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热电偶测温必须由热电偶、连接导线及显示仪表三部分组成。图1是最简单的热电偶测温示意图。按图1组成的热电偶蕊及测温电偶丝1 ,如果将热电偶的热端加热,使得冷、热两端的温度不同,则在该热电偶回路中就会产生热电势,这种物理现象就称为热电现象(即热电效应)。在热电偶回路中产生的电势由温差电势和接触电势两部分组成。接触电势:它是两种电子密度不同的导体相互接触时产生的一种热电势。当两种不同的导体A和B相接触时,假设导体A和B的电子密度分别为Na和Nb并且Na>Nb,则在两导体的接触面上,电子在两个方向的扩散率就不相同,由导体A扩散到导体B的电子数比从B扩散到A的电子数要多。导体A失去电子而显正电,导体B获得电子而显负电。因此,在A、B两导体的接触面上便形成一个由A到B的静电场,这个电场将阻碍扩散运动的继续进行,同时加速电子向相反方向运动,使从B到A的电子数增多,最后达到动态平衡状态。此时A、B之间也形成一电位差,这个电位差称为接触电势。此电势只与两种导体的性质相接触点的温度有关,当两种导体的材料一定,接触电势仅与其接点温度有关。温度越高,导体中的电子就越活跃,由A导体扩散到B导体的电子就越多,接触面处所产生的电动势就越大,即接触电势越大。
K型热电偶作为一种温度传感器,K型热电偶通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
K型热电偶是目前用量最大的廉价金属热电偶,其用量为其他热电偶的总和。K型热电偶丝直径一般为1.2mm~4.0mm。
正极(KP)的名义化学成分为:Ni:Cr=90:10,负极(KN)的名义化学成分为:Ni:Si=97:3,其使用温度为-200℃~1300℃。
K型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜等优点,能用于氧化性惰性气氛中广泛为用户所采用。
K型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性或还原,氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛。
K型热电偶作为一种温度传感器,K型热电偶通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
K型热电偶是目前用量最大的廉金属热电偶,其用量为其他热电偶的总和。K型热电偶丝直径一般为1.2mm~4.0mm。
正极(KP)的名义化学成分为:Ni:Cr=90:10,负极(KN)的名义化学成分为:Ni:Si=97:3,其使用温度为-200℃~1300℃。
K型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜等优点,能用于氧化性惰性气氛中广泛为用户所采用。
K型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性或还原,氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛。
两种不同成份的导体(称为热电偶丝或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用...
K型热电偶安装:光杆无安装方式,有固定螺纹,活动螺纹,固定法兰,活动法兰这5大类。测量温度范围:-40到1200度。
两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当两个接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就 热电偶是利用这种原理进行温度测量...
检出(测温)元件热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。必须配二次仪表,其优点是:
①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。
③构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
2根据温度测量范围及精度,选用相应分度号的热电偶
使用温度在1300~1800℃,要求精度又比较高时,一般选用B型热电偶;要求精度不高,气氛又允许可用钨铼热电偶,高于1800℃一般选用钨铼热电偶;使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶;在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶,低于400℃一般用E型热电偶;250℃下以及负温测量一般用T型电偶,在低温时T型热电偶稳定而且精度高。
测量范围及允许误差范围
热电偶类别 | 代号 | 分度号 | 测量范围 | 基本误差限 |
镍铬-康铜 | WRK | E | 0-800℃ | ±0.75%t |
镍铬-镍硅 | WRN | K | 0-1300℃ | ±0.75%t |
注:t为感温元件实测温度值(℃)电场强度越高,因而接触电势也就越大。这样将1产生的温差热电势通过连接导线2在显示仪表3中显示出来。
