热电偶特性及2018

热电偶特性实验总结热电偶是一种常见的物理检测仪器，将输出的测量结果以电信号的形式给出，有很强的传递性能和稳定性。

本文重点介绍了热电偶特性实验的实施过程及其结果，并且总结了关于热电偶的实际应用经验和补充内容。

一、热电偶特性实验1、实验介绍热电偶特性实验是一种有用的物理检测技术，可以准确地记录和测量检测目标温度变化信息。

实验在物理实验室中进行，使用热电偶和热电偶电子表来检测和记录温度变化。

在实验中，实验者先将热电偶接到电子表上，然后在不同的温度下进行测量，最后将所有的测量结果记录下来。

2、实验步骤（1）准备实验将被测物放置在实验室水池中加热恒温，待温度达到目标温度时取出；（2）安装热电偶先把电子表与热电偶接通，并将热电偶安装在被测物表面；（3）记录温度记录热电偶检测到的温度值，温度值可以根据电子表上的显示记录；（4）测量结果分析根据热电偶所测得的温度值，进行统计分析，得出热电偶的特性参数，如温度灵敏度、响应时间等；（5）实验总结根据实验结果，总结热电偶的各项特性，简要地介绍其功能，总结实验结果。

二、实验结果实验结果表明：（1）热电偶的灵敏度很高，在温度变化时，温度变化率较大；（2）热电偶的响应时间极短，在温度变化时，检测结果可立即反映出来；（3）热电偶的测量结果稳定性好，在一定的温度范围内，温度变化差值小；（4）热电偶的传输性能良好，测量结果可以以电信号的形式进行输出。

三、实际应用热电偶的特性使其有很好的应用前景。

它的简单易用的优点，使其在实际应用中被广泛使用，如在电力系统中用于测量压力，用于控制温度等等。

它还可以用于电子表、数据采集仪等，以此来实现更多功能。

四、总结以上就是关于热电偶特性实验的总结，实验结果表明，热电偶具有较高的灵敏度、响应时间短、测量结果稳定及传递性能良好等特点，在实际应用中有很好的前景，可以用在电力系统中用于测量和控制，以及电子表、数据采集仪等的制造中。

关于热电偶，这一篇文章就够了！详细介绍原理，特征及判断方法！第一章热电偶的基础知识1、什么是热电偶所谓热电偶是指由两种不同材质的金属导体构成的温度传感器。

与其他温度计（水银温度计、热敏电阻等）相比较，主要用于工业行业的热电偶具有其特点：①响应速度快。

②可进行-200℃到+1700℃之间大范围的温度测量。

③可对特定点和小空间进行温度测量。

④由于温度信息可检测为电信号（热电动势），信息的处理和分析非常便利。

⑤价格低廉，易购买。

2、热电偶的原理1821年德国科学家塞贝克（T.J Seebeck）发现：当连接两种不同金属，并对两端的接点施加不同温度时，金属之间会产生电压并有电流通过。

这一现象以发现者的名字命名为“塞贝克效应”。

该回路中生成电流的电力被称为热电动势（Thermoelectromotive force），其极性和大小仅由两种导体的材质和两端之间的温度差决定。

利用前面所说的塞贝克效应，热电偶工作原理为其凭借2种不同金属的接合处（测温接点）T1与热电偶显示仪表接点（基准接点）T0之间的温度差T，从而产生电压。

使用热电偶测量温度时，显示仪表会测量该电压。

热电偶显示仪表的测量方式有以下2种。

1、将基准接点设为0℃（冷端补偿），直接读取温度。

2、测量基准接点的气温（基准接点补偿），计入温度差△T。

测量时，将冷端维持在0℃非常困难。

通过测量端子周围的温度，将其与以0℃为基准的热电动势相加，可以获得测温接点的温度。

我们称之为基准接点补偿。

3、热电偶的感温部分位于何处？下图是将热电偶插入装有热液体的杯中的示意图。

假设液体内温度为均匀100℃（无温度梯度）。

此时，液体内的热电偶部分不会产生热电动势。

热电动势只产生于存在温度梯度的部分。

由于热电偶的感温部位会产生热电动势，因此该温度梯度部位即为热电偶的感温部位。

第二章热电偶的选择1、根据测量温度选择热电偶按照两种金属导体的组合方式可分为以下8大种类。

B型热电偶、R型热电偶、S型热电偶被称为贵金属热电偶，而N 型热电偶、K型热电偶、E型热电偶、J型热电偶、T型热电偶被称为廉金属热电偶。

实用标准文案热电偶的特性及其应用一、实验简介热电偶有着测温范围宽、灵敏度和准确度高、结构简单、不易损坏，并且可以进行动态测量和记录的许多优点，因而被应用于温度的传感、工业加热炉温的测量、金属熔点的测量、数据采集与温度控制等诸多方面。

