热电偶(B)换算
热电偶分度表
什么是热电偶分度表什么是热电偶:热电偶属于接触式温度测量仪表是工业生产中最常用的温度检测仪表之一。
其特点为测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。
测量范围广。
常用的热电偶从-50~+1600C均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269 C （如金铁镍铬），最高可达+28000（如钨-铼）。
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。
热电偶是一种感温元件, 它能将温度信号转换成热电势信号, 通过与电气测量仪表的配合, 就能测量出被测的温度。
热电偶测温的基本原理是热电效应。
在由两种不同材料的导体A 和B 所组成的闭合回路中, 当A 和B 的两个接点处于不同温度T 和To 时, 在回路中就会产生热电势。
这就是所谓的塞贝克效应。
导体A 和B 称为热电极。
温度较高的一端（T 〉叫工作端（通常焊接在一起）；温度较低的一端（To 〉叫自由端（通常处于某个恒定的温度下〉。
根据热电势与温度函数关系。
可制成热电偶分度表。
分度表是在自由端温度To=00C 的条件下得到的。
不同的热电偶具有不同的分度表。
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, 测得热电势后, 即可知道被测介质的温度。
常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。
非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。
从理论上讲, 任何两种导体都可以配制成热电偶, 但实际上并不是所有材料都能制作热电偶, 故对热电极材料必须满足以下几点：热电偶材料受温度作用后能产生较高的热电势, 热电势和温度之间的关系最好呈线性或近似线性的单值函数关系；能测量较高的温度, 并在较宽的温度范国内应用, 经长期使用后, 物理、化学性能及热电特性保持稳定；要求材料的电阻温度系数要小, 电阻率高, 导电性能好, 热容量要小；复现性要好, 便于大批生产和互换, 便于制定统一的分度表；机械性能好, 材质均匀；资源丰富, 价格便宜。
热电偶的分度号有哪几种
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140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。
补偿导线结构和用途：①补偿导线由芯线和绝缘包覆层组成；②补偿导线应因芯线合金材质不同分为延长型和补偿型两种，延长型补偿导线有 NX （镍铬硅硅镁）、 KX （镍铬 10- 镍硅 3 ）、 EX （镍铬 10- 铜镍 45 ）、 JX （铁 - 铜镍 45 TX （铜 - 铜镍 45 ），补偿型补偿导线有 SC 和 RC （铜 - 铜镍 0.6 ）、 KC （铜镍 40 ）、 NC （铁 - 铜镍）等；③补偿导线的绝缘包覆层与外套材料有聚氯乙烯，聚四氟乙烯，玻璃纤维，石英纱和陶瓷纤维金属屏蔽层有不锈钢网等；④热电偶补偿导线与显示仪表、记录仪或计算机连接构成测温系统，广泛用于电力、冶金、石油工、轻纺等工业及国防、科研等部门。
热电效应及热电偶的基本基础学习知识原理分析
热电效应及热电偶的基本原理分析；热电偶的四大基本定律；常用的热电极材料及其性能特点；热电偶的冷端补偿；热电偶的基本测量电路。
了解热电偶的工作原理；了解常用热电极材料的类型、性能特点及其适用场合；掌握热电偶的选用和维护方法。
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。
另外，由于热电偶是一种有源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便，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。
5.1 热电偶的工作原理与基本结构在工业生产过程中，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。
另外，由于热电偶是一种有源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便，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。
一、热电偶的工作原理1、工作原理当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时（如图5.1.1），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（也称参考端）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”，两种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势则称为“热电动势”。
图5.1.1 热电偶回路热电动势由两部分电动势组成，一部分是两种导体的接触电动势，另一部分是单一导体的温差电动势。
当A和B两种不同材料的导体接触时，由于两者内部单位体积的自由电子数目不同(即电子密度不同)，因此，电子在两个方向上扩散的速率就不一样。
现假设导体A的自由电子密度大于导体B的自由电子密度，则导体A扩散到导体B的电子数要比导体B扩散到导体A的电子数大。
热电偶基本原理和使用方法
热电偶基本原理和使用方法常用热电偶分度号有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，所以它是工业上最常用的热电偶。
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%，热电偶通常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。
热电偶温度传感器、热电阻温度传感器工作原理及特点
-167～40℃ ±2.5℃
-200～-167℃ ±1.5%t