热惰性级别 | 时间常数(秒) | 热惰性级别 | 时间常数(秒) |
Ⅰ | 90-180 | Ⅲ | 10-30 |
Ⅱ | 30-90 | Ⅳ | <10 |
热电偶公称压力:一般是指在工作温度下保护管所能承受的静态外压而破裂。
热电偶 最小插入深度:应不小于其保护套管外径的8-10倍(特列产品例外)
绝缘电阻:当周围空气温度为15-35℃,相对湿度<80%时绝缘电阻≥5兆欧(电压100V)。具有防溅式接线盒的热电偶,当相对温度为93± 3℃ 时,绝缘电阻≥0.5兆欧(电压100V)
高温下的绝缘电阻:K型 热电偶在高温下,其热电极(包括双支式)与保护管以及双支热电极之间的绝缘电阻(按每米计)应大于下表规定的值。
规定的长时间使用温度(℃) | 试验温度(℃) | 绝缘电阻值(Ω) |
≥600 | 600 | 72000 |
≥ 800 | 800 | 25000 |
≥1000 | 1000 | 5000 |
温度单位:℃ 电压单位:mV) 参考温度点:0℃(冰点)
温度 | 0 | -10 | -20 | -30 | -40 | -50 | -60 | -70 | -80 | -90 | -95 | -100 |
-200 | -5.8914 | -6.0346 | -6.1584 | -6.2618 | -6.3438 | -6.4036 | -6.4411 | -6.4577 | ||||
-100 | -3.5536 | -3.8523 | -4.1382 | -4.4106 | -4.669 | -4.9127 | -5.1412 | -5.354 | -5.5503 | -5.7297 | -5.8128 | -5.8914 |
0 | 0 | -0.3919 | -0.7775 | -1.1561 | -1.5269 | -1.8894 | -2.2428 | -2.5866 | -2.9201 | -3.2427 | -3.3996 | -3.5536 |
温度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 95 | 100 |
0 | 0 | 0.3969 | 0.7981 | 1.2033 | 1.6118 | 2.0231 | 2.4365 | 2.8512 | 3.2666 | 3.6819 | 3.8892 | 4.0962 |
100 | 4.0962 | 4.5091 | 4.9199 | 5.3284 | 5.7345 | 6.1383 | 6.5402 | 6.9406 | 7.34 | 7.7391 | 7.9387 | 8.1385 |
200 | 8.1385 | 8.5386 | 8.9399 | 9.3427 | 9.7472 | 10.1534 | 10.5613 | 10.9709 | 11.3821 | 11.7947 | 12.0015 | 12.2086 |
300 | 12.2086 | 12.6236 | 13.0396 | 13.4566 | 13.8745 | 14.2931 | 14.7126 | 15.1327 | 15.5536 | 15.975 | 16.186 | 16.3971 |
400 | 16.3971 | 16.8198 | 17.2431 | 17.6669 | 18.0911 | 18.5158 | 18.9409 | 19.3663 | 19.7921 | 20.2181 | 20.4312 | 20.6443 |
500 | 20.6443 | 21.0706 | 21.4971 | 21.9236 | 22.35 | 22.7764 | 23.2027 | 23.6288 | 24.0547 | 24.4802 | 24.6929 | 24.9055 |
600 | 24.9055 | 25.3303 | 25.7547 | 26.1786 | 26.602 | 27.0249 | 27.4471 | 27.8686 | 28.2895 | 28.7096 | 28.9194 | 29.129 |
700 | 29.129 | 29.5476 | 29.9653 | 30.3822 | 30.7983 | 31.2135 | 31.6277 | 32.041 | 32.4534 | 32.8649 | 33.0703 | 33.2754 |
800 | 33.2754 | 33.6849 | 34.0934 | 34.501 | 34.9075 | 35.3131 | 35.7177 | 36.1212 | 36.5238 | 36.9254 | 37.1258 | 37.3259 |
900 | 37.3259 | 37.7255 | 38.124 | 38.5215 | 38.918 | 39.3135 | 39.708 | 40.1015 | 40.4939 | 40.8853 | 41.0806 | 41.2756 |
1000 | 41.2756 | 41.6649 | 42.0531 | 42.4403 | 42.8263 | 43.2112 | 43.5951 | 43.9777 | 44.3593 | 44.7396 | 44.9293 | 45.1187 |