二、实验目的1、了解热电偶测温的基本原理和方法2、了解热电偶定标的基本方法3、掌握热电偶的基本规律三、实验仪器FB203 温度传感加热装置，自组装热电偶，万用表。

四、实验原理1821 年塞贝克 (T. J. Seebeck) 发现，当构成回路的两种不同金属的两个连接点温度不同时，回路中会有恒定电流产生，如图 1 所示，这表示两种金属的接触处由于温度差而产生了电动势，叫做温差电动势，这种电路称为热电偶，该现象称为塞贝克效应。

热电偶的温差电动势与两接头之图 1 两种不同金属构成的闭合电路间的温度关系比较复杂，可以用下式表示：E T2 S B (T ) S A (T ) dTT1S(T)表示金属的塞贝克系数，T2为热端的温度， T1为冷端的温度。

但是在较小温差范围内可以近似的认为温差电动势 E 与温度差 (T2-T 1 )成正比，即：E C(T2T1)式中 C 称为温差系数，单位为V℃-1，它表示两接点的温度相差1℃时所产生的电动势，其大小取决于组成温差电偶材料的性质，即：C= k e Ln 式中 k 为玻尔兹曼常量， e 为电子电量，电子数目。

对于热电偶而言，有如下两个常见定律：n0 A/ n0Bn 0A和 n 0B为两种金属单位体积内的自由1、中间导体定律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。

2、中间温度定律热电偶回路两接点（温度为 T、T0）间的热电势，等于热电偶在温度为 T、 T n时的热电势与在温度为T n、 T0 时的热电势的代数和，如图 2 所示。

各种热电偶特性镍铬硅—镍硅热电偶（分度号为N）是70年代由澳大利亚的Burley等人首先研制出来的。

它是一种新型镍基合金测温材料，也是国际上近20年来在贱金属热电偶合金材料研究方面取得唯一的重大成果。

有可能取代其余四扎种贱金属热电偶，目前正在引起人们的高度重视。

它的主要特点是，在1300℃以下，高温抗氧化能力强，热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好，耐核辐射及耐低温性能也好。

在-200～1300℃范围内，有全面取代贱金属热电偶与部分代替S热电偶的趋势。

N型热电偶的主要特性有以下五点：1、高温抗氧化能力强，长期稳定性好。

针对K型热电偶镍铬极中Cr，Si元素择优氧化引起合金沉成分不均匀、热电动势漂移等问题，在N型热电偶的正极中增加Cr，Si含量使镍铬合金的氧化模式由内氧化转变成外氧化，致使氧化反应仅在表面进行；又在负极中增添溶质元素Mg与Si，尽管Si含量增大要降低热电动势，但可使金属与氧化物间的钝化膜更加致密。

并因Mg与Si择优氧化形成扩散势垒，阻止“绿蚀”现象向内部扩散，抑制进一步氧化发生。

对在1200℃下经过1000h的K，N型热电偶的正极进行显微结构观察表明，K 型热电偶的氧化层很厚，近1mm，而N型热电偶却几乎看不到氧化膜的成长。

又因K型热电偶负极中含有Mn，虽有调整热电动势的作用，但却极大地影响了它的高温稳定性。

为此，N 型热电偶中不再添加Mn。

因此，它的高温稳定性与使用寿命较K型热电偶明显提高。

2、在250～550℃范围内的短期热循环稳定性好。

K型热电偶在上述温度范围内循环使用时，因其显微结构发生变化，形成短程有序结构（即所谓的K状态），致使其热电动势不稳定，而N型热电偶能消除此种短期不稳定性。

在Ni-Cr二元合金中，Cr含量在5%～30%的范围内，存在着原子晶格结构的有序→无序转变，但在此成分范围内，有一个很小的区域，即Cr含量为14%～16%左右时，例如Cr含量为14.2%的镍铬硅合金，将不因结构上有序→无序的转变而引起热电动势值有较大的变化。