-67～40℃
±1℃
—
-200～
-67℃
±1.5%t
Φ0.3 700～ 800 Φ0.5 800～ 900 Φ0.8 1.0 900～ 1000 Φ1.2 1.6 1000～ 1100 Φ2.0 2.5 1100～ 1200 Φ3.2 1200～ 1300
□廉金属热电偶丝直径的标准形式(mm)
分度号 保护管
外径
单支式
K 1
20 6 2 . 3.2 5
N 1
20 6 2 . 3.2 5
E 1
20 6 2 . 3.2 0
J 1
20 6 2 . 3.2 5
T 20
3.2
1
1
1
1
双支式 . 2.5 . 2.5 . 2.0 . 2.5
2.5
2
2
2
2
热电偶热电阻保护管 □ 金属保护管材料及特性
□ 置入深度 ●热电偶最小置入深度 对陶瓷保护管而言，应不小于保护管直径的 10～15倍； 对金属及合金保护管，应大于保护管直径的 15～20倍。
□ 热电阻最小置入深度
lmin = ln+15D lmin—最小可用置入深度 ln — 感温元件长度 D — 保护管外径
□ 绝缘电阻
●装配式热电偶绝缘电阻
·适于远距离测量和控制。
·无需参考点。温度值可由测得的电阻值直接求
b、缺点
出。
·测量准确度难以超过0.2℃，
·输出线性好。只用简单的辅助回路就能得到线性
·必须有参考端，并且温度要保持恒定。
输出，显示仪表可均匀刻度。
·在高温或长期使用时，因受被测介质影响或 b、缺点
热电偶分度号差别
工业热电偶中热电偶按分度号分有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。
E型测温范围为-40℃-1000℃；K型测温范围为-40℃-1300℃；S型测温范围为0℃-1700℃；B型测温范围为0℃-1800℃；T 型测温范围为-40℃-400℃。
以下就来介绍各分度号热电偶的具体差别。
(S型热电偶)铂铑10-铂热电偶铂铑10-铂热电偶(S型热电偶)为贵金属热电偶。
偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极(SP)的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%，含铂为90%，负极(SN)为纯铂，故俗称单铂铑热电偶。
该热电偶长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。
S型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。
由于S型热电偶具有优良的综合性能，符合国际使用温标的S型热电偶，长期以来曾作为国际温标的内插仪器，“ITS-90”虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器，但国际温度咨询委员会(CCT)认为S型热电偶仍可用于近似实现国际温标。
S型热电偶不足之处是热电势，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，因而一次性投资较大。
(R型热电偶)铂铑13-铂热电偶铂铑13-铂热电偶(R型热电偶)为贵金属热电偶。
偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极(RP)的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为13%，含铂为87%，负极(RN)为纯铂，长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。
R型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。
其物理，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。
pt100热电阻温度对照表
pt100热电阻温度对照表PT100温度对照表如下图：主要用于工业过程温度参数的测量和控制。
带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。
传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成（由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的。
因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器），有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。
扩展资料它的工作原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长。
但他们之间的关系并不是简单的正比的关系，而更应该趋近于一条抛物线。
铂电阻的阻值随温度的变化而变化的计算公式：-200<t<0℃Rt=R0[1+At+Bt*t+C(t-100)t*t*t]0≤t<850℃Rt=R0（1+At+Bt2）Rt为t℃时的电阻值，R0为0℃时的阻值。
公式中的A,B,系数为实验测定。
这里给出标准的DIN IEC751系数：A=3.9083E-3、B=-5.775E-7、C=-4.183E-12根据韦达公式求得阻值大于等于100欧姆的Rt -〉t的换算公式：0≤t<850℃t=(sqrt((A*R0)^2-4*B*R0*(R0-Rt))-A*R0)/2/B/R0第一种：50度119.40欧；100度138.51欧；150度157.33欧；200度175.86欧。
这种是比值为i0.003851的PT100。
也是最常见的PT100分度号。
第二种：50度119.70欧；100度139.10欧；150度158.21欧；200度177.03欧；250度195.56欧；300度213.79欧；350度231.73欧；这种是比值为0.003910的PT100，也就是BA2分度号。
一般没有指明的PT100就是指比值为0.003851的PT100。
二线制测量出的阻值是带有引线电阻的。
三线，四线测量出的阻值是电阻的阻值，引线阻值已经扣除掉的了。
热电偶、热电阻型号命名规则.
