热电偶传感器课件
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热电偶传感器ppt课件
热电率较小，敏捷度低，高温下机械强度下降， 抗污染能力差，贵金属材料昂贵。
3. 镍铬-镍硅热电偶（K型）
使用量最大旳便宜金属热电偶，用量为其他热电 偶旳总和。 正极（KP）旳名义化学成份为：Ni:Cr=90:10， 负极（KN）旳名义化学化学成份为Ni:Si=97:3。 其使用温度为-200～1300℃。
正
较硬
B
负
稍软
0.033
600~900
0~1600
1800
Ⅲ
＞800
±4℃ ±0.5%t
正
不亲磁
Ⅱ
-40~1300
±2.5℃或±0.75%t
K
4.096
0~1200
1300
负
稍亲磁
Ⅲ
-200~40
±2.5℃或±1.5%t
N
正
不亲磁
负
稍亲磁
2.774
200~1200
1300
Ⅰ Ⅱ
-40~1100 -40~1300
T —— 接触面旳绝对温度
e —— 单位电荷量 NA——金属电极A旳自由电子密度 NB——金属电极B旳自由电子密度
2. 温差电势
温差电势（汤姆逊电势）
T
eA (T ,T0 )
dT
T0
(6.3.2)
图6.3.3 热电偶旳温差电势
δ —— 汤姆逊系数，它表达温差为1℃时所产生旳 电动势值，它与材料旳性质有关。
热电极旳温度分布无关； 假如热电偶旳热电极是非匀质导体，在不均匀温度
场中测温时将造成测量误差。所以热电极材料旳均 匀性是衡量热电偶质量旳主要技术指标之一。
2. 中间导体定律 在热电偶回路中接入与A、B电极不同旳另一种
导体称中间导体C，只要中间导体旳两端温度相同， 热电偶回路总电动势不受中间导体接入旳影响。
3. 镍铬-镍硅热电偶（K型）
使用量最大旳便宜金属热电偶，用量为其他热电 偶旳总和。 正极（KP）旳名义化学成份为：Ni:Cr=90:10， 负极（KN）旳名义化学化学成份为Ni:Si=97:3。 其使用温度为-200～1300℃。
正
较硬
B
负
稍软
0.033
600~900
0~1600
1800
Ⅲ
＞800
±4℃ ±0.5%t
正
不亲磁
Ⅱ
-40~1300
±2.5℃或±0.75%t
K
4.096
0~1200
1300
负
稍亲磁
Ⅲ
-200~40
±2.5℃或±1.5%t
N
正
不亲磁
负
稍亲磁
2.774
200~1200
1300
Ⅰ Ⅱ
-40~1100 -40~1300
T —— 接触面旳绝对温度
e —— 单位电荷量 NA——金属电极A旳自由电子密度 NB——金属电极B旳自由电子密度
2. 温差电势
温差电势（汤姆逊电势）
T
eA (T ,T0 )
dT
T0
(6.3.2)
图6.3.3 热电偶旳温差电势
δ —— 汤姆逊系数，它表达温差为1℃时所产生旳 电动势值，它与材料旳性质有关。
热电极旳温度分布无关； 假如热电偶旳热电极是非匀质导体，在不均匀温度
场中测温时将造成测量误差。所以热电极材料旳均 匀性是衡量热电偶质量旳主要技术指标之一。
2. 中间导体定律 在热电偶回路中接入与A、B电极不同旳另一种
导体称中间导体C，只要中间导体旳两端温度相同， 热电偶回路总电动势不受中间导体接入旳影响。
热电偶传感器的应用PPT课件
用8个数码管显示模式和对应的参数，左边4个 数码管显示模式值，右边4个数码管显示相应模式对 应的参数值。根据系统的功能需求，应该设计4种模 式，各模式的定义如下：
2021/3/6
22
模式0：温度设定值和温度实时值显示（前4位数码管显示温 度设定值，后4位显示实时温度值）； 模式1：设置和显示温度设定值（0～1200）； 模式2：设置和显示手动输出值（0～100） 模式3：手动/自动切换（1：手动；0：自动）
结论：
1.两电极材料相同，输出电势为0； 2.热电偶两结点温度相同，电动势为0；温 差越大，电势越大。
3.电动势大小与热电偶尺寸无关
2021/3/6
5
返回
上页
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一般是用实验方法来求取这个函数关系，通常是令 T0=0°C，然后在不同的测量端温度下精确地测出回路中
总热电势，并将所测得的结果绘成曲线，或列成表格（常 常称为热电偶分度表），以供在使用的时候查阅。
2021/3/6
9
热电偶名称 镍铬—铜镍
镍铬—镍硅
铂铑10—铂 铂铑30—铂铑6
2021/3/6
分度号 适用温度（oC）
特
点
优点：适用于还原气氛中，灵敏度
E
-40~800
高，价格低
缺点：使用温度区窄，易氧化，高
温具有滞后现象
优点：线性度好，适用于氧化性气
K