热电偶测温性能实验报告热电偶测温性能实验报告引言：热电偶是一种常用的温度测量装置，其原理基于热电效应。

热电偶由两种不同材料的导线组成，当两个导线的接触点处于不同温度时，就会产生电动势。

本实验旨在探究热电偶的测温性能，包括响应时间、测量精度和线性度等方面的考察。

实验装置：本实验采用了一组标准热电偶和温度控制装置。

标准热电偶由铜和常见的测温材料铁铬合金（K型热电偶）组成。

温度控制装置通过加热电源和温度传感器实现对被测温度的控制和监测。

实验步骤：1. 将标准热电偶的冷端固定在恒温槽中，确保冷端与环境温度相同。

2. 将标准热电偶的热端与被测温度接触，确保接触良好。

3. 打开温度控制装置，设定被测温度为25℃。

4. 记录热电偶输出电压，作为初始电压。

5. 逐步提高温度控制装置的设定温度，每次提高5℃，并记录热电偶输出电压。

6. 当设定温度达到80℃时，开始逐步降低温度控制装置的设定温度，每次降低5℃，并记录热电偶输出电压。

7. 重复步骤3-6，直到设定温度回到25℃。

实验结果：通过实验记录的数据，我们可以得到热电偶在不同温度下的输出电压。

根据热电偶的特性曲线，我们可以计算出热电偶的响应时间、测量精度和线性度等性能指标。

1. 响应时间：响应时间是指热电偶从遇到温度变化到输出电压稳定的时间。

通过实验数据的处理，我们可以绘制出热电偶的响应时间曲线。

从曲线上可以看出，热电偶在温度变化后，输出电压会迅速变化，并在一段时间后趋于稳定。

响应时间可以通过计算输出电压达到稳定值所需的时间来确定。

2. 测量精度：测量精度是指热电偶测量温度与真实温度之间的偏差。

通过实验数据的处理，我们可以计算出热电偶的测量精度。

一般来说，热电偶的测量精度与热电偶的材料和制造工艺有关。

在实验中，我们可以通过与其他精度更高的温度测量装置进行比对，来评估热电偶的测量精度。

3. 线性度：线性度是指热电偶输出电压与温度之间的关系是否呈线性。

通过实验数据的处理，我们可以绘制出热电偶的线性度曲线。

WRN-230NM耐磨热电偶什么是热电偶？热电偶是一种常见的温度测量装置。

它是由两种不同材料构成的导体接头，它们的热电势程是温度的函数。

当两种材料的接头处于不同的温度时，这种电势差就会被测量，并通过适当的电路转换成热量单位温度的读数。

WRN-230NM热电偶的特点WRN-230NM热电偶是一种非常特殊的热电偶，它的特点是耐磨性非常强。

这种热电偶的外层被涂上了一层具有优良的耐磨性能的涂层，能够极大的防止外界的物理摩擦对热电偶的影响。

因此，这种热电偶非常适合在一些需要长时间运行的环境中使用。

WRN-230NM热电偶的应用WRN-230NM热电偶非常适合在锅炉、高温电机、发电机、化工厂等高温、高磨损的环境中进行温度测量。

除此之外，该型号的热电偶也可以应用于以下领域：•钢铁冶金：在这个行业，高温和高磨损的环境很常见。

WRN-230NM 热电偶的耐磨性能可以极大的防止摩擦磨损，从而保证测量结果的准确性和精度。

•橡胶、橡胶制品：在橡胶行业中，一些材料需要在高温的情况下进行加工，而WRN-230NM热电偶可以承受高温的环境并且具有良好的耐磨性能，因此非常适合在这个领域中应用。

WRN-230NM热电偶的优点•耐磨性强：WRN-230NM热电偶的外层涂上了具有优良耐磨性的涂层，可以在高磨损和高温的环境中长时间持续使用，减少频繁更换热电偶的频率，提升工作效率。

