什么是ELSI熱電偶,，它的工作原理詳細(xì)介紹

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熱電偶（thermocouple）是溫度測(cè)量?jī)x表中常用的測(cè)溫元件,，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)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：

　?。?）熱電偶的熱電勢(shì)是熱電偶兩端溫度函數(shù)的差,，而不是熱電偶兩端溫度差的函數(shù)；

　?。?）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),。

　　熱電偶的基本構(gòu)造：

　　工業(yè)測(cè)溫用的熱電偶,，其基本構(gòu)造包括熱電偶絲材、絕緣管,、保護(hù)管和接線盒等,。

　　一、常用熱電偶絲材及其性能

　　1,、鉑銠10－鉑熱電偶（分度號(hào)為S,，也稱為單鉑銠熱電偶）

　　該熱電偶的正極成份為含銠10%的鉑銠合金，負(fù)極為純鉑,；它的特點(diǎn)是：

　?。?）熱電性能穩(wěn)定、抗氧化性強(qiáng),、宜在氧化性氣氛中連續(xù)使用,、長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)1300℃，超達(dá)1400℃時(shí),，即使在空氣中,、純鉑絲也將會(huì)再結(jié)晶，使晶粒粗大而斷裂,；

　?。?）精度高，它是在所有熱電偶中,，準(zhǔn)確度等級(jí)最高的,，通常用作標(biāo)準(zhǔn)或測(cè)量較高的溫度；

　?。?）使用范圍較廣,，均勻性及互換性好；

　?。?）主要缺點(diǎn)有：微分熱電勢(shì)較小,，因而靈敏度較低；價(jià)格較貴,，機(jī)械強(qiáng)度低,，不適宜在還原性氣氛或有金屬蒸汽的條件下使用。

　　2,、鉑銠13－鉑熱電偶（分度號(hào)為R,，也稱為單鉑銠熱電偶）

　　該熱電偶的正極為含13%的鉑銠合金，負(fù)極為純鉑,，同S型相比,，它的電勢(shì)率大15%左右，其它性能幾乎相同,，該種熱電偶在日本產(chǎn)業(yè)界,，作為高溫?zé)犭娕加玫米疃?，而在中?guó)，則用得較少,；

　　3,、鉑銠30－鉑銠6熱電偶（分度號(hào)為B，也稱為雙鉑銠熱電偶）

　　該熱電偶的正極是含銠30%的鉑銠合金,，負(fù)極為含銠6%的鉑銠合金,，在室溫下，其熱電勢(shì)很小,，故在測(cè)量時(shí)一般不用補(bǔ)償導(dǎo)線,，可忽略冷端溫度變化的影響；長(zhǎng)期使用溫度為1600℃,，短期為1800℃,，因熱電勢(shì)較小，故需配用靈敏度較高的顯示儀表,。

　　B型熱電偶適宜在氧化性或中性氣氛中使用,，也可以在真空氣氛中的短期使用；即使在還原氣氛下,，其壽命也是R或S型的10～20倍,；由于其電極均由鉑銠合金制成，故不存在鉑銠－鉑熱電偶負(fù)極上所有的缺點(diǎn),、在高溫時(shí)很少有大結(jié)晶化的趨勢(shì),，且具有較大的機(jī)械強(qiáng)度；同時(shí)由于它對(duì)于雜質(zhì)的吸收或銠的遷移的影響較少,，因此經(jīng)過長(zhǎng)期使用后其熱電勢(shì)變化并不嚴(yán)重,、缺點(diǎn)價(jià)格昂貴（相對(duì)于單鉑銠而言）。

　　4,、鎳鉻－鎳硅（鎳鋁）熱電偶（分度號(hào)為K）

　　該熱電偶的正極為含鉻10%的鎳鉻合金,，負(fù)極為含硅3%的鎳硅合金（有些國(guó)家的產(chǎn)品負(fù)極為純鎳）?？蓽y(cè)量0～1300℃的介質(zhì)溫度,，適宜在氧化性及惰性氣體中連續(xù)使用，短期使用溫度為1200℃,，長(zhǎng)期使用溫度為1000℃，其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系近似線性,，價(jià)格便宜,，是目前用量最大的熱電偶。