-40~1000
体，耐金属蒸汽，价格便宜
缺点：略有滞后现象，高温还原气
EAB (T ,T0 ) EAB (T ,Tm ) EAB (Tm ,T0 )
若T0=0 ，则有 EAB (T ,0) EAB (T ,Tm ) EAB (Tm ,0)
该定律是参考端温度计算修正法的理论依据。
2021/3/6
22
模式0：温度设定值和温度实时值显示（前4位数码管显示温 度设定值，后4位显示实时温度值）； 模式1：设置和显示温度设定值（0～1200）； 模式2：设置和显示手动输出值（0～100） 模式3：手动/自动切换（1：手动；0：自动）
结论：
1.两电极材料相同，输出电势为0； 2.热电偶两结点温度相同，电动势为0；温 差越大，电势越大。
3.电动势大小与热电偶尺寸无关
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一般是用实验方法来求取这个函数关系，通常是令 T0=0°C，然后在不同的测量端温度下精确地测出回路中
总热电势，并将所测得的结果绘成曲线，或列成表格（常 常称为热电偶分度表），以供在使用的时候查阅。
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9
热电偶名称 镍铬—铜镍
镍铬—镍硅
铂铑10—铂 铂铑30—铂铑6
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分度号 适用温度（oC）
特
点
优点：适用于还原气氛中，灵敏度
E
-40~800
高，价格低
缺点：使用温度区窄，易氧化，高
温具有滞后现象
优点：线性度好，适用于氧化性气
K
-40~1000
体，耐金属蒸汽，价格便宜
缺点：略有滞后现象，高温还原气
EAB (T ,T0 ) EAB (T ,Tm ) EAB (Tm ,T0 )
若T0=0 ，则有 EAB (T ,0) EAB (T ,Tm ) EAB (Tm ,0)
该定律是参考端温度计算修正法的理论依据。
热电偶传感器课件
理解决方案。
05
热电偶传感器实验与操作
实验目的和原理
实验目的 掌握热电偶传感器的基本原理和工作特性。
了解热电偶传感器的测量电路和信号处理方法。
实验目的和原理
• 通过实验操作，培养实验技能和动手能力。
实验目的和原理
实验原理
热电偶传感器是一种基于热电效应的测温元件，由两种不同的导体或半导体制成回路，当两 端存在温差时，回路中就会产生热电动势。
热电偶传感器具有测量精度高、测量范围广、稳定性好等优点，被广泛应用于温度测量领域。
实验步骤和注意事项
实验步骤 1. 准备实验器材和热电偶传感器。
2. 搭建测量电路，连接热电偶传感器和测量仪表。
实验步骤和注意事项
3. 对热电偶传感器进 行标定，记录标定数 据。
5. 对测量数据进行处 理和分析，得出实验 结果。
保护套管
用于保护热电极免受被测介质化学腐蚀和机械损伤，同时起到固定和绝 缘的作用。
03
接线盒
用于连接热电偶丝和补偿导线，方便安装和维修。
热电偶分类与特点
分类
根据热电偶的材质、结构和使用环境等不同特点，可将其分 为多种类型，如K型、S型、E型、J型、T型等。
特点
不同类型的热电偶具有不同的测温范围、精度、稳定性等特 点。例如，K型热电偶具有线性度好、热稳定性高、测温范围 广等优点；而S型热电偶则具有精度高、抗氧化性能强等特点 。
工业过程自动化
石油化工
在石油化工行业，热电偶传感器 被用于测量和控制反应釜、分馏 塔等设备的温度，实现生产过程
的自动化和优化。
电力行业
热电偶传感器在电力行业中被广泛 应用于汽轮机、锅炉等设备的温度 监测与控制，提高发电效率和安全 性。
05
热电偶传感器实验与操作
实验目的和原理
实验目的 掌握热电偶传感器的基本原理和工作特性。
了解热电偶传感器的测量电路和信号处理方法。
实验目的和原理
• 通过实验操作，培养实验技能和动手能力。
实验目的和原理
实验原理
热电偶传感器是一种基于热电效应的测温元件，由两种不同的导体或半导体制成回路，当两 端存在温差时，回路中就会产生热电动势。
热电偶传感器具有测量精度高、测量范围广、稳定性好等优点，被广泛应用于温度测量领域。
实验步骤和注意事项
实验步骤 1. 准备实验器材和热电偶传感器。
2. 搭建测量电路，连接热电偶传感器和测量仪表。
实验步骤和注意事项
3. 对热电偶传感器进 行标定，记录标定数 据。
5. 对测量数据进行处 理和分析，得出实验 结果。
保护套管
用于保护热电极免受被测介质化学腐蚀和机械损伤，同时起到固定和绝 缘的作用。
03
接线盒
用于连接热电偶丝和补偿导线，方便安装和维修。