1100 | 45.1187 | 45.4966 | 45.8733 | 46.2487 | 46.6227 | 46.9955 | 47.3668 | 47.7368 | 48.1054 | 48.4726 | 48.6556 | 48.8382 |
1200 | 48.8382 | 49.2024 | 49.5651 | 49.9263 | 50.2858 | 50.6439 | 51.0003 | 51.3552 | 51.7085 | 52.0602 | 52.2354 | 52.4103 |
1300 | 52.4103 | 52.7588 | 53.1058 | 53.4512 | 53.7952 | 54.1377 | 54.4788 | 54.8186 |
检出(测温)元件热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。必须配二次仪表,其优点是:
①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
②测量范围广。常用的热电偶从-50~ 1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达 2800℃(如钨-铼)。
③构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
2根据温度测量范围及精度,选用相应分度号的热电偶
使用温度在1300~1800℃,要求精度又比较高时,一般选用B型热电偶;要求精度不高,气氛又允许可用钨铼热电偶,高于1800℃一般选用钨铼热电偶;使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶;在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶,低于400℃一般用E型热电偶;250℃下以及负温测量一般用T型电偶,在低温时T型热电偶稳定而且精度高。
测量范围及允许误差范围
热电偶类别 |
代号 |
分度号 |
测量范围 |
基本误差限 |
镍铬-康铜 |
WRK |
E |
0-800℃ |
±0.75%t |
镍铬-镍硅 |
WRN |
K |
0-1300℃ |
±0.75%t |
注:t为感温元件实测温度值(℃)电场强度越高,因而接触电势也就越大。这样将1产生的温差热电势通过连接导线2在显示仪表3中显示出来。
热惰性级别 |
时间常数(秒) |
热惰性级别 |
时间常数(秒) |
Ⅰ |
90-180 |
Ⅲ |
10-30 |
Ⅱ |
30-90 |
Ⅳ |
热电偶公称压力:一般是指在工作温度下保护管所能承受的静态外压而破裂。
热电偶 最小插入深度:应不小于其保护套管外径的8-10倍(特列产品例外)
绝缘电阻:当周围空气温度为15-35℃,相对湿度<80%时绝缘电阻≥5兆欧(电压100V)。具有防溅式接线盒的热电偶,当相对温度为93± 3℃ 时,绝缘电阻≥0.5兆欧(电压100V)
高温下的绝缘电阻:K型热电偶在高温下,其热电极(包括双支式)与保护管以及双支热电极之间的绝缘电阻(按每米计)应大于下表规定的值。
规定的长时间使用温度(℃) |
试验温度(℃) |
绝缘电阻值(Ω) |
≥600 |
600 |
72000 |
≥ 800 |
800 |
25000 |
≥1000 |
1000 |
5000 |
温度单位:℃ 电压单位:mV) 参考温度点:0℃(冰点)
温度 |
0 |
-10 |
-20 |
-30 |
-40 |
-50 |
-60 |
-70 |
-80 |
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-95 |
-100 |
-200 |
-5.8914 |
-6.0346 |
-6.1584 |
-6.2618 |
-6.3438 |
-6.4036 |
-6.4411 |
-6.4577 |
||||
-100 |
-3.5536 |
-3.8523 |
-4.1382 |
-4.4106 |
-4.669 |
-4.9127 |
-5.1412 |
-5.354 |
-5.5503 |
-5.7297 |
-5.8128 |
-5.8914 |
0 |
0 |
-0.3919 |
-0.7775 |
-1.1561 |
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-1.8894 |
-2.2428 |
-2.5866 |
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-3.2427 |
-3.3996 |
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温度 |
0 |
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30 |
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2.8512 |
3.2666 |
3.6819 |
3.8892 |
