在型式试验时 应测头 尾的热电动势值 两
端合格后 取其最大热电动势偏差值
着色
补偿导线的绝缘层 护套着色用目力观察
结构尺寸测量
补偿导线的外径测量 绝缘层厚度测量和护套厚度测量按
的规
定进行
标志试验
标志试验用一块浸泡在水中的棉花或棉布在印有标志的补偿导线护套上轻轻擦试十次后 标志仍
能清晰辨认
绝缘电阻试验
补偿导线的绝缘电阻试验在本标准第 条规定的试验环境中进行 用准确度为 级的
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新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定
正式生产后 如结构 材料 工艺有较大改变时
正常生产时 每年应不少于一次检验
产品长期停产后 恢复生产时
热电偶温度补偿导线
热电偶温度补偿导线
热电偶温度补偿导线是一种用于补偿热电偶测量系统误差的专用导线。
它能够将热电偶的信号传输到温度显示仪表中，同时对热电偶的测量误差进行补偿。
这种导线通常由两种不同材料的导线组成，一种是热电偶线，另一种是补偿线。
热电偶线是用来测量温度的，它的一端与热电偶的测量端相连，另一端与温度显示仪表相连。
热电偶线通常采用与热电偶相同的材料制成，以便能够准确地反映热电偶的测量结果。
补偿线的作用是对热电偶的测量误差进行补偿。
它的一端与热电偶线相连，另一端连接到温度补偿器上。
补偿线通常采用与热电偶线不同的材料制成，以便能够对热电偶的测量结果进行补偿。
在热电偶温度补偿导线的工作过程中，当热电偶测量温度时，热电偶线会产生相应的热电势，同时补偿线也会产生相应的热电势。
这些热电势通过温度补偿器进行综合处理，得到最终的温度值，并将其传输到温度显示仪表中进行显示。
总之，热电偶温度补偿导线是一种非常实用的测量设备，它能够提高热电偶测量系统的准确性和可靠性。
在实际应用中，用户需要根据具体的测量要求选择合适的型号和规格，并对使用过程中的注意事项加以注意，以保证测量结果的准确性。
热电偶补偿导线
热电偶补偿导线简介热电偶补偿导线是用于热电偶温度测量中的一种重要组成部分。
它可以将热电偶与温度显示仪表或控制装置连接起来，并起到补偿导线与热电偶连接时可能存在的温度差异的作用。
本文将介绍热电偶补偿导线的原理、特点以及选型要点。
原理热电偶补偿导线的原理是基于热电效应。
热电效应是指当两个不同金属的导线连接成回路并形成焊点时，如果焊点处温度不一致，将会形成一个温度差，并产生一个与温度差成正比的电动势。
这种现象称为热电效应。
热电偶补偿导线中的两个导线材料与热电偶相同，通过连接在一起，可以在一定程度上消除因温度差异而产生的电动势，从而保证测量的准确性。
特点热电偶补偿导线具有以下特点：1.良好的耐高温性能：热电偶补偿导线通常需要在高温环境下工作，因此材料需要具有良好的耐高温性能，能够承受高温带来的膨胀和变形。
2.准确的补偿效果：热电偶补偿导线需要能够准确补偿热电偶连接时产生的温度差异，以保证测量的精度和准确性。
3.耐腐蚀性能：热电偶补偿导线通常需要在一些特殊的工作环境中使用，例如酸碱腐蚀性较强的场合，因此需要具有良好的耐腐蚀性能。
4.灵活性：热电偶补偿导线需要具有一定的灵活性，以适应不同测量场合的使用需求。
5.绝缘性能：热电偶补偿导线需要具有较好的绝缘性能，以保证电信号的传输质量。
选型要点在选择热电偶补偿导线时，需要注意以下要点：1.温度范围：根据实际的测量需求，选择适合的温度范围。
不同材料的热电偶补偿导线具有不同的温度范围，需要根据测量场合的最高工作温度来选择合适的材料。
2.导线材料：根据实际的测量需求和工作环境，选择合适的导线材料。
常见的导线材料有K、E、J、T等不同类型，根据其热电特性选择合适的型号。
3.外护套材料：外护套材料需要具有一定的耐腐蚀性能和耐高温性能，以适应不同测量场合的要求。
4.防护方式：根据实际的测量需求，选择合适的防护方式。
常见的防护方式有金属套管、瓷套管等不同类型，需要根据实际情况选择合适的方式。
热电偶 补偿导线
补偿导线与微电动势在工业生产过程中，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，所以常被用作测量炉子、管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。
但是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。
补偿导线是在一定的温度范围内，具有与热电偶匹配的热电动势标称值相同的一对带绝缘包覆的导线，必须指出其作用只起延伸热电极，是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。
一、回路电动势的构成当有两种不同的导体或半导体A和B 组成一个回路，其两端互相连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T ,称为工作端或热端，另一端温度为T0 ,称为自由端（也称参比端）或冷端，回路中将产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。
这种现象称为“热电效应”，产生的电动势则称为“热电动势”。
热电动势由两部分组成，一部分是两导体的接触电动势（帕尔贴电势），另一部分是单一导体的温差电动势（汤姆逊电势）。
B工作端(T )自由端(T 0)1 .接触电动势当A 和B 两种不同材料的导体接触时，由于两者的自由电子体密度差异，就会在接触处产生自由电子的扩散运动，形成扩散电子流。