热电偶分类与特点
分类
根据热电偶的材质、结构和使用环境等不同特点，可将其分 为多种类型，如K型、S型、E型、J型、T型等。
特点
不同类型的热电偶具有不同的测温范围、精度、稳定性等特 点。例如，K型热电偶具有线性度好、热稳定性高、测温范围 广等优点；而S型热电偶则具有精度高、抗氧化性能强等特点 。
工业过程自动化
石油化工
在石油化工行业，热电偶传感器 被用于测量和控制反应釜、分馏 塔等设备的温度，实现生产过程
的自动化和优化。
电力行业
热电偶传感器在电力行业中被广泛 应用于汽轮机、锅炉等设备的温度 监测与控制，提高发电效率和安全 性。
图文并茂——热电偶传感器PPT课件
不同材料之间:
节点处电子的扩散所致
A
T
T0
eAB
(T
)
kT e
ln
NA NB
B
eAB (T0 )
kT0 e
ln
NA NB
k——玻耳兹曼常数，e——电子电荷量，
T——接触处的温度，NA，NB——分别为导体A和B的自由电子密度。
第16页/共59页
第二节 热电偶的工作原理
二、热电势 （接触电动势和温差电动势）
2、国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、热力学温标等。
课本 P213定义
第2页/共59页
第一节 二、温标
几种温标的对比
温度测量的基本概念
正常体温为 37 C ，相 当于华氏温 度多少度？
第3页/共59页
第一节 温度测量的基本概念 二、温标
热力学温标（K）
热力学温标是建立在热力学第二定 律基础上的最科学的温标，是由开尔文 （Kelvin）根据热力学定律提出来的， 因此又称开氏温标。它的符号是T，单位 是开尔文（K） 。
第一节 温度测量的基本概念
一、温度测量的基本概念 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。
模拟图：在一个密闭的空间里，气体分 子在高温时的运动速度比低温时快！
第1页/共59页
第一节 温度测量的基本概念 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。
威廉·汤姆逊·开尔文勋爵像
第4页/共59页
第一节 二、温标
温度测量的基本概念
1990国际温标(ITS-90)
热电偶传感器ppt课件
EAB (t,0) EAB (t,t0 ) EAB (t0,0)
47
用分度号为S的铂铑10—铂热电偶测炉温， 其冷端温度为30℃，而直流电位差计测得的 热电动势为9.527mV，试求被测温度。
解：查铂铑10—铂热电偶分度表，得 E(30,0)=0.173mV，根据中间温度定律得
E(t,0) E(t,30) E(30,0) 9.654mV
铠装型热电偶 横截面
法兰
26
测量50m深的岩石钻孔中的温度应选用 （B ）型的热电偶。
A.普通
B.铠装
C.薄膜
27
薄膜型热电偶
薄膜型热电偶采用真空镀膜技术，由两种 金属薄膜连接而成的一种特殊结构的热电 偶，其结构示意图如图所示。适用于微小 面积上的表面温度的测量以及快速变化的 表面温度的测量。
28
51
课堂小结： 1、 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， 也称塞贝尔效应。 2、回路中所产生的电动势，叫热电势。 3、热电偶的基本定律：中间导体定律、中间温度 定律、标准电极定律。 4、热电动势的大小只与热电极的材料和冷、热两 端的温度有关。如果热电极的材料选定，冷端 的温度t0确定，那么热电动势就只与热端温度t 有关，所以可以通过测量热电动势的大小得到 热端的温度值，这就是热电偶测温度的工作原 理。
只要测得标准电极与各种金属组成的热电 偶的热电动势，则任何两种电极配对组合 成的热电偶的热电动势就可根据标准电极 定律定律计算出，而不需要逐个测定。
14
15
热电偶测温原理
热电动势的大小与热电极A、B的长度和直 径无关，只与热电极的材料和冷、热两端 的温度有关。如果热电极的材料选定，冷 端的温度t0确定，那么热电动势就只与热端 温度t有关，所以可以通过测量热电动势的 大小得到热端的温度值，这就是热电偶测 温度的工作原理。
47
用分度号为S的铂铑10—铂热电偶测炉温， 其冷端温度为30℃，而直流电位差计测得的 热电动势为9.527mV，试求被测温度。
解：查铂铑10—铂热电偶分度表，得 E(30,0)=0.173mV，根据中间温度定律得
E(t,0) E(t,30) E(30,0) 9.654mV
铠装型热电偶 横截面
法兰
26
测量50m深的岩石钻孔中的温度应选用 （B ）型的热电偶。
A.普通
B.铠装
C.薄膜
27