4.0962 |
100 |
4.0962 |
4.5091 |
4.9199 |
5.3284 |
5.7345 |
6.1383 |
6.5402 |
6.9406 |
7.34 |
7.7391 |
7.9387 |
8.1385 |
200 |
8.1385 |
8.5386 |
8.9399 |
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10.1534 |
10.5613 |
10.9709 |
11.3821 |
11.7947 |
12.0015 |
12.2086 |
300 |
12.2086 |
12.6236 |
13.0396 |
13.4566 |
13.8745 |
14.2931 |
14.7126 |
15.1327 |
15.5536 |
15.975 |
16.186 |
16.3971 |
400 |
16.3971 |
16.8198 |
17.2431 |
17.6669 |
18.0911 |
18.5158 |
18.9409 |
19.3663 |
19.7921 |
20.2181 |
20.4312 |
20.6443 |
500 |
20.6443 |
21.0706 |
21.4971 |
21.9236 |
22.35 |
22.7764 |
23.2027 |
23.6288 |
24.0547 |
24.4802 |
24.6929 |
24.9055 |
600 |
24.9055 |
25.3303 |
25.7547 |
26.1786 |
26.602 |
27.0249 |
27.4471 |
27.8686 |
28.2895 |
28.7096 |
28.9194 |
29.129 |
700 |
29.129 |
29.5476 |
29.9653 |
30.3822 |
30.7983 |
31.2135 |
31.6277 |
32.041 |
32.4534 |
32.8649 |
33.0703 |
33.2754 |
800 |
33.2754 |
33.6849 |
34.0934 |
34.501 |
34.9075 |
35.3131 |
35.7177 |
36.1212 |
36.5238 |
36.9254 |
37.1258 |
37.3259 |
900 |
37.3259 |
37.7255 |
38.124 |
38.5215 |
38.918 |
39.3135 |
39.708 |
40.1015 |
40.4939 |
40.8853 |
41.0806 |
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1000 |
41.2756 |
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43.2112 |
43.5951 |
43.9777 |
44.3593 |
44.7396 |
44.9293 |
45.1187 |
1100 |
45.1187 |
45.4966 |
45.8733 |
46.2487 |
46.6227 |
46.9955 |
47.3668 |
47.7368 |
48.1054 |
48.4726 |
48.6556 |
48.8382 |
1200 |
48.8382 |
49.2024 |
49.5651 |
49.9263 |
50.2858 |
50.6439 |
51.0003 |
51.3552 |
51.7085 |
52.0602 |
52.2354 |
52.4103 |
1300 |
52.4103 |
52.7588 |
53.1058 |
53.4512 |
53.7952 |
54.1377 |
54.4788 |
54.8186 |
K型热电偶选型资料
W | R | 规格 | 内容 | ||||
N | 镍铬-镍硅 K | ||||||
K | 镍铬-铜镍 (镍铬-康铜)E | ||||||
1 | 无固定式装置式 | ||||||
2 | 固定螺纹式 | ||||||
- | 3 | 活动式法兰 | |||||
4 | 固定法兰式 | ||||||
5 | 活动法兰角尺形式 | ||||||
6 | 固定螺纹锥形保护管式 | ||||||
2 | 防溅式 | ||||||
3 | 防水式 | ||||||
4 | 隔爆式 | ||||||
0 | ø16mm保护管 | ||||||
1 | ø25mm保护管(双层套管) | ||||||
安装固定形式 | 接线盒形式 | 2 | ø16mm高铝质管(单层套管) | ||||
3 | ø20mm高铝质管 | ||||||
设计序号 | |||||||
W | R | □ | - | □ | □ | □ |
ITS-90国际温度标准(JIS C 1602-1995,ASTM E230-1996,IEC 584-1-1995)
热电偶安装注意点
(1)热电偶应尽量垂直装在水平或垂直管道上,安装时应有保护套管,以方便检修和更换。
(2)热电偶的冷端应处在同一环境温度下,应使用同型号的补偿导线,且正负要接对。
