WZK-230熱電偶

基本介紹

            WZK-230熱電偶是一種感溫元件，是一種儀表,。它直接測(cè)量溫度,，并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào), 通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。熱電偶測(cè)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(huì)有電流通過,，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì),，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(shì)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(shì)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(cè)溫時(shí)，可接入測(cè)量?jī)x表,， 測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)后,，即可知道被測(cè)介質(zhì)的溫度。

熱電偶測(cè)量溫度時(shí)要求其冷端（測(cè)量端為熱端,，通過引線與測(cè)量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變,，其熱電勢(shì)大小才與測(cè)量溫度呈一定的比例關(guān)系,。若測(cè)量時(shí),，冷端的（環(huán)境）溫度變化，將嚴(yán)重影響測(cè)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(cè)量冷端溫度，換算為對(duì)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(cè)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(jiǎn)單，更換方便

◆壓簧式感溫元件，抗震性能好

◆測(cè)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(duì)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(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)。熱電偶就 是利用這種原理進(jìn)行溫度測(cè)量的,，其中,，直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測(cè)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(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì),。 　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(shì)測(cè)量溫度，對(duì)于熱電偶的熱電勢(shì),，應(yīng)注意如下幾個(gè)問題： 　1：熱電偶的熱電勢(shì)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(shì)的大小，當(dāng)熱電偶的材料是均勻時(shí),，與熱電偶的長(zhǎng)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(shì)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(shì)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(shì),，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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)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(jí)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(chǎng)合的測(cè)量,。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國(guó)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(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶,。

常用熱電偶型號(hào) 熱電偶分度號(hào)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)犭娕迹K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(cè)溫元件，對(duì)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(cè)量精度，并不是所有材料都能組成熱電偶,，一般對(duì)熱電偶的電極材料,，基本要求是：（1）、在測(cè)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?。唬?）,、測(cè)溫中產(chǎn)生熱電勢(shì)要大,，并且熱電勢(shì)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(jiǎn)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(cè)定對(duì)象的性能,、響應(yīng)時(shí)間和經(jīng)濟(jì)效益等綜合考慮,。

1、測(cè)量精度和溫度測(cè)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(cè)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(duì)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(duì)于熱容量大的熱電偶，響應(yīng)就慢,，測(cè)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(cè)量對(duì)象的性質(zhì)和狀態(tài)對(duì)熱電偶的選擇

運(yùn)動(dòng)物體,、振動(dòng)物體、高壓容器的測(cè)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(hào)--分度號(hào)—防爆等級(jí)—精度等級(jí)—安裝固定形式—保護(hù)管材質(zhì)—長(zhǎng)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(qǐng)注明：

2 產(chǎn)品型號(hào)

2 分度號(hào)

2 保護(hù)管材料及直徑

2 保護(hù)管總長(zhǎng)L及置入深度I

2 固定裝置型式

2 產(chǎn)品實(shí)際測(cè)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(hào)不符者，需要專門制造的產(chǎn)品,，請(qǐng)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(cè)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(duì)測(cè)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(duì)測(cè)溫的影響,。在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)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