薄膜型热电偶
薄膜型热电偶采用真空镀膜技术，由两种 金属薄膜连接而成的一种特殊结构的热电 偶，其结构示意图如图所示。适用于微小 面积上的表面温度的测量以及快速变化的 表面温度的测量。
28
51
课堂小结： 1、 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， 也称塞贝尔效应。 2、回路中所产生的电动势，叫热电势。 3、热电偶的基本定律：中间导体定律、中间温度 定律、标准电极定律。 4、热电动势的大小只与热电极的材料和冷、热两 端的温度有关。如果热电极的材料选定，冷端 的温度t0确定，那么热电动势就只与热端温度t 有关，所以可以通过测量热电动势的大小得到 热端的温度值，这就是热电偶测温度的工作原 理。
只要测得标准电极与各种金属组成的热电 偶的热电动势，则任何两种电极配对组合 成的热电偶的热电动势就可根据标准电极 定律定律计算出，而不需要逐个测定。
14
15
热电偶测温原理
热电动势的大小与热电极A、B的长度和直 径无关，只与热电极的材料和冷、热两端 的温度有关。如果热电极的材料选定，冷 端的温度t0确定，那么热电动势就只与热端 温度t有关，所以可以通过测量热电动势的 大小得到热端的温度值，这就是热电偶测 温度的工作原理。
热电偶温度传感器工作原理ppt课件
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。
热电偶温度传感器的工作原理
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
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。将两种 不同材料的导体或半导体Байду номын сангаасA 和 B 焊接起来，构成 一个闭合回路，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。
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工作端的两端
温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，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；
热电偶是一种感温元件，是一次仪表。它直
第3章 热电偶型传感器ppt课件(全)
会影响回路的总热电势；若在回路中接入多种导体，只要每种导体两端 温度相同，也不会影响回路的总热电势。
3．标准电极定律
当热电偶回路的两个结点温度为T，T0时，用导体AB组成的热 电偶的热电势等于热电偶AC和热电偶CB的热电势的代数和，即
E A ( T , T B 0 ) E A ( T , T C 0 ) E C ( T , T 0 B ) E A ( T , T C 0 ) E B ( T , T C 0 )
1．热力学温标（开氏温标）
它是一种与物体任何物理性质无关的温标，是最科学、最客观的 温标。为此，国际权度大会规定，热力学温标为国际统一的基本温标。 目前，国内外所用的摄氏、华氏等温标，实际上只是延用了过去的名 称，而在内容上都已根据热力学温标给予了新的内容和概念。热力学 温标规定分子运动停止（即没有热存在）时的温度为绝对零度（或称 最低理论温度），用标准大气压时纯水的三相点为定义固定点，并定 义其温度为273.16 K的一种理想温度。
导体C称为标准电极。这一规律称标准电极定律。 标准电极C通常采用纯铂丝制成，因为铂的物理、化学性能稳定，易
提纯，熔点高。如果已求出各种热电极对铂极的热电势值，就可以用 标准电极定律，求出其中任意两种材料配成热电偶后的热电势值。这 就大大简化了热电偶的选配工作。
图3-6 标准电极定律
4．均质导体定律
1．珀尔帖效应
当A、B两种不同材料的导体相互紧密地连接在一起时，如图3-1 所示，由于导体中都有大量自由电子，而且不同导体材料的自由电 子的浓度不同（假设导体A的自由电子浓度大于导体B的自由电子浓 度），那么在单位时间内，由导体A扩散到导体B的电子数要比由导 体B扩散到导体A的电子数多。这时导体A因失去电子而带正电，导 体B得到电子而带负电，于是在接触处便形成了电位差。该电位差称 为接触电势（即珀尔帖电势）。这个电势将阻碍电子进一步扩散； 当电子扩散能力与电场的阻力平衡时，接触处的电子扩散就达到了 动平衡，接触电势则达到一个稳态值。接触电势的大小与两导体材 料的性质和接触点的温度有关，其数量级约为0.001～0.01 V。由物 理学可知，两导体两端接触电势为
