工业热电偶常识

热电偶的基础知识常用热电偶分度号有S、B、K、E、T、J等，这些都是标准化热电偶。

其中K型也即镍铬－镍硅热电偶，它是一种能测量较高温度的廉价热偶。

由于这种合金具有较好的高温抗氧化性，可适用于氧化性或中性介质中。

它可长期测量1000度的高温，短期可测到1200度。

它不能用于还原性介质中，否则，很快腐蚀，在此情况下只能用于500度以下的测量。

它比S型热偶要便宜很多，它的重复性很好，产生的热电势大，因而灵敏度很高，而且它的线性很好。

虽然其测量精度略低，但完全能满足工业测温要求，所以它是工业上最常用的热电偶。

概述：作为工业测温中最广泛使用的温度传感器之一——热电偶，与铂热电阻一起，约占整个温度传感器总量的60%，热电偶通常和显示仪表等配套使用，直接测量各种生产过程中-40～1800℃范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面温度。

热电偶工作原理：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，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：（１）热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数；（２）热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；（３）当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。

热电偶的基本构造：工业测温用的热电偶，其基本构造包括热电偶丝材、绝缘管、保护管和接线盒等。

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。

热电偶（C）”号长期短期S16001600Γ柏钝30粕然60.5YOO1800K锲硅N镁铭畦镁羟__________ 215 ____________ 110012003.2 ___ 120013001・2550650 E懈桐镁 2 __________ 650750_32 ______________J50然0桐镁桐堞S型热电偶知识S型热电偶（粕铐Io-柏热电偶）粕铐104白热电偶（S型热电偶）为贵金属热电偶。

偶丝直径规定为0.5mm,允许偏差-0.02mm,其正极（SP）的名义化学成分为铀铐合金，其中含铐为10%,含钠为90%,负极（SN）为纯粕，故俗称单粕铐热电偶。

该热电偶长期最高使用温度为130（ΓC,短期最高使用温度为1600o C o粕铐Io-粕热电偶优点是准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。

它的物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。

由于S型热电偶具有优良的综合性能，符合国际使用温标的S型热电偶，长期以来曾作为国际温标的内插仪器，〃ITS-90〃虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器，但国际温度咨询委员会（CCT）认为S型热电偶仍可用于近似实现国际温标。

S型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。

热电偶补偿导线详解1结构及定义热电偶补偿导线简称补偿导线，通常由补偿导线合金丝、绝缘层、护套、屏蔽层组成。

在一定温度范围内（包括常温）、具有与所匹配的热电偶的热电动势的标称值相同的一对带有绝缘层的导线，用它们连接热电偶与测量装置，以补偿它们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。

热电偶与测量装置之间使用补偿导线，其优点有二：L改善热电偶测温线路的物理性能和机械性能，采用多股线芯或小直径补偿导线可提高线路的挠性，是接线方便，也可调节线路电阻或屏蔽外界干扰；2.降低测量线路成本，当热电偶与测量装置距离很远，使用补偿导线可以节省大量的热电偶材料，特别是使用贵金属热电偶时，经济效益更为明显。

热电偶的基本知识热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。

其优点是：•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。

•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）。

•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。

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焊接起来，构成一个闭合回路，如图1所示。

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。

图1 热电偶工作原理图如图1所示，热电偶的一端将A、B两种导体焊在一起，置于温度为t的被测介中称为自由端，放在温度为t0的恒定温度下。

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，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，即可获得温度值。

热电偶两端的热电势差可以用下式表示：式中：E t-热电偶的热电势；e AB(t)-温度为t时工作端的热电势；e AB(t0)-温度为t0时自由端的热电势当自由端温度t0恒定时，热电势只与工作端的温度有关，即E t=f(t)。

当组成热电偶的热电极的材料均匀时，其热电势的大小与热电极本身的长度和直径大小无关，只与热电极材料的成分及两端的温度有关，因此，用各种不同的导体或半导体材料可做成各种用途的热电偶，以满足不同温度对象测量的需要。

二、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。

热电偶热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。

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℃均可边续测量，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。

1．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，如图2-1-1所示。

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。

2．热电偶的种类及结构形成（1）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。

标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定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。

(2)热电偶的结构形式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。

3．热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。

必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。

镍铬—镍硅（镍铝）热电偶（分度号为K）该种热电偶的正极为含铬10%的镍铬合金（KP），负极为含硅3%的镍硅合金（KN）。

它的负极亲磁，依据此特性，用磁铁可以很方便地鉴别出热电偶的正负极。

它的特点是，使用温度范围宽，高温下性能稳定，热电动势与温度的关系近似线性，价格便宜，因此，它是目前用量最大的一种热电偶。

K型热电偶适于在氧化性及惰性气氛中连续使用。

短期使用温度为1200℃，长期使用温度为1000℃。

经过选择后优质K型热电偶可以作为标准，用以分度工作用镍铬-镍硅等贱金属热电偶。

在这种热电偶的两极添加金属钇及镁等元素，抗氧化性能可进一步提高，最高使用温度可达到1300℃。

为了充分发挥贱金属价格便宜的优点，在同一测温场所中，可多安装几支热电偶，利用其灵敏度高和热电特性近似线性的特点，达到准确测量的目的。

我国已经基本上用镍铬—镍硅热电偶取代了镍铬—镍铝热电偶。

国外仍然使用镍铬—镍铝热电偶。

两种热电偶的化学成分虽然不同，但其热电特性相同，使用同一分度表。

K型热电偶是抗氧化性较强的贱金属热电偶。

不适宜在真空、含碳、含硫气氛及氧化与还原交替的气氛下裸丝使用。

当氧分压较低时，镍铬极中的铬将则优氧化（也称绿蚀），使热电动势发生很大变化。

但金属气体对其影响较小。

因此，多采用金属制热电偶保护管。

K型热电偶有以下缺点：1、热电动势的高温稳定性较N型热电偶及贵金属热电偶差。

在较高温度下，往往因氧化而损坏。

在氧化性气氛中，直径3.2mm的K型热电偶，在1100℃，1200℃下经650h左右，均超过0.75级允许误差；但N型热电偶在相同条件下，经过1000h，其热电动势的最大变化为96.6μV（2.6℃）。

