热电偶常见种类及优缺点介绍

热电偶常见种类及优缺点介绍

常见种类

常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两类。 标准热电偶是指国家标准规定了热电势与温度的关系、允许误差、统一的标准尺度的热电偶，有与其配套的显示器。 未标准化的热电偶不及使用范围或数量级标准化的热电偶，一般也没有统一的标度表，主要用于特殊情况下的测量。 标准化热电偶中国自1988年1月1日起，热电偶和热阻均按IEC国际标准生产，将s、b、e、k、r、j、t 7种标准化热电偶指定为中国统一设计型热电偶。

热电偶索引编号

热电极材料

正极

负极

s

铂铑10

纯铂

r

铂铑13

纯铂

乙组联赛

铂铑30

铂铑6

K

镍铬合金

硅镍合金

t.t

纯铜

铜镍

日本职业足球联赛

铁

铜镍

n

镍铬合金

硅镍合金

e

镍铬合金

铜镍

理论上，任何两种不同的导体(或半导体)都可以制作热电偶，但作为实用的测温元件，其要求是多方面的。 并非所有材料都能构成热电偶，以确保工程技术的可靠性和充分的测量精度，一般对热电偶的电极材料的基本要求如下

1 .在测温范围内，热电性质稳定，不随时间变化，具有充分的物理化学稳定性，不易氧化和腐蚀

2 .电阻温度系数小，导电率高，比热小

3 .测温中产生的热电势较大，热电势与温度之间存在线性或接近线性的单值函数关系

4、材料复制性好，机械强度高，制造工艺简单，价格低廉。

热电偶传感器有其独特的优点和缺点，灵敏度低，易受干扰信号的影响，也易受前置放大器的温度漂移的影响，因此不适于测量微小的温度变化。 热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，即使是非常细的材料也能够制作温度传感器。 由于制作热电偶的金属材料伸长率也很好，因此这种微细的测温元件具有非常高的响应速度，可以测量快速变化的过程。

温度传感器是五花八门各种传感器中zui常用的一种，现代温度传感器的外形非常小，因此在生产实践的各个领域得到广泛应用，为我们的生活提供了无数的便利和功能。

温度传感器有热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器( RTD )、IC温度传感器4种。 IC温度传感器有模拟输出和数字输出两种。

接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，也称为温度计。

温度计通过传导和对流达到热平衡，温度计的显示值可直接表示被测定对象的温度。 一般测量精度高。 在一定的测温范围内，温度计还能测量物体内部的温度分布。 但是，运动体、小目标和热容量小的对象会产生大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。 它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。 在日常生活中，这些温度计也经常使用。 随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，低温气体温度计、蒸汽压温度计、声温计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热阻和低温温差电偶等温度测量的低温温度计得到了发展。 低温温度计要求感温元件体积小、精度高、重现性和稳定性好。 用多孔高硅酸玻璃渗碳烧结的渗碳玻璃热阻是低温温度计的温感元件，可用于测量1.6~300K范围内的温度。

非接触式温度传感器的传感器与被测量者相互不接触，也称为非接触式测温计。 该仪器可用于测量运动物体、小目标和热容量或温度变化快(瞬变)的目标表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。 zui中常用的非接触式测温计根据黑体辐射的基本规律，被称为辐射测温计。 辐射测温法有亮度法(参照光学温度计)、辐射法(参照辐射温度计)、比色温度计(参照比色温度计)。 各种辐射测温方法只能测定相应的光度温度、辐射温度或比色温度。 只有测量黑体(即使吸收了辐射全体也不会反射光的物体)的温度才是真正的温度。 测量物体的实际温度需要修正材料表面的放射率。 材料的表面放射率不仅取决于温度和波长，还取决于表面状态、涂膜和显微组织等，因此难以测定。 在自动生产中，有必要利用放射测温法测量或控制特定物体的表面温度，如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度、各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度等。 在这些具体情况下，物体表面的放射率的测定非常困难。 在固体表面温度的自动测定和控制中，可以使用附加的反射镜与被测定表面一起构成黑体空洞。 附加辐射的影响提高了受检表面的有效辐射和有效辐射系数。 通过利用有效辐射系数用仪表校正实测温度，zui最终能够得到被测表面的真实温度。 zui是典型的附加反射镜是半球反射镜。 球中心附近被测表面的扩散辐射能被半球反射镜反射回表面形成附加辐射，提高有效辐射系数:式中ε为材料表面辐射率，ρ为反射镜的反射率。 关于气体和液体介质实际温度的辐射测量，有将耐热材料管插入一定深度形成黑体空洞的方法。 通过计算求出与介质达到热平衡后圆筒空洞的有效放射系数。 自动测量和控制可以修改使用此值测量的模腔底部温度(介质温度)，以获得介质的实际温度。

非接触测温的优点:由于测定上限不受温感元件的耐温度限制，因此zui高测温温度原则上没有限制。 对于1800℃以上的高温，主要采用非接触测温方法。 随着红外技术的发展，辐射测温逐渐从可见光扩散到红外线，从700℃以下到常温，分辨率高。

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