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热电偶测温实验结果分析热电偶测温是一种技术，可以准确测量有关介质内分布和变化的温度。
这种技术可以被广泛应用于发电厂、化工厂和食品加工厂，以及机械制造厂等多种场景，确保温度的准确控制，使生产过程能够有效地进行。
为了进一步了解热电偶测温技术的性能，本文通过对一次热电偶测温实验结果的分析，分析热电偶的优势和劣势，以及热电偶测温技术可能遇到的问题和解决方案。
一、实验性质本次实验应用了洛氏热电偶测温技术，拟目标温度为1200℃，实验温度控制在1150℃至1250℃之间，用时约为三个小时。
二、实验结果实验结果表明，在规定的温度范围内，热电偶能够准确测量各类介质的温度，并且能够严格控制温度变化，温度控制精度达到1℃以上。
此外，热电偶还具备了防护功能，即可以保护温度超出规定范围时不会发生过热现象，从而提高在实际操作中的安全性。
三、热电偶的优势1.速响应：热电偶的响应速度较快，可以迅速反映介质的温度变化；2.准确性：热电偶测温的准确性比其他传感器高，可以准确反映介质的温度；3.稳定性：热电偶能够更稳定地测量温度，不会受外界因素的影响；4.可靠性：热电偶可以稳定安全地测量温度，使用寿命较长；5.维护方便：由于热电偶测温系统没有活动部件，而仅仅是温度传感器，维护和保养成本较低。
四、热电偶的劣势1.精度较低：热电偶的测量精度一般在±1℃，较其他传感器低；2.灵敏度差：热电偶有一定的偏差，温度变化幅度较小时不能准确反映；3.数据传输速度慢：热电偶测量数据的传输速度较低，从而降低了实时性。
五、解决方案1.入多个热电偶：可以在安装热电偶的同时，引入多种温度传感器，以提高温度测量精度；2.使用智能温度控制系统：智能温度控制系统可以实时监测温度变化，从而及时采取措施调整温度，避免过冷或过热；3.提高热电偶的测量精度：可以通过改进热电偶的测量电路，采用更新的技术和设备，以提高热电偶测量温度的精度；4.优化数据采集技术：可以采用有线或无线传感技术进行数据采集，以提高数据传输的速度和可靠性。
热电阻及其测温原理在工业应用中，热电偶一般适用于测量500℃以上的较高温度。
对于500℃以下的中、低温度，热电偶的输出的热电势很小，这对二次仪表的放大器、抗干扰措施等的要求就很高，否则难以实现精确测量；而且，在较低温区域，冷端温度的变化所引起的相对误差也非常突出。
所以测量中、低温度一般使用热电阻温度测量仪表较为合适。
1、热电阻的测温原理与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。
因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。
目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即R t=R t0[1+α（t-t0）]式中，R t为温度t时的阻值；R t0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。
半导体热敏电阻的阻值和温度关系为R t=Ae B/t式中R t为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。
相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。
金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。
2、工业上常用金属热电阻从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器的尺寸）、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系（最好呈线性关系）。
目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超过150易被氧化。
热电偶使用时的注意事项
1、使用室温热电偶时要注意保持干燥，避免因潮湿而影响设备的正常工作。
2、室温热电偶具有较高的温度探测精度，使用前要检查电探头是否有破损。
3、安装时应确保电探头与物体表面贴合，切勿留出空隙，以保证测量的准确性。
4、使用室温热电偶时，要保证电探头与物体表面接触不被中断，尤其是用于测量液体表面温度时，在测量完毕后需将电探头及时取出，以免热电偶与液体发生高温造成的危险。
5、要确保温度计正常工作，应定期检查温度计的精度和校正。
6、在升温过程中，应注意避免温度过高所造成的设备烧坏，温度记录仪在温度超过额定范围时应及时断开，以免损害热电偶。