3．标准电极定律
当热电偶回路的两个结点温度为T，T0时，用导体AB组成的热 电偶的热电势等于热电偶AC和热电偶CB的热电势的代数和，即
E A ( T , T B 0 ) E A ( T , T C 0 ) E C ( T , T 0 B ) E A ( T , T C 0 ) E B ( T , T C 0 )
1．热力学温标（开氏温标）
它是一种与物体任何物理性质无关的温标，是最科学、最客观的 温标。为此，国际权度大会规定，热力学温标为国际统一的基本温标。 目前，国内外所用的摄氏、华氏等温标，实际上只是延用了过去的名 称，而在内容上都已根据热力学温标给予了新的内容和概念。热力学 温标规定分子运动停止（即没有热存在）时的温度为绝对零度（或称 最低理论温度），用标准大气压时纯水的三相点为定义固定点，并定 义其温度为273.16 K的一种理想温度。
导体C称为标准电极。这一规律称标准电极定律。 标准电极C通常采用纯铂丝制成，因为铂的物理、化学性能稳定，易
提纯，熔点高。如果已求出各种热电极对铂极的热电势值，就可以用 标准电极定律，求出其中任意两种材料配成热电偶后的热电势值。这 就大大简化了热电偶的选配工作。
图3-6 标准电极定律
4．均质导体定律
1．珀尔帖效应
当A、B两种不同材料的导体相互紧密地连接在一起时，如图3-1 所示，由于导体中都有大量自由电子，而且不同导体材料的自由电 子的浓度不同（假设导体A的自由电子浓度大于导体B的自由电子浓 度），那么在单位时间内，由导体A扩散到导体B的电子数要比由导 体B扩散到导体A的电子数多。这时导体A因失去电子而带正电，导 体B得到电子而带负电，于是在接触处便形成了电位差。该电位差称 为接触电势（即珀尔帖电势）。这个电势将阻碍电子进一步扩散； 当电子扩散能力与电场的阻力平衡时，接触处的电子扩散就达到了 动平衡，接触电势则达到一个稳态值。接触电势的大小与两导体材 料的性质和接触点的温度有关，其数量级约为0.001～0.01 V。由物 理学可知，两导体两端接触电势为
《热电偶传感器》课件
热电偶传感器的应用领域
工业自动化
在工业生产过程中，热电偶传感 器常用于测量各种气体和液体的 温度，控制生产过程中的温度参 数。
科学研究
在物理、化学、生物学等科学研 究中，热电偶传感器可用于测量 各种温度变化，如生物体内温度 变化、化学反应过程中的温度变 化等。
医疗领域
在医疗领域，热电偶传感器可用 于测量人体温度、血液温度等， 为医疗诊断和治疗提供重要数据 。
《热电偶传感器》PPT课件
contents
目录
• 热电偶传感器概述 • 热电偶传感器的性能参数 • 热电偶传感器的设计与优化 • 热电偶传感器的校准与标定 • 热电偶传感器的实际应用案例
01 热电偶传感器概 述
定义与工作原理
定义
热电偶传感器是一种将温度差转换为 电势差的传感器，通过测量电势差来 推算温度差。
要点二
要求
定期进行校准与标定，确保传感器性能稳定；遵循相关标 准和规范。
校准与标定的方法与步骤
方法：采用标准温度源、标准
步骤
电阻箱等设备进行校准与标定
。
01
02
1. 准备标准设备和热电偶传感 器；
03
2. 将热电偶传感器连接到标准
设备上；
04
3. 按照规定的测试条件进行测 试；
05
4. 记录测试数据并进行分析。
详细描述
在汽车发动机排放系统中，尾气温度是衡量发动机工作 状态的重要参数。热电偶传感器安装在排气管中，可以 实时监测尾气的温度变化。当尾气温度异常升高时，可 能表明发动机存在故障或燃烧不充分，需要采取相应措 施进行维修或调整。通过监测尾气温度，可以确保发动 机正常运转和排放达标，提高汽车的安全性能和环保性 能。
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• 国际电工委员会（IEC）共推荐了8种标准化 热电偶
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对热电偶电极材料的要求：
（1）在测温范围内，热电性质稳定，不随 时间和被测介质变化；物理化学性能稳定，不 易氧化或腐蚀。
（2）电导率高，电阻温度系数较小。
（3）由它们组成的热电偶，热电动势随温 度的变化率要大，并且希望该变化率在测温范 围内接近常数。
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4. 等值替代定律
• 如果使热电偶AB在某一温度范围内所产生的热电 动势等于热电偶CD在同一温度范围内所产生的热 电动势，即
• 则这两支热电偶EA在B (该t,t温0 ) 度 E范CD围(t内,t0可) 以互相代用。