热电偶、热电阻型号命名规则_____________________________________装配热电偶__________________________________________装配式热电偶型号标注方法W R —/W：温度仪表R：热电偶：热电偶类型（用分度号表示）K ：NiCr-NiSi T：Cu-CuNi N：NiCrSi-NiSi S：PtRh10-PtE：NiCr-CuNi R：PtRh13-PtJ：Fe-CuNi B：PtRh30-PtRh6：对数（单只不注）：安装固定装置（用代号）1：无固定装置4：固定法兰2：固定螺纹5：90度角活动法兰3：活动法兰6：锥形固定螺纹：参比端（用代号）0：无线接盒3：防水接线盒1：简易式4：隔爆接线盒2：防溅接线盒：保护管外径（用代号）0：Φ16mm3：Φ25mm（高铝管）1：Φ20mm特殊尺寸直接标出2：Φ16mm（高铝管）：精度等级Ⅰ：Ⅰ级Ⅲ：Ⅲ级Ⅱ：Ⅱ级：长度（总长*插入深度mm）：保护管材质（用代号，1Cr18Ni9Ti不注）装配式热电偶示例图型WRE2-120/Ⅱ1000mmWRN-220/Ⅱ/800/650mm Gh3030WRK-430/Ⅰ900/750mm 无固定装置与固定式装配热电偶示意图（高炉热风炉型热电偶）WRT-620/ⅡΦ25*300mm 带锥形保护管式热电偶WRK-240/Ⅱ400/250mmWRJ-440/Ⅰ400/250mm 隔爆型内置式热电偶WRK-520/Ⅱ500*500mm 直角活动法兰式热电偶WRS-132/Ⅱ1000*800mm 贵金属工业热电偶_____________________________________铠装热电偶__________________________________________铠装热电偶型号及推荐使用温度名称分度号代号外壳材料直径推荐使用温度ºC长期使用最高温度短期使用最高温度铠装镍铬--镍硅NiCr-NiSiK WRKK GH3030 0.25; 300 6000.5;1.0 5001.5;2.0;3.0 800 9004.0;4.5;5.0 900 10006.0;8.0 1000 11001Cr18Ni9Ti 0.25; 300 6000.5;1.0 4001.5;2.0 600 7003.0;4.0;4.5 800 9005.0;6.0;8.0铠装N WRNK GH3030 0.25; 300 600 镍铬硅--镍硅NiCrSi-NiSi0.5;1.0 5001.5;2.0;3.0 800 9004.0;4.5;5.0 900 11006.0;8.0 1000 12001Cr18Ni9Ti 0.25; 300 6000.5;1.0 5001.5;2.0 600 7003.0;4.0;4.5 800 9005.0;6.0;8.0铠装E WREK 1Cr18Ni9Ti 0.5;1.0 400 500镍铬--铜镍NiCr-CuNi1.5;2.0; 500 6003.0;4.0;4.5;5.0 600 7006.0;8.0 700 800铠装J WRJK 1Cr18Ni9Ti 0.5;1.0 300 400 铁--铜镍Fe-CuNi1.5;2.0; 400 5003.0;4.0;4.5;5.0 500 6006.0;8.0 600 700铠装T WRTK 1Cr18Ni9Ti 0.5;1.0 200 250 铜--铜镍Cu-CuNi1.5;2.0;3.0;4.0 250 3004.5;5.06.0;8.0 300 350铠装S WRSK GH3030 2.0; 1000 1050 铂铑10--铂PtRh10-Pt3.0;4.0;4.5 1100 12005.0;6.0;8.0铠装R WRRK GH3030 2.0; 1000 1100 铂铑13--铂PtRh13-Pt3.0;4.0;4.5 1100 12005.0;6.0;8.0铠装B WRBK GH3030 2.0; 1000 1050 铂铑30--铂铑6PtRh30-PtRh63.0;4.0;4.5 1100 12005.0;6.0;8.0铠装热电偶形式及特点形式结构特点露头型反应速度快；适于测量发动机排气等要求响应快的温度测量；机械强度较低。
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）--130S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，用以直接测量或控制各种生产过程中0-1800℃范围内的流体、蒸汽和气体介质以及固体表面等温度。
第五章 检测技术的基础——热电偶
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。
接触电势的关系式：
KT N A E AB (T ) ln e NB
热电偶的结构与材料,类型
任意两种导体或半导体材料都可以配置成热电偶。但真 正能作为测温元件具有一些技术要求。 ※有较宽的测温范围,长期使用的物理化学性能稳定; ※电导率高,电阻温度系数小; ※配置的热电势灵敏度高,热电势与温度之间成线性; ※易于复制,工艺简单,价格便宜。 上述要求在实际使用中很难完全符合。一般地,纯金属容易 复制,但热电势小,平均为20V/º C,非金属电极1000V/º C,但是 复制性与稳定性差。通常合金材料比较合适。
检测技术基础
检测就是去认识
——科学家西门子（W.Ven.Siemens）
四、热电偶传感器
一. 热电偶传感器的工作原理
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）式减（2）式：
E AC (T , T0 ) EBC (T , T0 ) E AC (T ) E AC (T0 ) EBC (T ) EBC (T0 ) [ E AC (T ) EBC (T )] [ EBC (T0 ) E AC (T0 )] E AB (T ) E AB (T0 ) E AB (T , T0 )
中间温度定律为制定热电偶分度表奠定了基础。 许多年来，科学家们试图研究能否用函数关系式甚 至用分段函数来表达热电偶的热端（测量端）温度与 热电偶回路所产生的热电势之间的关系，最终没能成 功。 所谓分度表就是热电偶自由端（冷端）温度为0℃时 ，热电偶工作端（热端）温度与输出热电动势之间的 对应关系的表格。如果自由端温度不为0℃，则可通过 该定律及分度表求得工作端的温度t。