7、室温热电偶测量的温度范围是0—90℃，测量的温度若超出这一范围，应使用特定的热电偶，避免由于超出测量范围而影响测量结果。
8、室温热电偶的对设备的安全有着极大的影响，在受到热和冲击的情况下，应及时更换热电偶以确保测量的准确性。
9、室温热电偶的位置应尽可能在温度变化不大的空间中，以免出现因环境温度太高影响测量结果的情况。
热电阻测温原理及常见故障分析热电阻是中低温区最常用的一种测温元件。
一般情况下，测量500℃以上的较高温度时用热电偶，但是热电偶对于500℃以下的中低温度区域，因其输出的热电势很小，对二次仪表的抗干扰措施要求很高，若采用热电偶通常难以实现精确测量，因此，在较低温区域，考虑到冷端温度的变化所引起的相对误差也非常突出，一般使用热电阻温度测量仪表较为合适，这是因为在中低温度区域热电阻具有测量准确度高，性能稳定的特点。
热电阻在工业应用十分广泛，本文介绍了热电阻测温原理，并对热电阻常见故障进行分析。
1 测量原理热电阻的测量原理基于导体或半导体材料的电阻与温度之间存在的函数关系。
即当温度变化时导体或半导体的电阻也随之而变化，然后通过显示仪表显示出被测对象的温度数值。
热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜。
铂电阻准确度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，适用于无腐蚀介质。
此外，也采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。
热电阻按结构特点分普通型热电阻、铠装热电阻、隔爆型热电阻、端面热电阻四类。
普通型热电阻通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成，具有测量准确度高，性能稳定可靠等优点。
实际运用中以Pt100铂热电阻运用最为广泛。
铠装热电阻是由感温元件、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它具有热响应时间快，抗振动，能弯曲，便于安装，使用寿命长等优点。
隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把接线盒内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引起爆炸。
端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝缠绕制成，紧贴在温度计端面。
它与一般热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量表面温度。
热电阻一般由感温元件、保护管和接线盒三部分组成。
目前热电阻测温系统的连接主要有二线制、三线制、四线制三种方式。
Power Electronics •电力电子Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 231【关键词】热电偶 温度计量 误差 处置技术1 热电偶的测温条件及技术优势温度是工业生产中的重要测控参数之一，热电偶以其自身所具备的诸多特点，在工业温度测量中得到广泛应用。
所谓的热电偶具体是指能够用于直接测量温度的测温元件，可对温度信号进行转换，使其变成热电动势信号，经电气仪表，则可转换成被测介质的实际温度。
1.1 测温条件热电偶归属于一次仪表的范畴，是一种热电偶温度计量的误差原因与处置技术措施文/王昕能够直接对温度进行测量的感温元件，通常是由两种成分不同的导体构成的闭合回路。
因导体的材质不同，当电子扩散达到稳定均衡之后，便会产生电动势，若是两端存在梯度温度，则回路中便会有电流产生，并且还产生出热电动势，而电流的大小主要与温度差有关，即温度差越大电流越大。
当测得热电动势后，便可获悉具体的温度数值。
从本质的角度上讲，热电偶是可以将热能转换为电能的能量转换装置。
1.2 技术优势热电偶作为一种温度测量装置，之所以能够在工业生产中得到广泛应用，与其自身所具备的诸多技术优势有着密不可分的关联。
热电偶的技术优势体现在如下几个方面：一是这种装置本身具有非常宽的测量范围，其整体性能相对比较稳定；二是热电偶在温度测量方面的精确度较高，由于测温的过程中，装置是与被测对象直接接触，因此，并不会受到中间介质的影响；三是热电偶热响应时间比较快，从而使其对温度变化的反应十分灵活；四是热电偶能够从-40℃到+1600℃的区间范围进行连续测温；五是热电偶的结构简单，机械强度高，使用寿命长，安全可靠。
2 热电偶温度计量的误差原因及处置技术措施在工业生产中，应用热电偶对温度进行测量的过程中，有时会存在计量误差，这在一定程度上影响了测温结果的准确性。
为此，应当对误差的产生原因进行分析，并采取合理可行的技术措施进行处置。