6.3.3 标准化热电偶
• 标准化热电偶：工艺上比较成熟，能批量 生产、性能稳定、应用广泛，具有统一分 度表并已列入国际和国家标准文件中的热 电偶。标准化热电偶可以互相交换，精度 有一定的保证。
kT e
ln
NA NB
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k —— 玻耳兹曼常数； T —— 接触面的绝对温度； e —— 单位电荷量； NA——金属电极A的自由电子密度 NB——金属电极B的自由电子密度
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2. 温差电势
温差电势
（汤姆逊电势）
eA (T ,T0 )
T
dT
T0
δ —— 汤姆逊系数，它表示温度为1℃时所产生的电动势值， 它与材料的性质有关。
• 由一种均质导体所组成的闭合回路，不论导体的截面 积如何及导体的各处温度分布如何，都不能产生热电 势。
• 热电偶必须采用两种不同材料的导体组成， • 热电偶的热电势仅与两接点的温度有关，而与沿热电
极的温度分布无关。
• 如果热电偶的热电极是非匀质导体，在不均匀温度场 中测温时将造成测量误差。所以热电极材料的均匀性 是衡量热电偶质量的重要技术指标之一。
对分度表允许偏差（℃）
长期
短期
等 级
使用温度
允差
正
亮白较硬
负
亮白柔软
0.646
0~1300
1600
Ⅲ
≤600 ＞600
±1.5℃ ±0.25%t
正
较硬
负
柔软
0.647
0~1300
1600
Ⅱ
＜600 ＞1100
±1.5℃ ±0.25%t
正
较硬
负
稍软
0.033
600~900
0~1600
1800
Ⅲ
＞800
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2. 中间导体定律
在热电偶回路中接入与另一种导体称中间导体C，只要 中间导体的两端温度相同，热电偶回路总电动势不受 中间导体接入的影响。
为用测量仪表测量回路的热电动势提供理论依据
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3. 中间温度定律
为在工业测量温度中使用补偿导线提供了理论基础。
EAB (t, t0 ) EAB (t,tc ) EAB (tc ,t0 )
亮黄
Ⅱ
-40~900
±2.5℃或±0.75%t
6.319
-200~760
850
Ⅲ
-200~40
±2.5℃或±1.5%t
正
红色
负
银白色
Ⅱ
-40~350
±1℃或±0.75%t
4.279
-200~350
400
Ⅲ
-200~40
±1℃或±1.5%t
正
亲磁
负
不亲磁
5.269
-40~600
750
Ⅱ
-40~750
±2.5℃或±0.75%t
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3. 热电偶回路的总热电势
EAB ( T ,T0 ) e AB ( T ) eA( T ,T0 ) eAB ( T0 ) eB ( T ,T0 )
[ eAB ( T ) eAB ( T0 )] [ eA( T ,T0 ) eB ( T ,T0 )]
k e
(T
T0
)ln
NA NB
T
T0 ( A B
)dt
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• 热电极A和B为同一种材料时，NA=NB, δ A=δB， 则EAB(T, T0)=0。
• 若热电偶两端处于同一温度下， T=T0 ， 则EAB(T, T0)=0 。
• 热电势存在必须具备两个条件： 一、两种不同的金属材料组成热电偶，
• 在参比端温度为0条件下，常用 热电偶热电动势与温度一一对 应的关系都可以从标准数据表 中查到，这种表称为热电偶的 分度表。与分度表所对应的该
热电偶的代号则称为分度号。
6.3.2 热电偶的基本定律
1. 均质导体定律 2. 中间导体定律 3. 连接导体定律 4. 等值替代定律
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1. 均质导体定律
EAB (T ,T0 ) f (T )
E与T之间有唯一对应的单值函数关系，因此就可以用测量到的 热电势E来得到对应的温度值T，热电偶热电势的大小，只是与 导体A和B的材料有关，与冷热端的温度有关，与导体的粗细长 短及两导体接触面积无关。
