WRENK/291熱電偶

基本介紹

              WRENK/291熱電偶是一種感溫元件，是一種儀表,。它直接測量溫度,，并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢信號, 通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),回路中就會有電流通過,，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢——熱電動(dòng)勢,，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極,，溫度較高的一端為工作端,，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下,。根據(jù)熱電動(dòng)勢與溫度的函數(shù)關(guān)系, 制成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時(shí)的條件下得到的,，不同的熱電偶具有不同的分度表。

在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí),，只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同,，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響,。因此,，在熱電偶

                                                        熱電偶傳感器

測溫時(shí)，可接入測量儀表,， 測得熱電動(dòng)勢后,，即可知道被測介質(zhì)的溫度。

WRENK/291熱電偶

熱電偶測量溫度時(shí)要求其冷端（測量端為熱端,，通過引線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變,，其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測量時(shí),，冷端的（環(huán)境）溫度變化,，將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性。在冷端采取一定措施補(bǔ)償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補(bǔ)償正常,。

附：熱電偶冷端補(bǔ)償計(jì)算方法：從毫伏到溫度：測量冷端溫度,，換算為對應(yīng)毫伏值，與熱電偶的毫伏值相加,，換算出溫度,。 從溫度到毫伏：測量出實(shí)際溫度與冷端溫度，分別換算為毫伏值,，相減後得出毫伏值,，即得溫度

特點(diǎn)

◆裝配簡單，更換方便

◆壓簧式感溫元件,，抗震性能好

◆測量范圍大（－200℃～1300℃,特殊情況下－270℃～2800℃）

◆ 機(jī)械強(qiáng)度高,，耐壓性能好

◆ 耐高溫可達(dá)2800度

構(gòu)造

熱電偶的結(jié)構(gòu)形式為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作,，對它的結(jié)構(gòu)要求如下：

①組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固,；

②兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路,；

③補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠,；

④保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

工作原理

兩種不同成份的導(dǎo)體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路,，當(dāng)兩個(gè)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí),，在回路中就會產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),，而這種電動(dòng)勢稱為熱電勢,。熱電偶就 是利用這種原理進(jìn)行溫度測量的，其中,，直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端）,，另一端叫做冷端（也稱為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢,。 　熱電偶實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器,，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度,，對于熱電偶的熱電勢,，應(yīng)注意如下幾個(gè)問題： 　1：熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶冷端與工作端,，兩端溫度差的函數(shù),； 　2 ：熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的大小，當(dāng)熱電偶的材料是均勻時(shí),，與熱電偶的長度和直徑無關(guān),，只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān)；

3：當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料成份確定后,，熱電偶熱電勢的大小,，只與熱電偶的溫度差有關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持一定,，這進(jìn)熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù),。將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路,，如圖所示,。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢,，因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。

分類

常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類,。所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系,、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶,，它有與其配套的顯示儀表可供選用,。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表,，主要用于某些特殊場合的測量,。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),，并S,、B、E,、K,、R,、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶,。

常用熱電偶型號 熱電偶分度號熱電極材料 使用溫度（ ℃）

S 鉑銠合金（銠含量10 %） 純鉑 0-1600

R 鉑銠合金（銠含量13 %） 純鉑 0-1600

B 鉑銠合金（銠含量30%） 鉑銠合金（銠含量6% ） 0-1800

K 鎳鉻鎳硅 0-1300

T 純銅 銅鎳 0-350

J 鐵 銅鎳 0-+500

N 鎳鉻硅 鎳硅 0-+800

E 鎳鉻 銅鎳 0-600

熱電偶的種類: 裝配熱電偶,，鎧裝熱電偶，端面熱電偶,，壓簧固定熱電偶，高溫?zé)犭娕?，鉑銠熱電偶,，防腐熱電偶，耐磨熱電偶,，高壓熱電偶,，特殊熱電偶，手持式熱電偶,，微型熱電偶,，貴金屬熱電偶 ,快速熱電偶,鎢錸熱電偶，單芯鎧裝熱電偶等等,。