(3)测量管道内温度时,元件长度应在管道中心线上(即保护管插入深度应为管径的一半)。
(4)温度动圈表安装时,开孔尺寸要合适,安装要美观大方。
(5)高温区使用耐高温电缆或耐高温补偿线。
(6)要根据不同的温度选择不同的测量元件。一般测量温度大于100℃时,应选择热电偶,小于100℃时选择热电阻。
(7)接线要合理美观,表针指示要正确。
K型热电偶选型资料
W |
R |
规格 |
内容 |
||||
N |
镍铬-镍硅 K |
||||||
K |
镍铬-铜镍 (镍铬-康铜)E |
||||||
1 |
无固定式装置式 |
||||||
2 |
固定螺纹式 |
||||||
- |
3 |
活动式法兰 |
|||||
4 |
固定法兰式 |
||||||
5 |
活动法兰角尺形式 |
||||||
6 |
固定螺纹锥形保护管式 |
||||||
2 |
防溅式 |
||||||
3 |
防水式 |
||||||
4 |
隔爆式 |
||||||
0 |
16mm金属保护管 |
||||||
1 |
20mm金属保护管 |
||||||
安装固定形式 |
接线盒形式 |
2 |
16mm瓷保护管 |
||||
3 |
20mm瓷保护管 |
||||||
4 |
25mm瓷保护管 |
||||||
W |
R |
□ |
- |
□ |
□ |
□ |
ITS-90国际温度标准(JIS C 1602-1995,ASTM E230-1996,IEC 584-1-1995)
热电偶安装注意点
(1)热电偶应尽量垂直装在水平或垂直管道上,安装时应有保护套管,以方便检修和更换。
(2)热电偶的冷端应处在同一环境温度下,应使用同型号的补偿导线,且正负要接对。
(3)测量管道内温度时,元件长度应在管道中心线上(即保护管插入深度应为管径的一半)。
(4)温度动圈表安装时,开孔尺寸要合适,安装要美观大方。
(5)高温区使用耐高温电缆或耐高温补偿线。
(6)要根据不同的温度选择不同的测量元件。一般测量温度大于100℃时,应选择热电偶,小于100℃时选择热电阻。
(7)接线要合理美观,表针指示要正确。
测量K型热电偶的热响应时间实际上是比较复杂的,不同的试验条件会产生不同的测量结果,这是由于受周围介质的换热率影响,换热率高,则热响应时间就短。
为了使热电偶的热响应时间具有可比性,国家标准规定:热响应时间应在专用水流试验装置上进行。该装置的水流速度应保持0.4±0.05m/s,初始温度在5-45℃的范围内,温度阶 跃值为40-50℃。在试验过程中,水的温度变化应不大于温度阶跃值的±1%。被试热电偶的置入深度为150mm或设计的置入深度。
由于热电偶在室温附近热电势很小,热响应时间不容易测出,因此国家标准规定可采用同规格的K型热电偶的热电极组件替换其自身的热电极组件,然后进行试验。
试验时应记录热电偶的输出变化至相当于温度阶跃变化50%的时间T0.5,必要时可记录变化10%的热响应时间T0.1和变化90%的热响应时间T0.9。所记录的热响应时间,应是同一试验 至少三次测试结果的平均值,每次测量结果对于平均值的偏离应在±10%以内。此外,形成温度阶跃变化所需的时间不应超过被测试热电偶的T0.5的十分之一。记录仪器或仪表的响 应时间不应超过被试热电偶的T0.5的十分之一。
测量K型热电偶的热响应时间实际上是比较复杂的,不同的试验条件会产生不同的测量结果,这是由于受周围介质的换热率影响,换热率高,则热响应时间就短。
为了使热电偶的热响应时间具有可比性,国家标准规定:热响应时间应在专用水流试验装置上进行。该装置的水流速度应保持0.4±0.05m/s,初始温度在5-45℃的范围内,温度阶 跃值为40-50℃。在试验过程中,水的温度变化应不大于温度阶跃值的±1%。被试热电偶的置入深度为150mm或设计的置入深度。
由于热电偶在室温附近热电势很小,热响应时间不容易测出,因此国家标准规定可采用同规格的K型热电偶的热电极组件替换其自身的热电极组件,然后进行试验。
试验时应记录热电偶的输出变化至相当于温度阶跃变化50%的时间T0.5,必要时可记录变化10%的热响应时间T0.1和变化90%的热响应时间T0.9。所记录的热响应时间,应是同一试验 至少三次测试结果的平均值,每次测量结果对于平均值的偏离应在±10%以内。此外,形成温度阶跃变化所需的时间不应超过被测试热电偶的T0.5的十分之一。记录仪器或仪表的响 应时间不应超过被试热电偶的T0.5的十分之一。
热电偶丝由同一种均质材料(导体或半导体)两端焊接组成闭合回路,无论导体截面如何以及温度如何分布,将不产生接触电势,温差电势相抵消,回路中总电势为零。
可见,热电偶必须由两种不同的均质导体或半导体构成。若热电极材料不均匀,由于温度梯存在,将会产生附加热电势。
在热电偶回路中接入中间导体(第三导体),只要中间导体两端温度相同,中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响,这就是中间导体定律。
应用:依据中间导体定律,在热电偶实际测温应用中,常采用热端焊接、冷端开路的形式,冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。
有人担心用铜导线连接热电偶冷端到仪表读取mV值,在导线与热电偶连接处产生的接触电势会使测量产生附加误差。根据这个定律,是没有这个误差的!