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• 在用热电偶测量温度时，想要 得到热电动势数值，必须要在 热电偶回路中引入第3种导体， 接入测量仪表。
6.3.1 热电偶测温原理
• 热电偶：两种不同的金属A和B构成闭合回路 当两个接触端T≠T0时，回路中会产生热电势， 即热电效应。
工作端
冷端/参比端
EAB(T, T0)= EAB(T)- EAB(T0)
热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定
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1. 接触电势
接触电势
eAB (T )
（4）材料的机械强度要高，复制性好，复 制工艺简单，价格便宜。
表6.3.1 标准化热电偶技术数据
热电偶名称
铂铑10-铂 铂铑13-铂 铂铑30-铂铑 镍铬-镍硅 镍铬硅-镍硅 镍铬-康铜 铜-康铜 铁-康铜
分度 号 新 S
R B K N E T J
热电极识别
极 性
识别
E （100,0） （mV）
测温范围（℃）
±4℃ ±0.5%t
正
不亲磁
负
稍亲磁
4.096
Ⅱ
-40~1300
±2.5℃或±0.75%t
0~1200
1300
Ⅲ
-200~40
±2.5℃或±1.5%t
正
不亲磁
负
稍亲磁
2.774
200~1200
1300
Ⅰ Ⅱ
-40~1100 -40~1300
±1.5℃或±0.4%t ±2.5℃或±0.75%t
正
暗绿
负
二、它的两端存在温差。
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对式（6.3.3）进行整理，则有：
EAB(T ,T 0) [ eAB(T )
T
0 ( A B )dt ] [ eAB( T0 )
T0 T
(
A
B
)势是T和T0的温度函数的差，而不是温度的函数。 当T0=0℃时，f (T0)=0则有：
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对热电偶电极材料的要求：
（1）在测温范围内，热电性质稳定，不随 时间和被测介质变化；物理化学性能稳定，不 易氧化或腐蚀。
（2）电导率高，电阻温度系数较小。
（3）由它们组成的热电偶，热电动势随温 度的变化率要大，并且希望该变化率在测温范 围内接近常数。
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4. 等值替代定律
• 如果使热电偶AB在某一温度范围内所产生的热电 动势等于热电偶CD在同一温度范围内所产生的热 电动势，即
• 则这两支热电偶EA在B (该t,t温0 ) 度 E范CD围(t内,t0可) 以互相代用。
6.3.3 标准化热电偶
• 标准化热电偶：工艺上比较成熟，能批量 生产、性能稳定、应用广泛，具有统一分 度表并已列入国际和国家标准文件中的热 电偶。标准化热电偶可以互相交换，精度 有一定的保证。
kT e
ln
NA NB
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k —— 玻耳兹曼常数； T —— 接触面的绝对温度； e —— 单位电荷量； NA——金属电极A的自由电子密度 NB——金属电极B的自由电子密度
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2. 温差电势
温差电势
（汤姆逊电势）
eA (T ,T0 )
T
dT
T0
δ —— 汤姆逊系数，它表示温度为1℃时所产生的电动势值， 它与材料的性质有关。
• 由一种均质导体所组成的闭合回路，不论导体的截面 积如何及导体的各处温度分布如何，都不能产生热电 势。
• 热电偶必须采用两种不同材料的导体组成， • 热电偶的热电势仅与两接点的温度有关，而与沿热电
极的温度分布无关。
• 如果热电偶的热电极是非匀质导体，在不均匀温度场 中测温时将造成测量误差。所以热电极材料的均匀性 是衡量热电偶质量的重要技术指标之一。
对分度表允许偏差（℃）
长期
短期
等 级
使用温度
允差
正
亮白较硬
负
亮白柔软
0.646
0~1300
1600
Ⅲ
≤600 ＞600
±1.5℃ ±0.25%t
正
较硬
负
柔软
0.647
0~1300
1600
Ⅱ
＜600 ＞1100
±1.5℃ ±0.25%t
正
较硬
负
稍软
0.033
600~900
0~1600
1800
Ⅲ
＞800
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2. 中间导体定律