•易于安装和维护：WRN-230NM热电偶安装非常简单，只需要将其放置在需要测量的物体的表面即可。

该热电偶维护也非常简单，只需要定期检查并清理即可。

•精确度高：WRN-230NM热电偶的测量精度非常高，可以保证温度测量的准确性和精度，并且在高热环境中也能够正常工作。

总的来说，WRN-230NM热电偶的耐磨性能非常强，它的适应范围比一般热电偶更广泛，在各种高温、高磨损的工业环境中具有非常广阔的应用前景。

同时，该热电偶安装和维护也非常方便，是一种十分值得推荐的热电偶型号。

工作原理及常用热电偶标题：工作原理及常用热电偶引言概述：热电偶是一种常用的温度传感器，利用热电效应来测量温度。

它的工作原理简单而可靠，广泛应用于工业控制、实验室研究等领域。

本文将介绍热电偶的工作原理以及常用的类型。

一、工作原理：1.1 热电效应：热电偶利用热电效应来测量温度，即当两种不同金属的接触点处于不同温度时，会产生电动势。

1.2 丝材料选择：热电偶的丝材料选择直接影响其测量精度和使用范围，常见的有铂铑、镍铬等。

1.3 温度测量原理：热电偶的工作原理是基于两种不同金属的热电势随温度变化而变化，通过测量热电势来确定温度。

二、常用类型：2.1 K型热电偶：K型热电偶是最常用的热电偶之一，适用范围广泛，测量范围在-200°C至1300°C之间。

2.2 J型热电偶：J型热电偶适用于低温测量，测量范围在-210°C至1200°C之间，常用于实验室研究。

2.3 T型热电偶：T型热电偶适用于低温环境，测量范围在-200°C至350°C之间，常用于食品加工等领域。

三、安装和使用注意事项：3.1 安装位置：热电偶的安装位置应远离热源和冷源，避免受到外界温度影响。

3.2 连接方式：热电偶的连接方式应牢固可靠，避免接触不良导致测量误差。

3.3 校准和保养：定期对热电偶进行校准和保养，确保测量精度和稳定性。

四、优缺点比较：4.1 优点：热电偶具有响应速度快、使用范围广、成本低廉等优点。

4.2 缺点：热电偶的精度相对较低，对环境干扰敏感，易受到电磁干扰等影响。

4.3 应用领域：热电偶广泛应用于工业控制、实验室研究、食品加工等领域。

五、发展趋势：5.1 精度提升：随着技术的不断发展，热电偶的精度将会不断提升，满足更高精度的温度测量需求。

5.2 抗干扰能力：热电偶将会加强抗干扰能力，减少外界因素对测量结果的影响。

5.3 多元化应用：热电偶将会在更多领域得到应用，满足不同行业的温度测量需求。

热电偶检测报告1. 前言热电偶是一种常用的温度测量装置，通过利用温度差产生的热电势来测量物体的温度。

在工业领域中，热电偶广泛应用于温度监测和控制系统中，具有精度高、稳定性好、使用寿命长等优点。

本文档将对所测试的热电偶进行详细的检测分析，以确保其性能和精确度达到要求。

2. 检测步骤本次热电偶的检测主要分为以下几个步骤：2.1 外观检查首先对热电偶的外观进行检查，包括检查热电偶表面的划痕、变形、松动等情况。

2.2 电阻检测利用扩展法对热电偶的电阻进行测量，确保其电阻值与标称值相符合。

2.3 校准检测将热电偶与标准温度源进行连接，利用校准仪对热电偶输出的温度信号进行测量和比较，以验证其准确度。

2.4 响应时间检测通过将热电偶与快速温度变化源接触，测量热电偶响应这种温度变化的时间，以评估其响应速度。

2.5 稳定性检测将热电偶与稳定温度源连接，在一定时间内进行连续测量，观察热电偶输出的温度信号是否稳定。

3. 检测结果与分析3.1 外观检查经过外观检查，未发现热电偶表面有划痕、变形或松动等情况，外观无异常。

3.2 电阻检测在进行电阻检测时，测得的热电偶电阻值为XX Ω，与标称电阻值符合范围要求。

3.3 校准检测经过校准检测，热电偶在与标准温度源连接时输出的温度信号与标准温度值相比，误差在可接受范围内。

3.4 响应时间检测热电偶与快速温度变化源接触后，经过测量，热电偶的响应时间在X秒内，满足要求。

3.5 稳定性检测在与稳定温度源连接的情况下，连续测量了X个小时，热电偶输出的温度信号保持稳定，无大幅波动。

4. 结论经过上述检测步骤的测试和分析，热电偶在外观、电阻、校准、响应时间以及稳定性方面均符合要求。

因此，热电偶的性能和精确度达到了预期的要求。

参考文献[1] 热电偶原理及应用. (2018). 电器技术与服务. 345(2), 67-73.[2] 热电偶的检修与检测方法. (2019). 现代电子. 567(4), 89-96.[3] 热电偶温度测量原理与技术. (2020). 温控技术. 123(6), 45-52.。

实验报告实验课程名称传感器与自动检测技术实验项目名称 K型热电偶测温实验专业班测仪161班实验班测仪161班学生姓名袁利学号 ********** 小组编号第七组实验时间： 2 0 1 8 年 10 月 8 日实验目的及要求：了解K 型热电偶得特性与应用实验仪器设备：智能调节仪、PT100、K 型热电偶、温度源、温度传感器实验模块实验原理：热电偶是一种使用最多的温度传感器，它的原理是基于1821年发现的塞贝尔效应，即两种不同的导体或半导体A 或B 组成一个回路，其两端相互连接，只要两节点处的温度不同，一端温度为T ，另一端温度为0T ,则回路中就有电流产生，即回路中存在电动势，该电动势被称为热电势。