热电偶回路两接点(温度为T、T0)间的热电势,等于热电偶在温度为T、Tn时的热电势与在温度为Tn、T0时的热电势的代数和。Tn称中间温度。
应用:由于热电偶E-T之间通常呈非线性关系,当冷端温度不为0摄氏度时,不能利用已知回路实际热电势E(t,t0)直接查表求取热端温度值;也不能利用已知回路实际热电势E(t,t0)直接查表求取的温度值,再加上冷端温度确定热端被测温度值,需按中间温度定律进行修正。初学者经常不按中间温度定律来修正!
这个定律是专业人士才研究、关注的,一般生产、使用环节的人士不太了解,简单说明就是:用高纯度铂丝做标准电极,假设镍铬-镍铬热电偶的正负极分别和标准电极配对,他们的值相加是等于这支镍铬-镍铬的值。
热电偶丝由同一种均质材料(导体或半导体)两端焊接组成闭合回路,无论导体截面如何以及温度如何分布,将不产生接触电势,温差电势相抵消,回路中总电势为零。
可见,热电偶必须由两种不同的均质导体或半导体构成。若热电极材料不均匀,由于温度梯存在,将会产生附加热电势。
在热电偶回路中接入中间导体(第三导体),只要中间导体两端温度相同,中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响,这就是中间导体定律。
应用:依据中间导体定律,在热电偶实际测温应用中,常采用热端焊接、冷端开路的形式,冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。
有人担心用铜导线连接热电偶冷端到仪表读取mV值,在导线与热电偶连接处产生的接触电势会使测量产生附加误差。根据这个定律,是没有这个误差的!
热电偶回路两接点(温度为T、T0)间的热电势,等于热电偶在温度为T、Tn时的热电势与在温度为Tn、T0时的热电势的代数和。Tn称中间温度。
应用:由于热电偶E-T之间通常呈非线性关系,当冷端温度不为0摄氏度时,不能利用已知回路实际热电势E(t,t0)直接查表求取热端温度值;也不能利用已知回路实际热电势E(t,t0)直接查表求取的温度值,再加上冷端温度确定热端被测温度值,需按中间温度定律进行修正。初学者经常不按中间温度定律来修正!