在热电偶回路中接入与另一种导体称中间导体C，只要 中间导体的两端温度相同，热电偶回路总电动势不受 中间导体接入的影响。
为用测量仪表测量回路的热电动势提供理论依据
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3. 中间温度定律
为在工业测量温度中使用补偿导线提供了理论基础。
EAB (t, t0 ) EAB (t,tc ) EAB (tc ,t0 )
亮黄
Ⅱ
-40~900
±2.5℃或±0.75%t
6.319
-200~760
850
Ⅲ
-200~40
±2.5℃或±1.5%t
正
红色
负
银白色
Ⅱ
-40~350
±1℃或±0.75%t
4.279
-200~350
400
Ⅲ
-200~40
±1℃或±1.5%t
正
亲磁
负
不亲磁
5.269
-40~600
750
Ⅱ
-40~750
±2.5℃或±0.75%t
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3. 热电偶回路的总热电势
EAB ( T ,T0 ) e AB ( T ) eA( T ,T0 ) eAB ( T0 ) eB ( T ,T0 )
[ eAB ( T ) eAB ( T0 )] [ eA( T ,T0 ) eB ( T ,T0 )]
k e
(T
T0
)ln
NA NB
T
T0 ( A B
)dt
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• 热电极A和B为同一种材料时，NA=NB, δ A=δB， 则EAB(T, T0)=0。
• 若热电偶两端处于同一温度下， T=T0 ， 则EAB(T, T0)=0 。
• 热电势存在必须具备两个条件： 一、两种不同的金属材料组成热电偶，
• 在参比端温度为0条件下，常用 热电偶热电动势与温度一一对 应的关系都可以从标准数据表 中查到，这种表称为热电偶的 分度表。与分度表所对应的该
热电偶的代号则称为分度号。
6.3.2 热电偶的基本定律
1. 均质导体定律 2. 中间导体定律 3. 连接导体定律 4. 等值替代定律
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1. 均质导体定律
EAB (T ,T0 ) f (T )
E与T之间有唯一对应的单值函数关系，因此就可以用测量到的 热电势E来得到对应的温度值T，热电偶热电势的大小，只是与 导体A和B的材料有关，与冷热端的温度有关，与导体的粗细长 短及两导体接触面积无关。
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• 在用热电偶测量温度时，想要 得到热电动势数值，必须要在 热电偶回路中引入第3种导体， 接入测量仪表。
6.3.1 热电偶测温原理
• 热电偶：两种不同的金属A和B构成闭合回路 当两个接触端T≠T0时，回路中会产生热电势， 即热电效应。
工作端
冷端/参比端
EAB(T, T0)= EAB(T)- EAB(T0)
热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定
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1. 接触电势
接触电势
eAB (T )
（4）材料的机械强度要高，复制性好，复 制工艺简单，价格便宜。
表6.3.1 标准化热电偶技术数据
热电偶名称
铂铑10-铂 铂铑13-铂 铂铑30-铂铑 镍铬-镍硅 镍铬硅-镍硅 镍铬-康铜 铜-康铜 铁-康铜
分度 号 新 S
R B K N E T J
热电极识别
极 性
识别
E （100,0） （mV）
测温范围（℃）
±4℃ ±0.5%t
正
不亲磁
负
稍亲磁
4.096
Ⅱ
-40~1300
±2.5℃或±0.75%t
0~1200
1300
Ⅲ
-200~40
±2.5℃或±1.5%t
正
不亲磁
负
稍亲磁
2.774
200~1200
1300
Ⅰ Ⅱ
-40~1100 -40~1300
±1.5℃或±0.4%t ±2.5℃或±0.75%t
正
暗绿
负
二、它的两端存在温差。
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对式（6.3.3）进行整理，则有：
EAB(T ,T 0) [ eAB(T )
T
0 ( A B )dt ] [ eAB( T0 )
T0 T
(
A
B
)势是T和T0的温度函数的差，而不是温度的函数。 当T0=0℃时，f (T0)=0则有：