熱電偶(英語:thermocouple)又稱溫差電偶,,是一種被廣泛應用的溫度傳感器,,也被用來將熱勢差[1]轉換為電勢差,,作為“電溫計”[2][3](electrical thermometer)[4][5],。熱電偶價格低廉,、易于更換,,測量時不需要外加電源,,有標準接口,,且具有很大的溫度量程,。主要的局限是精度,系統(tǒng)誤差通常大于0.1攝氏度,。
1821年,,德國-愛沙尼亞物理學家托馬斯·塞貝克發(fā)現(xiàn),,將兩種不同金屬各自的二端分別連接構成的回路,如果兩種金屬的兩個結點處溫度不同,,就會在這樣的線路內發(fā)生電流?,F(xiàn)在這種現(xiàn)象被稱為熱電效應或“Seebeck效應”。
熱電效應中電壓的大小取決于金屬的種類,。在電路中使用不同的金屬會產生不同的電壓,,這個電壓被稱為熱電勢,這個差值隨溫度的升高而增大而且可以被測量,。對于目前常用的金屬組合,,這個差值通常大約在1到70微伏每攝氏度之間。一些常用的固定組合成為工業(yè)標準,,選擇熱電偶類型時通??紤]到成本、適用,、便利,、熔點、化學性質,、穩(wěn)定性和輸出,。由于熱電偶產生的電壓很小,很多的應用是利用熱電偶堆,。
與熱電偶連接在一起的多用表顯示出攝氏溫度,。熱電偶標準[編輯]
當熱電偶的正負極材料都確定以后,熱電勢的大小只與熱電偶的兩端溫度有關,。如果一端溫度恒定(通常稱為參比端),,則熱電勢就只與熱端溫度有關。為了方便使用,,常用的熱電偶的熱端溫度所對應熱電勢的大小已經被制成標準表,,稱為熱電偶的分度表,參比端溫度均為0℃,。
類型[編輯]
S型:鉑銠10合金/鉑這是一種貴金屬熱電偶,,鉑銠10合金(鉑占90%,銠占10%)為正極,,鉑為負極,。電極直徑通常為0.5mm,長期使用溫度可達1300℃,,短期使用可達1600℃,有很好的復現(xiàn)性和穩(wěn)定性,,在國際適用溫標中在630.74~1064.43℃范圍內用它做標準儀器。這種熱電偶的熱勢率較小,,平均靈敏度為0.009mV/℃左右,。價格貴,,非線性大,不能在還原性氣氛及含有金屬或非金屬蒸汽的氣氛中使用,,在真空中可以短暫使用,。
B型:鉑銠30合金/鉑銠6合金長期使用的高溫度可達1600℃,短期可達1800℃,。性能穩(wěn)定,,測試準確度較高,適宜于氧化性介質和中性介質中使用,,不能在還原性氣氛及含有金屬或非金屬蒸汽的氣氛中使用,。熱電勢率比S型的更小,。
K型:鎳鉻合金或鎳鋁合金這是 常用的熱電偶,。溫度量程自?200℃到+1200℃。磁性,。敏感度41 µV/℃,。
E型:鎳鉻合金或銅鎳合金高輸出(68 µV/℃),非磁性,。
J型:鐵或銅鎳合金 量程(?40至+750℃),,不可用于760℃以上,敏感度約為52 µV/℃,。
T型:銅或銅鎳合金 量程(?250至+350℃),,敏感度約為43 µV/℃。
N型:鎳鉻硅合金或鎳硅合金高穩(wěn)定性,,抗高溫氧化,。可用于高于1200℃,。900℃時,,敏感度39 µV/℃,略低于K型,。
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