從理論上講,，任何兩種不同導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）都可以配制成熱電偶，但是作為實(shí)用的測溫元件,，對它的要求是多方面的,。為了保證工程技術(shù)中的可靠性，以及足夠的測量精度,，并不是所有材料都能組成熱電偶,，一般對熱電偶的電極材料，基本要求是：（1）,、在測溫范圍內(nèi),，熱電性質(zhì)穩(wěn)定，不隨時(shí)間而變化,，有足夠的物理化學(xué)穩(wěn)定性,，不易氧化或腐蝕；（2）,、 電阻溫度系數(shù)小,，導(dǎo)電率高，比熱??；（3）、測溫中產(chǎn)生熱電勢要大,，并且熱電勢與溫度之間呈線性或接近線性的單值函數(shù)關(guān)系,；（4）,、材料復(fù)制性好，機(jī)械強(qiáng)度高,，制造工藝簡單,，價(jià)格便宜。

選型標(biāo)準(zhǔn)

選擇熱電偶要根據(jù)使用溫度范圍,、所需精度,、使用氣氛、測定對象的性能,、響應(yīng)時(shí)間和經(jīng)濟(jì)效益等綜合考慮,。

1、測量精度和溫度測量范圍的選擇

使用溫度在1300~1800℃,，要求精度又比較高時(shí),，一般選用B型熱電偶；要求精度不高,，氣氛又允許可用鎢錸熱電偶,，高于1800℃一般選用鎢錸熱電偶；使用溫度在1000~1300℃要求精度又比較高可用S型熱電偶和N型熱電偶,；在1000℃以下一般用K型熱電偶和N型熱電偶,，低于400℃一般用E型熱電偶；250℃下以及負(fù)溫測量一般用T型電偶,，在低溫時(shí)T型熱電偶穩(wěn)定而且精度高,。

2、使用氣氛的選擇

S型,、B型,、K型熱電偶適合于強(qiáng)的氧化和弱的還原氣氛中使用，J型和T型熱電偶適合于弱氧化和還原氣氛,，若使用氣密性比較好的保護(hù)管,，對氣氛的要求就不太嚴(yán)格。

3,、耐久性及熱響應(yīng)性的選擇

線徑大的熱電偶耐久性好,，但響應(yīng)較慢一些，對于熱容量大的熱電偶,，響應(yīng)就慢,，測量梯度大的溫度時(shí)，在溫度控制的情況下,，控溫就差,。要求響應(yīng)時(shí)間快又要求有一定的耐久性，選擇鎧裝偶比較合適,。

4,、測量對象的性質(zhì)和狀態(tài)對熱電偶的選擇

運(yùn)動(dòng)物體,、振動(dòng)物體、高壓容器的測溫要求機(jī)械強(qiáng)度高,，有化學(xué)污染的氣氛要求有保護(hù)管,，有電氣干擾的情況下要求絕緣比較高。

選型流程：型號--分度號—防爆等級—精度等級—安裝固定形式—保護(hù)管材質(zhì)—長度或插入深度

產(chǎn)品選型及訂貨須知：

1,、在選用及訂貨時(shí),，請注明：

2 產(chǎn)品型號

2 分度號

2 保護(hù)管材料及直徑

2 保護(hù)管總長L及置入深度I

2 固定裝置型式

2 產(chǎn)品實(shí)際測量范圍

2、螺紋式固定裝置型式在訂貨時(shí)不標(biāo)注均為固定外螺紋M27×2,，（其余螺紋固定型式均需注明）

3,、因用戶特殊需要而與上述產(chǎn)品型號不符者，需要專門制造的產(chǎn)品,，請注明您的特殊技術(shù)要求，來（或函）與我公司有關(guān)責(zé)任部門特殊訂貨,。

熱電偶傳感器冷端的溫度補(bǔ)償

由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時(shí)）,，而測溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料,，降低成本,，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上,。必須指出,，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上,，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,，不起補(bǔ)償作用。因此,，還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對測溫的影響,。在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號相配，極性不能接錯(cuò),，補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過100

比例圖