设导体A 自由电子的体密度（N At ）大于导体B （N Bt ）,扩散运动的结果，接触处的A 端因失去电子而带正电，B 端因得到电子而带负电，从而在电场作用下产生飘移运动，形成与扩散运动相反的飘移电子流。
二者达到动态平衡形成稳定的电场，产生了接触电动势。
由于接触电动势的大小只与导体的自由电子体密度相同，因此与导体材料、接点的温度有关，与导体的直长度及几何形状无关。
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请举例说明减小或消除仪表非线性的方 法，要求三种以上。
作业
3.2温度检测仪表
温度的定义
冷热程度 描述系统不同自由度之间能量分布 状况的基本物理量 与大量分子的平均动能相联系，反 映内部分子运动的剧烈程度
温 标
温度的数值表示方法 温度数值化的一套规则和方法 给出温度的测量单位 常用温标 经验温标（摄氏度t，℃ ；华氏度t,F） 热力学温标（开尔文温标T,K） 国际实用温标（T,K）
热力学温标
又称开尔文温标，符号为T，单位为Ｋ。 热力学温标是以热力学第二定律为基础的一 种理论温标，由卡诺定理推导出来的，被国 际计量大会采纳作为国际统一的基本温标。 有一个绝对零度，低于零度的温度不可能存 在。 热力学温标是一种纯理论的理想温标，无法 直接实现。
国际实用温标
是一个国际协议性温标，它与热力学温标相 接近，而且复现精度高，使用方便。 规定了固定点温度；标准仪器；内插公式。 国际计量委员会在18届国际计量大会第七号 决议授权予1989年会议通过了1990年国际温标 ITS-90。 ITS—90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用 单色辐射实际可测量的最高温度。
热电偶正常工作的两个必要条件
两种导体 两个温度
A t B
与材料的粗细无关 t0 与材料的长度无关 与温度的分布无关
EAB(t,t0)=eAB(t)-eAB(t0)
热电偶的材料
理论上任何两种导体都可组成热电偶，但 作为测温的热电偶需满足：
物理、化学性稳定 电极的电阻小，电阻的温度系数小 电势值大，随温度单调上升，最好线性 材料易获得，复制性好，价格低
T T T0 T0
e AB T eBC T0 eCA T0 A B dT
T T0
kT N AT ln e N BT
kT0 e
N BT0 N CT0 ln ln N CT N AT0 0
T A B dT T0
T N AT kT 0 N B T0 A B dT ln ln N T 0 e N A T0 BT T kT N AT kT0 N A T ln A B dT e ln N T e N BT BT
kT e
0
0
0
e AB T e AB T0 B A dT
T
E AB T , T0
T0
热电势的测量(讨论)
A t2 C t 0 B t1 EAB(t,t0)=eAB(t)+eBC(t1)+eCA(t2)=eAB(t)+eBA(t0)
t
热电偶的基本定律
接触电势原理图（NA>NB）
温差电势
单一导体内自由电子在高温端具有较大的动 能，因而向低温端扩散 ，形成静电场 达到动态平衡时，在导体的两端便产生一个 相应的电位差－－温差电势 表示为：
e A T , 路热电势
由导体A、B组成的热 电偶闭合回路，当温 度为 T＞T0，NA ＞ NB 时，闭合回路总的 热电势为
ITS-90定义固定点
标准仪器 第一温区为0.65K到5.00K之间，T90由3He和4He的蒸汽 压与温度的关系式来定义。 第二温区为3.0K到氖三相点（24.5661K）之间T90是氦定 容气体温度计（气体体积不变，根据压力与温度之间关系） 来定义。 第三温区为氢三相点（13.8033K或-259.3467 ℃ ）到银的 凝固点（961.78℃）之间，T90是由铂电阻温度计来定义， 它使用一组规定的定义内插法来分度。 银凝固点（961.78℃）以上的温区，T90是按普朗克辐 射定律来定义的，复现仪器为光学高温计。 内插公式 每种内插标准仪器在n个固定点温度下分度，以此求得 相应温度区内插公式中的常数。
ITS-90
温度检测仪表的分类
接触式和非接触式两大类； 接触式检测仪表：
膨胀式温度检测仪表：基于物体受热体积膨胀或 长度伸缩性质的（如玻璃管水银温度计、双金属 温度计）； 热电阻温度检测仪表：基于导体或半导体电阻值 随温度变化的（铂电阻、铜电阻）； 热电偶温度检测仪表：基于热电效应；
热电偶丝
热电偶的基本定律
1、均质导体定律 ：同一导体闭合回路E=0 2、中间导体定律 在A、B构成的热电偶接入第三种导体C， 并使AC和BC接触的温度均为T0
E ABC T , T0 e AB T eBC T0 eCA T0 A dT B dT
非接触式检测仪表
利用物体的热辐射特性与温度之间的对应关系， 主要有亮度法、全辐射法和比色法等
一、 热电偶温度计 Thermocouple 热电效应
A
t1 B
热电偶
t2
冷端（自由端）
热端（工作端）
EAB(t1,t2)
接触电势
两种导体电子密度不同，在接触面上的扩散 速度不同
kT N A e AB T ln e NB
经验温标
借助于某一种物质的物理量与温度变化的关系，用 实验方法或经验公式所确定的温标； 摄氏温标
把在标准大气压下水的冰点定为零度，把水的沸点定 为100度的一种温标。中间100等分，单位符号为℃
华氏温标
规定在标准大气压下水的冰点为32度，水的沸点为212 度，中间划分为180等分，单位符号为 0F。在我国已淘 汰。
E AB T , T0 e AB T e AB T0 e A T , T0 e B T , T0
T kT N AT kT0 N AT0 ln ln B A dT T0 e N BT e N BT0
E AB T ,T0 e AB T e AB T0