这个定律是专业人士才研究、关注的,一般生产、使用环节的人士不太了解,简单说明就是:用高纯度铂丝做标准电极,假设镍铬-镍铬热电偶的正负极分别和标准电极配对,他们的值相加是等于这支镍铬-镍铬的值。
基于K型热电偶的高精度测温装置设计
针对在热试验过程中K型热电偶测温存在非线性误差的问题,基于热电偶测温原理设计了一种高精度测温装置。装置以STM32单片机作为主控芯片,采用高精度测温专用AD芯片ADS1148,通过冷端补偿、分段拟合等措施来提高测温精度。试验结果表明,该装置在-50℃~500℃范围内,测温精度能达到±0.1℃,具有体积小、精度高、性能可靠等优点,可广泛应用于工业生产和军事领域的高精度测温场合。
K型热电偶MV分度表
K型分度表 第一页 T 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 0 0 -0.039 -0.079 -0.118 -0.157 -0.197 -0.236 -0.275 -0.314 -0.353 -10 -0.392 -0.431 -0.47 -0.508 -0.547 -0.586 -0.624 -0.663 -0.701 -0.739 -20 -0.778 -0.816 -0.854 -0.892 -0.93 -0.968 -1.006 -1.043 -1.081 -1.119 T 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0.039 0.079 0.119 0.158 0.198 0.238 0.277 0.317 0.357 10 0.397 0.437 0.477 0.517 0.557 0.597 0.637 0.677 0.718 0.758 20
市场应用最多、测量范围最广的是K型热电偶。
K型热电偶概述:
K型热电偶作为一种温度传感器,K型热电偶通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。
镍铬-偶(K型热电偶是用量最大的廉金属热电偶,其用量为其他热电偶的总和。K型热电偶丝直径一般为1.2~4.0mm。
正极(KP)的名义化学成分为:Ni:Cr=92:12,负极(KN)的名义化学成分为:Ni:Si=99:3,其使用温度为-200~1300℃。
K型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜等优点,能用于氧化性惰性气氛中广泛为用户所采用。
K型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性或还原,氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛。
K型热电偶热响应时间的测量
测量K型热电偶的热响应时间实际上是比较复杂的,不同的试验条件会产生不同的测量结果,这是由于受周围介质的换热率影响,换热率高,则热响应时间就短。
为了使热电偶的热响应时间具有可比性,国家标准规定:热响应时间应在专用水流试验装置上进行。该装置的水流速度应保持0.4±0.05m/s,初始温度在5-45℃的范围内,温度阶跃值为40-50℃。在试验过程中,水的温度变化应不大于温度阶跃值的±1%。被试热电偶的置入深度为150mm或设计的置入深度。
由于热电偶在室温附近热电势很小,热响应时间不容易测出,因此国家标准规定可采用同规格的K型热电偶的热电极组件替换其自身的热电极组件,然后进行试验。
试验时应记录热电偶的输出变化至相当于温度阶跃变化50%的时间T0.5,必要时可记录变化10%的热响应时间T0.1和变化90%的热响应时间T0.9。所记录的热响应时间,应是同一试验至少三次测试结果的平均值,每次测量结果对于平均值的偏离应在±10%以内。此外,形成温度阶跃变化所需的时间不应超过被测试热电偶的T0.5的十分之一。记录仪器或仪表的响应时间不应超过被试热电偶的T0.5的十分之一。
中文名称:K型热电偶温度表
英文名称:K type thermocouple thermometer
k型热电偶温度表是以K型热电偶作为一种温度传感器的温度表。一般用单片机作为信号处理和控制的核心。经常采用(1)测量放大电路;
(2)A/D转换电路;
(3)显示电路。
热电偶温度计由热电偶、连接导线及显示仪表三部分组成。下图是最简单的热电偶温度计示意图。
按右图组成的热电偶温度计,如果将热电偶的热端加热,使得冷、热两端的温度不同,则在该热电偶回路中就会产生热电势,这种物理现象就称为热电现象(即热电效应)。在热电偶回路中产生的电势由温差电势和相接触电势两部分组成
接触电势:它是两种电子密度不同的导体相互接触时产生的一种热电势。当两种不同的导体A和B相接触时,假设导体A和B的电子密度分别为Na和Nb并且Na>Nb,则在两导体的接触面上,电子在两个方向的扩散率就不相同,由导体A扩散利导体B的电子数比从B扩散到A的电子数要多。导体A失去电子而显正电,导体B获很电子而显负电。因此,在A、B两导体的接触面上便形成一个由A到B的静电场,这个电场将阻碍扩散运动的继续进行,同时加速电子向相反方向运动,使从B到4的电子数增多,最后达到动态平衡状态。此时A、B之间也形成一电位差,这个电位差称为接触电势。此电势只与两种导体的性质相接触点的温度有关,当两种导体的材料一定,接触电势仅与其接点温度有关。温度越高,导体中的电子就越活跃,由A导体扩散到B导体的电子就越多,致使接触面处所产生的电场强度越高,因而接触电势也就越大。
K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。
镍铬偶(K型热电偶是目前用量最大的廉金属热电偶,其用量为其他热电偶的总和。K型热电偶丝直径一般为1.2~4.0mm。
正极(KP)的名义化学成分为:Ni:Cr=90:10,负极(KN)的名义化学成分为:Ni:Si=97:3,其使用温度为-200~1300℃。
K型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜等优点,能用于氧化性惰性气氛中。广泛为用户所采用。
K型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性或还原,氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛.
