熱電偶(thermocouple)是一種被廣泛應(yīng)用的溫度傳感器,也被用來(lái)將熱勢(shì)差轉(zhuǎn)換為電勢(shì)差。它的價(jià)格低廉,易于更換,有標(biāo)準(zhǔn)接口,而且具有很大的溫度量程。主要的局限是精度,小于1攝氏度的系統(tǒng)誤差通常較難達(dá)到。
熱電偶(thermocouple)標(biāo)準(zhǔn):
當(dāng)熱電偶的正負(fù)極材料都確定以后,熱電勢(shì)的大小只與熱電偶的兩端溫度有關(guān)。如果一段溫度恒定(通常稱為參比端),則熱電勢(shì)就只與熱端溫度有關(guān)。為了方便使用,常用的熱電偶的熱端溫度所對(duì)應(yīng)熱電勢(shì)的大小已經(jīng)被制成標(biāo)準(zhǔn)表,稱為熱電偶的分度表,參比端溫度為均為0°C。
主要特點(diǎn):
1、裝配簡(jiǎn)單,更換方便;
2、壓簧式感溫元件,抗震性能好;
3、測(cè)量精度高;
4、測(cè)量范圍大(-200℃~1300℃,特殊情況下-270℃~2800℃);
5、熱響應(yīng)時(shí)間快;
6、機(jī)械強(qiáng)度高,耐壓性能好;
7、耐高溫可達(dá)2800度;
8、使用壽命長(zhǎng)。
主要優(yōu)點(diǎn):
1、測(cè)量精度高。因直接與被測(cè)對(duì)象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。
2、測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從零下50度——1600度均可連續(xù)測(cè)量,某些特殊熱電偶*低可測(cè)到-269度(如金鐵鎳鉻),*高可達(dá)2800度(如鎢、錸)。
3、構(gòu)造簡(jiǎn)單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護(hù)套管,用起來(lái)非常方便。
常見種類:
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。所謂標(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),并指定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。
| 熱電偶分度號(hào) | 熱電極材料 |
| | 正極: | 負(fù)極: |
| S型 | 鉑銠 10 | 純鉑 |
| R型 | 鉑銠 13 | 純鉑 |
| B型 | 鉑銠 30 | 鉑銠 6 |
| K型 | 鎳鉻 | 鎳硅 |
| T型 | 純銅 | 銅鎳 |
| J型 | 鐵 | 銅鎳 |
| N型 | 鎳鉻硅 | 鎳硅 |
| E型 | 鎳鉻 | 銅鎳 |
種類的詳細(xì)介紹:
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(fù)極。電極直徑通常為0.5mm,長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)1300°C,短期使用可達(dá)1600°C,有很好的復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性,在國(guó)際適用溫標(biāo)中在630.74~1064.43°C范圍內(nèi)用它做標(biāo)準(zhǔn)儀器。這種熱電偶的熱勢(shì)率較小,平均靈敏度為0.009mV/°C左右。價(jià)格很貴,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,在真空中可以短期使用。
B型 --鉑銠30合金/鉑銠6合金
長(zhǎng)期使用的*高溫度可達(dá)1600°C,短期可達(dá)1800°C。性能穩(wěn)定,測(cè)試準(zhǔn)確度較高,適宜于氧化性介質(zhì)和中性介質(zhì)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(shì)率比S型的更小。
K型 -- 鎳鉻合金 / 鎳鋁合金
這是*常用的熱電偶。溫度量程自−200 °C到+1200 °C。磁性。敏感度41 µV/°C。
E型 -- 鎳鉻合金 / 銅鎳合金
高輸出(68 µV/°C),非磁性。
J型 -- 鐵 / 銅鎳合金
有限量程(−40至+750 °C)。不可用于760 °C以上。敏感度~52 µV/°C。
T型 -- 銅 / 銅鎳合金
有限量程(−250至+350 °C)。敏感度~43 µV/°C。
N型 -- 鎳鉻硅合金 / 鎳硅合金
高穩(wěn)定性,抗高溫氧化??捎糜诟哂?200 °C。900 °C時(shí),敏感度39 µV/°C,略低于K型。
選擇熱電偶選擇熱電偶時(shí)需考慮下列因素:
1、被測(cè)溫度范圍;
2、所需響應(yīng)時(shí)間;
3、連接點(diǎn)類型;
4、熱電偶或護(hù)套材料的抗化學(xué)腐蝕能力;
5、抗磨損或抗振動(dòng)能力;
6、安裝及限制要求等。