熱電偶常見種類及優(yōu)缺點介紹

常見種類

常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩類。 標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、統(tǒng)一的標準尺度的熱電偶，有與其配套的顯示器。 未標準化的熱電偶不及使用范圍或數(shù)量級標準化的熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的標度表，主要用于特殊情況下的測量。 標準化熱電偶中國自1988年1月1日起，熱電偶和熱阻均按IEC國際標準生產(chǎn)，將s、b、e、k、r、j、t 7種標準化熱電偶指定為中國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶。

熱電偶索引編號

熱電極材料

正極

負極

s

鉑銠10

純鉑

r

鉑銠13

純鉑

乙組聯(lián)賽

鉑銠30

鉑銠6

K

鎳鉻合金

硅鎳合金

t.t

純銅

銅鎳

日本職業(yè)足球聯(lián)賽

鐵

銅鎳

n

鎳鉻合金

硅鎳合金

e

鎳鉻合金

銅鎳

理論上，任何兩種不同的導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)都可以制作熱電偶，但作為實用的測溫元件，其要求是多方面的。 并非所有材料都能構(gòu)成熱電偶，以確保工程技術(shù)的可靠性和充分的測量精度，一般對熱電偶的電極材料的基本要求如下

1 .在測溫范圍內(nèi)，熱電性質(zhì)穩(wěn)定，不隨時間變化，具有充分的物理化學(xué)穩(wěn)定性，不易氧化和腐蝕

2 .電阻溫度系數(shù)小，導(dǎo)電率高，比熱小

3 .測溫中產(chǎn)生的熱電勢較大，熱電勢與溫度之間存在線性或接近線性的單值函數(shù)關(guān)系

4、材料復(fù)制性好，機械強度高，制造工藝簡單，價格低廉。

熱電偶傳感器有其獨特的優(yōu)點和缺點，靈敏度低，易受干擾信號的影響，也易受前置放大器的溫度漂移的影響，因此不適于測量微小的溫度變化。 熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關(guān)，即使是非常細的材料也能夠制作溫度傳感器。 由于制作熱電偶的金屬材料伸長率也很好，因此這種微細的測溫元件具有非常高的響應(yīng)速度，可以測量快速變化的過程。

溫度傳感器是五花八門各種傳感器中zui常用的一種，現(xiàn)代溫度傳感器的外形非常小，因此在生產(chǎn)實踐的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為我們的生活提供了無數(shù)的便利和功能。

溫度傳感器有熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器( RTD )、IC溫度傳感器4種。 IC溫度傳感器有模擬輸出和數(shù)字輸出兩種。

接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，也稱為溫度計。

溫度計通過傳導(dǎo)和對流達到熱平衡，溫度計的顯示值可直接表示被測定對象的溫度。 一般測量精度高。 在一定的測溫范圍內(nèi)，溫度計還能測量物體內(nèi)部的溫度分布。 但是，運動體、小目標和熱容量小的對象會產(chǎn)生大的測量誤差，常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等。 它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門。 在日常生活中，這些溫度計也經(jīng)常使用。 隨著低溫技術(shù)在國防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究，低溫氣體溫度計、蒸汽壓溫度計、聲溫計、順磁鹽溫度計、量子溫度計、低溫熱阻和低溫溫差電偶等溫度測量的低溫溫度計得到了發(fā)展。 低溫溫度計要求感溫元件體積小、精度高、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。 用多孔高硅酸玻璃滲碳燒結(jié)的滲碳玻璃熱阻是低溫溫度計的溫感元件，可用于測量1.6~300K范圍內(nèi)的溫度。

非接觸式溫度傳感器的傳感器與被測量者相互不接觸，也稱為非接觸式測溫計。 該儀器可用于測量運動物體、小目標和熱容量或溫度變化快(瞬變)的目標表面溫度，也可用于測量溫度場的溫度分布。 zui中常用的非接觸式測溫計根據(jù)黑體輻射的基本規(guī)律，被稱為輻射測溫計。 輻射測溫法有亮度法(參照光學(xué)溫度計)、輻射法(參照輻射溫度計)、比色溫度計(參照比色溫度計)。 各種輻射測溫方法只能測定相應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。 只有測量黑體(即使吸收了輻射全體也不會反射光的物體)的溫度才是真正的溫度。 測量物體的實際溫度需要修正材料表面的放射率。 材料的表面放射率不僅取決于溫度和波長，還取決于表面狀態(tài)、涂膜和顯微組織等，因此難以測定。 在自動生產(chǎn)中，有必要利用放射測溫法測量或控制特定物體的表面溫度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度、各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度等。 在這些具體情況下，物體表面的放射率的測定非常困難。 在固體表面溫度的自動測定和控制中，可以使用附加的反射鏡與被測定表面一起構(gòu)成黑體空洞。 附加輻射的影響提高了受檢表面的有效輻射和有效輻射系數(shù)。 通過利用有效輻射系數(shù)用儀表校正實測溫度，zui較終能夠得到被測表面的真實溫度。 zui是典型的附加反射鏡是半球反射鏡。 球中心附近被測表面的擴散輻射能被半球反射鏡反射回表面形成附加輻射，提高有效輻射系數(shù):式中ε為材料表面輻射率，ρ為反射鏡的反射率。 關(guān)于氣體和液體介質(zhì)實際溫度的輻射測量，有將耐熱材料管插入一定深度形成黑體空洞的方法。 通過計算求出與介質(zhì)達到熱平衡后圓筒空洞的有效放射系數(shù)。 自動測量和控制可以修改使用此值測量的模腔底部溫度(介質(zhì)溫度)，以獲得介質(zhì)的實際溫度。

非接觸測溫的優(yōu)點:由于測定上限不受溫感元件的耐溫度限制，因此zui高測溫溫度原則上沒有限制。 對于1800℃以上的高溫，主要采用非接觸測溫方法。 隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，輻射測溫逐漸從可見光擴散到紅外線，從700℃以下到常溫，分辨率高。

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本文熱電偶高頻詞： 溫度計  測量 

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