1)、铂铑30-铂铑6热电偶(分度号为B)
它也称双铂铑热电偶,是20世纪60年代发展起来的一种典型的高温热电偶。以铂铑30(铂70%,铑30%)为正极、铂铑(铂94%,铑6%)为负极,测温上限长期可达1600℃.短期可达1800℃。其热电特性在高温下更为稳定,适于在氧化性或中性介质中使用,但它产生的热电势小、价格高。在室温下热电势极小(25℃时为-2uv,50℃时为3uv),因此当冷端湿度在40 C以下范围使用时、一般不需要进行冷端温度补偿。
2)、铂铑10-铂热电偶(分度号为S)
铂铭10为正极,纯铂丝为负极,测温上限长期使用为1300℃,短期可达1600℃,适于在氧化性及中性介质中使用,物理化学性能稳定,耐高温,不易氧化,在所有的热电偶中,它的精度最高.可用于精密温度测量和做基准热电偶。但价格高,热电势小,线性较差,在还原介质及金属蒸汽中使用易于污染变质,在真空下只能短期使用。
3)、镍铬-镍硅热电偶(分度号为K)
镍铬为正极,镍硅为负极,测温上限长期使用为1000℃、短期使用可达1200℃。此热电偶由于正、负极材料中部含镍,故抗氧化性抗腐蚀性好,500℃以下可用于氧化性及还原性介质中。500℃以上只宜在氧化性和中性介质个使用。热电势与温度近似为线性,热电势比铂铑-铂热电偶高3-4倍,价格便宜,应用广泛。
4)、镍铬-康铜热电偶(分度号为E)
镍铬为正极,康铜(含镍40%的铜镍合金)为负极,测温范围为-200-870℃,但在750℃以上只宜短期使用。该热电偶稳定性好,使用条件同K型热电偶,但热电势比K型热电偶高-倍,价格低廉,并可用于低温测量,尤其适宜在0℃以下使用,而正在湿度大的情况下、较其它热电偶耐腐蚀。
5)、铜-康铜热电偶(分度号为T)
该热电偶正极为纯铜,负极为康铜,适用测温范围一般为-200-300℃,短期可达350℃。在廉价金属热电偶中它的精确度高。稳定性好,低温测量灵敏度高,可用于真空、氧化、还原及中性介质中,但由于铜在高温时易氧化,故一般使用时不超过300℃,因铜热电极的热导率高,低温下易引入误差。
6)、铁-康铜热电偶(分度号为J)
该热电偶正极为铁,负极为康铜,一般测温范围为-40-750℃。它是廉价金届热电偶,适用的介质同铜-康铜热电偶,这种热电偶在700℃以下线性非常好,具有较高的灵敏度。由于铁易氧化生锈,故它不能在高温或含硫的介质中使用。
k型热电偶温度计是以K型热电偶作为一种温度传感器的温度计。K型热电偶通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。
镍铬偶(K型热电偶是目前用量最大的廉金属热电偶,其用量为其他热电偶的总和。K型热电偶丝直径一般为1.2~4.0mm。
正极(KP)的名义化学成分为:Ni:Cr=90:10,负极(KN)的名义化学成分为:Ni:Si=97:3,其使用温度为-200~1300℃。
K型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜等优点,能用于氧化性惰性气氛中。广泛为用户所采用。
K型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性或还原,氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛.