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(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩類。 標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱電勢與溫度的關(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量。 標(biāo)準(zhǔn)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(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(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(jī)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(xì)無關(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率也很好，因此這種微細(xì)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(dá)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(biāo)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?zé)嶙韬偷蜏販夭铍娕嫉葴囟葴y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(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(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(dá)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(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  測量 

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