当回路断开时，在断开处a,b 之间便有一电动势T E ,其极性和量值与回路中的热电势一致，并规定在冷端，当电流由A 流向B 时，称A 为正极，B 为负极，实验表明，当T E 较小时，0=()T AB E S T T （AB S 是热电势率）。

热电偶基本定律：（1） 均质导体定律：由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面积和长度如何，也不论各处的温度如何，都不能产生电动势。

（2） 中间导体定律：在热电偶回路中，只要中间导体C 两端温度相同，那么接入中间导体对热电偶回路总热电势0(,)AB E T T 没有影响。

（3） 中间温度定律：热电偶的两个结点温度为12,T T 时，热电势为ABE (12,T T ),两结点温度为23,T T 时，热电势为AB E 23,T T （），那么当两结点温度为13,T T 时的热电势则为AB E (12,T T )+AB E 23,T T （）=AB E 13,T T （）实验步骤：1.重复实验Pt100温度控制实验，将温度控制在50C ︒，在另一个温度传感器插孔中插入K 型热电偶温度传感器。

2.将±15V 直流稳压电源接入温度传感器实验模块中。

温度传感器实验模块的输出02U 接主控台直流电压表.3.将温度传感器模块上的差动放大器的输入端Ui 短接，调节Rw3到最大位置，再调节电位器Rw4使直流电压表显示为0.4.拿掉短接线，按电路图接线，并将K 型热电偶的两根引线，热端（红色）接a ，冷端（绿色）接b ：记下模块输出02U 的电压值。

工作原理及常用热电偶热电偶是一种常用的温度传感器，利用热电效应来测量温度。

它由两种不同金属的导线组成，这两种金属被称为热电偶的两个引线。

当两个引线的连接点处于不同温度下时，就会产生电动势（EMF），这个电动势与引线连接点的温差成正比。

工作原理：热电偶的工作原理基于“塞贝克效应”和“泊耳曼效应”。

塞贝克效应是指当两个不同金属的导线连接在一起时，当连接点处于不同温度下时，会产生电动势。

泊耳曼效应是指金属导线的电阻随温度的变化而变化。

常用热电偶类型：1. K型热电偶：由镍铬和镍铝合金组成，适用于高温测量，常用于钢铁、化工等行业。

2. J型热电偶：由铁和常数铜合金组成，适用于低温测量，常用于冷冻、空调等行业。

3. T型热电偶：由铜和铜镍合金组成，适用于低温测量，常用于食品加工、医疗等行业。

4. E型热电偶：由镍铬和铜镍合金组成，适用于高温测量，常用于石化、电力等行业。

5. N型热电偶：由镍铬和镍铜合金组成，适用于高温测量，常用于化工、冶金等行业。

热电偶的优点：1. 宽温度范围：热电偶可以在极低温度到极高温度范围内工作，适用性广泛。

2. 快速响应：热电偶具有快速的响应速度，可以迅速反应温度变化。

3. 耐腐蚀性：不同类型的热电偶具有不同的耐腐蚀性能，可以适应各种工作环境。

4. 高精度：热电偶可以提供较高的温度测量精度，适用于精密控制和监测。

热电偶的应用领域：1. 工业领域：热电偶广泛应用于钢铁、化工、电力、石化等行业的温度测量和控制。

2. 实验室研究：热电偶用于实验室中的温度测量，如材料研究、生物学实验等。

3. 医疗领域：热电偶用于体温测量和医疗设备中的温度监测。

4. 食品行业：热电偶用于食品加工中的温度控制，如烤箱、烘干机等。

5. 空调冷冻：热电偶用于空调和冷冻设备中的温度测量和控制。

总结：热电偶是一种常用的温度传感器，利用热电效应来测量温度。

它由两种不同金属的导线组成，当两个引线的连接点处于不同温度下时，就会产生电动势。

热电偶特点安全操作及保养规程前言热电偶是一种常见的温度传感器，适用于各种工业应用领域。

在使用热电偶进行测量时，需要注意一些安全操作和保养规程，以确保传感器的使用寿命和测量精度。

本文将介绍热电偶的特点、安全操作和保养规程。

热电偶特点热电偶是利用两种不同材料的接触产生的热电势差来测量温度的装置。

其特点如下：1.灵敏度高：热电偶具有良好的温度响应特性，可以快速响应温度变化。

2.测量范围广：热电偶的测量范围可以达到几乎所有物质的温度范围，一般可以达到-200℃至+1800℃。

3.防腐能力强：热电偶材料多种多样，可以选择针对特定化学介质具有耐腐蚀性的材料来制作热电偶。

4.制作成本低：热电偶的制作成本较低，而且使用寿命长。

热电偶的安全操作在使用热电偶进行测量时，为确保人身和设备的安全，需要注意以下操作规程：1. 使用合适的保护措施在进行高温测量时，应使用耐高温的保护套或保护管等装置来保护热电偶和测量仪表。

2. 检查热电偶的接线在使用热电偶进行测量前，应检查热电偶的接线是否正确。

在检查热电偶的接线时，应关闭测量仪表的电源，以免发生电击危险。

在连接热电偶前，应首先清洁金属接点，以确保良好的接触。

3. 防止弯曲和拉伸在使用热电偶进行测量时，应避免将热电偶弯曲和拉伸，以免造成测量误差和热电偶损坏。

4. 避免振动和震动在使用热电偶进行测量时，应避免热电偶的接触面受到振动和震动。

当热电偶暴露于震动环境中时，应使用防震装置或将热电偶固定在振动物体上。

5. 适当的测量范围在使用热电偶进行温度测量时，应注意选择适合的热电偶型号和测量范围。

在超出热电偶测量范围时，将会导致错误的温度读数。

热电偶的保养规程为了确保热电偶的测量精度和使用寿命，需要注意以下保养规程：1. 定期清洁定期清洁热电偶的测量端面和接线端面，以确保良好的接触质量。

当热电偶暴露在有腐蚀性气体或化学品的环境中时，应定期清洁热电偶。

2. 避免过度拉伸在存储和搬运热电偶时，应避免产生过度的拉伸力，以免热电偶损坏。

压簧热电偶
压簧热电偶，又称压簧温度探头，是一种能够测量温度变化的仪器。

它不但可以在工业测温中发挥作用，而且还能够用于个人家庭中。

它的应用非常广泛，能够应用于各种工业环境，如蒸发器、消防设备以及阀门等等，帮助工业企业提高生产效率。

压簧热电偶由一个热探头和一个热电偶组成。

热探头是一种钢制结构，在其内部有一个特殊的压簧，当热探头接近物体或测量点时，压簧会推动探头对物体或测量点进行接触，以便测量温度。

热电偶由金属丝和温度指示丝组成，当金属丝接触物体时，在温度指示丝上产生电流，这个电流的强度可以通过电流计来测量，从而可以得出物体的温度变化情况。

压簧热电偶被广泛应用于工业环境，它具有精度高、操作简便、装置小巧、价格低等优点，使它成为常用的工业测温仪器。

除了在工业环境中使用外，压簧热电偶还被广泛地应用于生活中。

它可以用于检测水表的温度，以便提前发现水表的漏洞，从而避免由此而造成的损失。

它还可以用于检测电器的过热状态，发现电器过热的问题，以便及时处理。

压簧热电偶是一种简便、高效的仪器，从它的外形和结构上可以看出，它具有高精度、操作简便等优点，使它成为工业和生活中常用的仪器之一。

如今，压簧热电偶不仅被工业企业使用，而且还被个人家庭使用，为工业生产和家庭生活带来了很大的方便。

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热电偶设特征值的依据热电偶是一种常见的温度测量仪器，它利用热电效应来测量物体的温度。

在使用热电偶进行温度测量时，需要了解热电偶的特征值，这些特征值是什么？如何计算？本文将围绕这个问题展开讨论。

一、热电偶的基本原理和构造1. 热电效应热电效应指的是两种不同金属或半导体之间由于温度差异而产生的电动势。

根据“塞贝克效应”和“泰尔效应”的不同组合方式，可以得到多种类型的热电偶。

2. 热电偶的构造热电偶由两个不同金属或半导体组成，通常被称为“正极”和“负极”。

这两个极之间连接着一个导线，在正常工作状态下，这个导线处于相对稳定的温度下。

当被测物体的温度改变时，正负极之间产生了一定程度上的温差，进而引起了一定程度上的电动势变化。

通过测量这个变化量，就可以得到被测物体的温度。

二、热电偶的特征值1. 热电势热电势是指在一定温度下，热电偶两端之间产生的电动势。

它是一个重要的特征值，可以用来计算被测物体的温度。

2. 瑞利系数瑞利系数是指在一定温度下，热电偶单位长度内的温度梯度对应的热电势变化量。

它是一个常数，可以用来计算不同温度下的热电势。

3. 温度灵敏度温度灵敏度是指单位温度变化对应的热电势变化量。

它是一个常数，可以用来计算不同温度下的热电势。

4. 线性误差线性误差是指在一定范围内，热电偶输出信号与被测物体真实温度之间存在的差异。

这个误差通常由于材料和加工工艺等因素引起。

5. 响应时间响应时间是指从被测物体发生温度变化到热电偶输出信号发生变化所需要的时间。

这个时间通常受到传感器本身结构和外部环境等因素影响。

三、热电偶特征值的计算方法1. 热电势的计算热电势可以通过下面的公式进行计算：E = αΔT其中，E表示热电势，α表示瑞利系数，ΔT表示温度差。

2. 温度灵敏度的计算温度灵敏度可以通过下面的公式进行计算：S = ΔE/ΔT其中，S表示温度灵敏度，ΔE表示热电势变化量，ΔT表示温度变化量。

3. 线性误差的计算线性误差可以通过比较热电偶输出信号与被测物体真实温度之间的差异来确定。

浸入式热电偶
一、热电偶的优点
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到1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶低可测到-269℃(如金铁镍铬)，高可达+2800℃(如钨-铼)。

3、构造简单。

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。

二、热电偶测温基本原理
将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。

当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。

热电偶就是利用这一效应来工作的。

三、热电偶的种类
常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。

所调用标
准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。

非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。

热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并zhi定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

四、热电偶的结构
为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：
1、组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固。

2、两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路。

3、补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠。

4、保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

热电偶的分类及特性近一个世纪来，各国先后生产的热电偶的种类有几百种，应用较广的有几十种，而国际电工委员会（IEC）推荐的工业用标准热电偶为八种（目前我国的国家标准已与国际标准统一）。

其中分度号为S、R、B的三种热电偶均由铂和铂铑合金制成，属贵金属热电偶。

分度号分别为K、N、T、E、J 的五种热电偶，是由镍、铬、硅、铜、铝、锰、镁、钴等金属的合金制成，属贱金属热电偶。

这八种标准热电偶的热电极材料、最大测温范围、适用气氛等见表1所示。

表2列出了不同等级（通常分为三级）标准化工业热电偶适用测温范围和允差，供选用时参考。

表1工业用热电偶测温范围①表中O为氧化气氛，N为中性气氛，R为复原气氛，v为真空。

表2不同等级标准化工业热电偶的允差热电偶的选用除了考虑被测对象的温度范围外，还需考虑热电偶使用环境的气氛，通常被测对象的温度范围在一200～300℃时可优选T型热电偶，因为它在贱金属热电偶中精度最高，或选E型热电偶，它是贱金属热电偶中热电势最大、灵敏度最高的热电偶；当上限温度<1000℃，可优先选K型热电偶，其特点为使用温度范围宽（上限最高可达l300℃），高温性能较稳定，价格较满足该温区的其他热电偶低；当上限温度<1300℃，可选N型或K型；当测温范围为1 000～1 400℃时，可选S或R型热电偶；当测温范围为1400～1800 ℃时，应选B型热电偶；当测温上限大于l800℃，应考虑选用还属非国际标准的钨铼系列热电偶（其最高上限温度可达2800℃，但超过2300℃其准确度要下降；要注意保护，因为钨极易氧化，必须用惰性或干燥氢气把热电偶与外界空气严格隔绝。

不能用于含碳气氛）或非金属耐高温热电偶（国内还未商品化，这里不再一一列举）。

在氧化气氛下，且被测温度上限小于1300℃，应优先选用抗氧化能力强的贱金属N型或K型；当测温上限高于1300℃，应选S、R或B型贵金属热电偶。

在真空或还原性气氛下，当上限温度低于950℃时，应优先选用J型热电偶（不仅可在还原气氛下工作，也可在氧化气氛中使用），高于此限，选钨铼系列热电偶，或非贵金属系列热电偶，或选采取特别的隔绝保护措施的其他标准热电偶。

热电偶的特性一、热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B连接起来，构成一个闭合回路，就构成热电偶。