　　K型熱電偶是抗氧化性較強(qiáng)的金屬熱電偶,，不適宜在真空,、含硫,、含碳?xì)夥占把趸€原交替的氣氛下裸絲使用；當(dāng)氧分壓較低時(shí),，鎳鉻極中的鉻將擇優(yōu)氧化,，使熱電勢(shì)發(fā)生很大變化，但金屬氣體對(duì)其影響較小,，因此,，多采用金屬制保護(hù)管。

　　5,、鎳鉻硅－鎳硅熱電偶（分度號(hào)為N）

　　該熱電偶的主要特點(diǎn)是：在1300℃以下調(diào)溫抗氧化能力強(qiáng),，長(zhǎng)期穩(wěn)定性及短期熱循環(huán)復(fù)現(xiàn)性好，耐核輻射及耐低溫性能好,，另外,，在400～1300℃范圍內(nèi)，N型熱電偶的熱電特性的線性比K型偶要好,；但在低溫范圍內(nèi)（-200～400℃）的非線性誤差較大,，同時(shí)，材料較硬難于加工,。

　　6,、銅－銅鎳熱電偶（分度號(hào)為T）

　　T型熱電電偶,該熱電偶的正極為純銅，負(fù)極為銅鎳合金（也稱康銅）,，其主要特點(diǎn)是：在金屬熱電偶中,，它的準(zhǔn)確度最高、熱電極的均勻性好,；它的使用溫度是-200～350℃,，因銅熱電極易氧化，并且氧化膜易脫落,，故在氧化性氣氛中使用時(shí),，一般不能超過300℃，在-200～300℃范圍內(nèi),，它們靈敏度比較高,，銅－康銅熱電偶還有一個(gè)特點(diǎn)是價(jià)格便宜，是常用幾種定型產(chǎn)品中便宜的一種,。

　　7,、鐵－康銅熱電偶（分度號(hào)為J）

　　J型熱電偶,該熱電偶的正極為純鐵，負(fù)極為康銅（銅鎳合金）,，具特點(diǎn)是價(jià)格便宜,適用于真空氧化的還原或惰性氣氛中,，溫度范圍從-200～800℃，但常用溫度只是500℃以下，因?yàn)槌^這個(gè)溫度后,，鐵熱電極的氧化速率加快,，如采用粗線徑的絲材，尚可在高溫中使用且有較長(zhǎng)的壽命,；該熱電偶能耐氫氣（H2）及一氧化碳（CO）氣體腐蝕,，但不能在高溫（例如500℃）含硫（S）的氣氛中使用。

熱電偶與熱電阻的主要區(qū)別

熱電阻與熱電偶的區(qū)別

　　區(qū)別一：測(cè)溫原理不同

　　熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的,。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高,，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的,，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫,，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。

　　熱電偶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,。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)。

　　區(qū)別二：熱電偶與熱電阻分類不同

　　常見的熱電阻材質(zhì)大多是單一金屬,，目前應(yīng)用廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高,，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性,，溫度越高電阻變化率越小;銅電阻在測(cè)溫范圍內(nèi)電阻值和溫度呈線性關(guān)系,，溫度線數(shù)大，超過150易被氧化,。熱電阻的分度號(hào)有Cu50,，Pt100，Pt1000等等,，前面的字母是指熱電阻的材質(zhì),，而后面的數(shù)字則是該熱電阻的電阻值。

　　熱電偶是由兩種不同成份的導(dǎo)體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路,，常見的K型熱電偶是由鎳鉻-鎳硅組成的,。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶中國(guó)從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),，并定S,、B、E,、K,、R、J,、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為中國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶,。

　　區(qū)別三：測(cè)溫范圍不同

　　熱電阻是中低溫區(qū)的常用溫度傳感器，分為鉑熱電阻,、銅熱電阻等等,，測(cè)溫范圍也各不一樣，總體來說熱電阻可以測(cè)從-200到600℃的溫度,。