在1250℃下经过1000h后仍未超差。

2、在250～550℃范围内短期热循环稳定性不好，即使在同一温度点上，在升降温过程中其热电动势值也不一样，其差值可达2～5℃。

3、K型热电偶的负极，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，尤其在磁场中使用时，常出现与时间无关的热电动势干扰。

镍铬—镍硅（镍铝）热电偶（分度号为K）该种热电偶的正极为含铬10%的镍铬合金（KP），负极为含硅3%的镍硅合金（KN）。

它的负极亲磁，依据此特性，用磁铁可以很方便地鉴别出热电偶的正负极。

它的特点是，使用温度范围宽，高温下性能稳定，热电动势与温度的关系近似线性，价格便宜，因此，它是目前用量最大的一种热电偶。

K型热电偶适于在氧化性及惰性气氛中连续使用。

短期使用温度为1200℃，长期使用温度为1000℃。

经过选择后优质K型热电偶可以作为标准，用以分度工作用镍铬-镍硅等贱金属热电偶。

在这种热电偶的两极添加金属钇及镁等元素，抗氧化性能可进一步提高，最高使用温度可达到1300℃。

为了充分发挥贱金属价格便宜的优点，在同一测温场所中，可多安装几支热电偶，利用其灵敏度高和热电特性近似线性的特点，达到准确测量的目的。

我国已经基本上用镍铬—镍硅热电偶取代了镍铬—镍铝热电偶。

国外仍然使用镍铬—镍铝热电偶。

两种热电偶的化学成分虽然不同，但其热电特性相同，使用同一分度表。

K型热电偶是抗氧化性较强的贱金属热电偶。

不适宜在真空、含碳、含硫气氛及氧化与还原交替的气氛下裸丝使用。

当氧分压较低时，镍铬极中的铬将则优氧化（也称绿蚀），使热电动势发生很大变化。

但金属气体对其影响较小。

因此，多采用金属制热电偶保护管。

K型热电偶有以下缺点：1、热电动势的高温稳定性较N型热电偶及贵金属热电偶差。

在较高温度下，往往因氧化而损坏。

在氧化性气氛中，直径3.2mm的K型热电偶，在1100℃，1200℃下经650h左右，均超过0.75级允许误差；但N型热电偶在相同条件下，经过1000h，其热电动势的最大变化为96.6μV（2.6℃）。

在1250℃下经过1000h后仍未超差。

2、在250～550℃范围内短期热循环稳定性不好，即使在同一温度点上，在升降温过程中其热电动势值也不一样，其差值可达2～5℃。

3、K型热电偶的负极，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，尤其在磁场中使用时，常出现与时间无关的热电动势干扰。

热电偶测试基础知识嘿，朋友！咱们今天来聊聊热电偶测试这回事儿。

你知道吗，热电偶就像我们身体里的“温度感知小精灵”，它能精准地告诉我们各种设备或者环境的温度。

这玩意儿在工业领域那可是大显身手啊！比如说，在钢铁厂，要是没有热电偶准确地测温度，那炼出来的钢质量可就没法保证啦，就好像做饭不知道火候，能好吃吗？那热电偶到底是咋工作的呢？简单来说，它是利用不同金属之间的温差产生电势差来测量温度的。

这就好比两个人力气不一样，一起干活时产生的效果也不同。

热电偶里的两种不同金属就是这样，温度一有变化，它们产生的电势差也跟着变，我们就能通过测量这个电势差知道温度啦。

要进行热电偶测试，那可得先选对热电偶的类型。

常见的有 K 型、J 型等等，这就跟选鞋子似的，得合脚才行。

不同的场合需要不同的类型，要是选错了，那测出来的温度可就不准啦，这后果可严重着呢！还有啊，安装热电偶也有讲究。

位置得选对，就像投篮得瞄准篮筐，偏了可就投不进啦。

安装不牢固也不行，万一掉下来，不就白忙活了？而且周围的环境也会影响测量结果，要是旁边有个大火炉或者大冰块，那测出来的能准吗？测试的时候，还得注意连接线路。

这线路就好比是温度信号的“高速公路”，要是有断路或者短路的情况，信号就传不过去或者传错啦，那不就乱套了？测量完了，数据处理也不能马虎。

这就像做菜最后放盐调味，多了少了都不行。

得把那些数据好好整理分析，去掉不靠谱的，留下准确的，才能得到有用的结果。

说了这么多，你是不是觉得热电偶测试还挺复杂的？其实啊，只要掌握了基础知识，多练习几次，也没那么难。

就像骑自行车，一开始可能会摔倒，但练得多了，就能骑得又稳又快。

所以啊，别害怕热电偶测试，只要用心去学，去做，咱们都能成为这方面的小专家！。