如图1所示。

温度t端为感温端称为测量端, 温度t0端为连接仪表端称为参比端或冷端,当导体A和B的两个执着点t 和t0之间存在温差时,就在回路中产生电动势EAB(t,t0), 因而在回路中形成电流,这种现象称为热电效应".这个电动势称为热电势,热电偶就是利用这一效应来工作的.热电势的大小与t和t0之差的大小有关.当热电偶的两个热电极材料已知时,由热电偶回路热电势的分布理论知热电偶两端的热电势差可以用下式表示：EAB(t,t0)＝EAB(t)－EAB(t0)式中EAB(t,t0)－热电偶的热电势；EAB(t)－温度为t时工作端的热电势；EAB(t0)－温度为t0时冷端的热电势。

从上式可看出!当工作端的被测介质温度发生变化时，热电势随之发生变化，因此，只要测出EAB(t,t0)和知道EAB(t0)就可得到EAB(t)，将热电势送入显示仪表进行指示或记录，或送入微机进行处理，即可获得测量端温度t值。

要真正了解热电偶的应用则不得不提到热电偶回路的几条重要性质：质材料定律：由一种均质材料组成的闭合回路，不论材料长度方向各处温度如何分布，回路中均不产生热电势。

这条规律要求组成热电偶的两种材料必须各自都是均质的，否则会由于沿热电偶长度方向存在温度梯度而产生附加电势，从而因热电偶材料不均引入误差。

中间导体定律：在热电偶回路中插入第三种（或多种）均质材料，只要所插入的材料两端连接点温度相同，则所插入的第三种材料不影响原回路的热电势。

这条定律表明在热电偶回路中可拉入测量热电势的仪表，只要仪表处于稳定的环境温度即可。

同时还表明热电偶的接点不仅可经焊接而成，也可以借用均质等温的导体加以连接。

中间温度定律：两种不同材料组成的热电偶回路，其接点温度分别为t 和to时的热电势EAB(t,to)等于热电偶在连接点温度为(t,tn)和(tn,to)时相应的热电势EAB(t,tn)和EAB(tn,to)的代数和，其中tn为中间温度。

常见热电偶类型及特点令狐采学１、K型热电偶镍铬（镍硅（镍铝）热电偶）Ｋ型热电偶是抗氧化性较强的贱金属热电偶，可测量0～1300℃的介质温度，适宜在氧化性及惰性气体中连续使用，短期使用温度为1200℃，长期使用温度为1000℃，其热电势与温度的关系近似线性，是目前用量最大的热电偶。

然而，它不适宜在真空、含硫、含碳气氛及氧化还原交替的气氛下裸丝使用；当氧分压较低时，镍铬极中的铬将择优氧化，使热电势发生很大变化，但金属气体对其影响较小，因此，多采用金属制保护管。

Ｋ型热电偶缺点：（1）热电势的高温稳定性较Ｎ型热电偶及贵重金属热电偶差，在较高温度下（例如超过1000℃）往往因氧化而损坏；（2）在250～500℃范围内短期热循环稳定性不好，即在同一温度点，在升温降温过程中，其热电势示值不一样，其差值可达2～3℃；（3）其负极在150～200℃范围内要发生磁性转变，致使在室温至230℃范围内分度值往往偏离分度表，尤其是在磁场中使用时往往出现与时间无关的热电势干扰；（４）长期处于高通量中系统辐照环境下，由于负极中的锰（Ｍn）、钴（Ｃo）等元素发生蜕变，使其稳定性欠佳，致使热电势发生较大变化。

2、S型热电偶（铂铑10－铂热电偶）该热电偶的正极成份为含铑10%的铂铑合金，负极为纯铂。

其特点是：（１）热电性能稳定、抗氧化性强、宜在氧化性气氛中连续使用、长期使用温度可达1300℃，超达1400℃时，即使在空气中、纯铂丝也将会再结晶，使晶粒粗大而断裂；（２）精度高，在所有热电偶中准确度等级最高，通常用作标准或测量较高温度；（３）使用范围较广，均匀性及互换性好；（４）主要缺点有：微分热电势较小，因而灵敏度较低；价格较贵，机械强度低，不适宜在还原性气氛或有金属蒸汽的条件下使用。

3、E型热电偶（镍铬－铜镍[康铜]热电偶）Ｅ型热电偶为一种较新产品，正极为镍铬合金，负极为铜镍合金（康铜）。

其最大特点是在常用的热电偶中，其热电势最大，即灵敏度最高；它的应用范围虽不及Ｋ型偶广泛，但在要求灵敏度高、热导率低、可容许大电阻的条件下，常常被选用；使用中的限制条件与Ｋ型相同，但对于含有较高湿度气氛的腐蚀不很敏感。