熱電偶常見種類及優(yōu)缺點(diǎn)介紹

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)熱電偶兩類。 標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)尺度的熱電偶，有與其配套的顯示器。 未標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶不及使用范圍或數(shù)量級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的標(biāo)度表，主要用于特殊情況下的測(cè)量。 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶中國(guó)自1988年1月1日起，熱電偶和熱阻均按IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，將s、b、e、k、r、j、t 7種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶指定為中國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。

熱電偶索引編號(hào)

熱電極材料

正極

負(fù)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(shí)用的測(cè)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(cè)量精度，一般對(duì)熱電偶的電極材料的基本要求如下

1 .在測(cè)溫范圍內(nèi)，熱電性質(zhì)穩(wěn)定，不隨時(shí)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(cè)溫中產(chǎn)生的熱電勢(shì)較大，熱電勢(shì)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(jī)械強(qiáng)度高，制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。

熱電偶傳感器有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，靈敏度低，易受干擾信號(hào)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(cè)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(xì)無(wú)關(guān)，即使是非常細(xì)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(zhǎng)率也很好，因此這種微細(xì)的測(cè)溫元件具有非常高的響應(yīng)速度，可以測(cè)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(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為我們的生活提供了無(wú)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(cè)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(cè)部分與被測(cè)對(duì)象有良好的接觸，也稱為溫度計(jì)。

溫度計(jì)通過傳導(dǎo)和對(duì)流達(dá)到熱平衡，溫度計(jì)的顯示值可直接表示被測(cè)定對(duì)象的溫度。 一般測(cè)量精度高。 在一定的測(cè)溫范圍內(nèi)，溫度計(jì)還能測(cè)量物體內(nèi)部的溫度分布。 但是，運(yùn)動(dòng)體、小目標(biāo)和熱容量小的對(duì)象會(huì)產(chǎn)生大的測(cè)量誤差，常用的溫度計(jì)有雙金屬溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、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(jì)也經(jīng)常使用。 隨著低溫技術(shù)在國(guó)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(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)、聲溫計(jì)、順磁鹽溫度計(jì)、量子溫度計(jì)、低溫?zé)嶙韬偷蜏販夭铍娕嫉葴囟葴y(cè)量的低溫溫度計(jì)得到了發(fā)展。 低溫溫度計(jì)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(jì)的溫感元件，可用于測(cè)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(cè)量者相互不接觸，也稱為非接觸式測(cè)溫計(jì)。 該儀器可用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體、小目標(biāo)和熱容量或溫度變化快(瞬變)的目標(biāo)表面溫度，也可用于測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布。 zui中常用的非接觸式測(cè)溫計(jì)根據(jù)黑體輻射的基本規(guī)律，被稱為輻射測(cè)溫計(jì)。 輻射測(cè)溫法有亮度法(參照光學(xué)溫度計(jì))、輻射法(參照輻射溫度計(jì))、比色溫度計(jì)(參照比色溫度計(jì))。 各種輻射測(cè)溫方法只能測(cè)定相應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。 只有測(cè)量黑體(即使吸收了輻射全體也不會(huì)反射光的物體)的溫度才是真正的溫度。 測(cè)量物體的實(shí)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(zhǎng)，還取決于表面狀態(tài)、涂膜和顯微組織等，因此難以測(cè)定。 在自動(dòng)生產(chǎn)中，有必要利用放射測(cè)溫法測(cè)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(cè)定非常困難。 在固體表面溫度的自動(dòng)測(cè)定和控制中，可以使用附加的反射鏡與被測(cè)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(shí)測(cè)溫度，zui較終能夠得到被測(cè)表面的真實(shí)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(cè)表面的擴(kuò)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(shí)際溫度的輻射測(cè)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(jì)算求出與介質(zhì)達(dá)到熱平衡后圓筒空洞的有效放射系數(shù)。 自動(dòng)測(cè)量和控制可以修改使用此值測(cè)量的模腔底部溫度(介質(zhì)溫度)，以獲得介質(zhì)的實(shí)際溫度。

非接觸測(cè)溫的優(yōu)點(diǎn):由于測(cè)定上限不受溫感元件的耐溫度限制，因此zui高測(cè)溫溫度原則上沒有限制。 對(duì)于1800℃以上的高溫，主要采用非接觸測(cè)溫方法。 隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，輻射測(cè)溫逐漸從可見光擴(kuò)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(jì)  測(cè)量 

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