热电偶温度计量常见问题的处理措施分析作者：卢洁来源：《科学与财富》2019年第15期摘要：热电偶温度计是工业生产测量环境温度的有效仪器，对生产作业指导作用明显。
但影响温度计测量准确性的因素较多，如电特性不稳定、参考端温度变化等原因，技术人员应当问题处理，确保仪器测温精确度。
关键词：热电偶；温度计量；问题；措施热电偶作为工业生产常用测温元件，在结构与使用便利性、性价比等方面的优势，都是其他温度传感器不能比拟的。
但热电偶受外界因素影响较大，从而出现热电偶温度计量误差。
针对于各种故障的处理，要求技术人员明确掌握热电偶工作原理，根据经验快速发现与处理潜在的问题，以减少仪器故障率。
一、热电偶工作原理热电偶根据塞贝克效应，将热导体温度转换为电信号，并利用仪表的温度值显示，以此完成测温工作。
热电势随着温差增大而提高，最终在仪表上显示强温差转化后的测温值。
热电偶优势特征明显，包括灵敏度与准确度较高等，甚至可以直接接触待测物质。
热电信号可远程传输，是工业自动化的重要体现。
但是在频繁的使用过程中，测量精度也会随之降低，需及时追溯误差原因，以减少矫正维护的难度，确保测量精度。
二、热电偶温度计量常见问题与处理措施1.安装不合理热电偶工作时应当注意测温位置，以减少对测温精度的影响，位置安装不合理，插入深度不达标，也会出现不同程度的误差。
合理选择测温深度与位置尤为关键，为提高测温精度，应当通过数据采集，对测温环境展开分析总结，确定最佳测温点，以切实发挥仪器功用。
综合考虑热电偶本身的保护材质、结构与密封性等特征，根据深度检查数据分析，与其他工具测量分析结果，确定最佳的插入深度。
通常情况下，热电偶保护管、炉壁间的空隙应保持一定的距离，并在炉口处用绝缘耐火材料封堵，以防止空气对测温精度的影响。
测量环境不同，插入深度也存在差异，应通过实验分析，以确定最佳插入深度。
热电偶的插入深度应为保护管直径的8-10倍。
此外，热电偶的保护套管与炉壁间的空隔应使用石棉绳或耐火泥填塞以免冷热空气发生对流而影响测温的准确性。
k型热电偶常见故障K型热电偶是一种常用的测量温度的检测仪器，它可以测量温度的范围很宽，广泛应用于金属、非金属、液体、气体和固体中的温度测量。
K型热电偶具有精度高、反应快、测量范围大等特点，在电力、机械、石油、矿山、热能、烹饪等行业中广泛应用，但是，K型热电偶都有可能出现故障，下面分析K型热电偶常见故障。
首先，K型热电偶温度测量的准确度可能会降低。
这种情况下可能是由于热电偶的连接不良、温度信号接线错误或接线松动等原因造成的，要解决这一问题，可以检查热电偶的连接以及温度信号接线是否有问题，如果有问题，需要更换连接部件或重新进行接线操作，以便恢复正常状态。
其次，K型热电偶温度测量值可能出现变化。
这种情况很可能是由于热电偶的接线板接点松动或热导线被热缩而受损所致，要解决这一问题，需要将接线板接点紧固或制作新的热导线。
另外，K型热电偶还可能会出现开环故障，这种情况下，热电偶的内部电路会出现断路的情况，这种情况一般是由于热电偶自身的工作不良或热电偶的温度测量范围超出了其容许的范围。
要解决这一问题，需要检查热电偶的内部电路情况，如果发现断路，就需要选用正确的温度测量范围并更换新的热电偶。
此外，K型热电偶还有可能因湿环故障而出现错误。
在这种情况下，热电偶的测量值会随着环境温度的变化而发生变化，这种情况一般是由于热电偶的密封性减弱或环境条件的变化而引起的。
解决这类故障的方法是将热电偶的连接器、绝缘体以及电缆等部件更换，以增加热电偶的密封性。
最后，K型热电偶还可能出现电磁干扰等问题，这种情况一般是由于热电偶外部的电磁环境发生变化所导致的，要解决这类问题，需要将热电偶放在一个电磁干扰较小的环境中，以避免干扰，并采用高品质的接线材料。
以上就是K型热电偶常见故障的分析，K型热电偶测量的温度的精度及准确性至关重要，因此，任何形式的故障都要及早发现和排除，以免影响后续的温度测量工作。
此外，使用K型热电偶时，也需要采用适当的保护措施，比如采用高品质的电缆、绝缘体以及要严格按照操作规程进行操作，可以有效避免热电偶出现故障。
热电偶原理和常见故障热电偶的应用原理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，不受中间介质的阻碍。
②测量范围广。
经常使用的热电偶从-50~+1600℃都可持续测量，某些特殊热电偶最低可测到-271--+2800℃如金铁镍铬和钨-铼。
③构造简单，利用方便。
热电偶一般是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有爱惜套管，用起来超级方便。
一、热电偶测温大体原理是将两种不同材料的导体或半导体焊接起来，组成一个闭合回路。
由于两种不同金属所携带的电子数不同，当两个导体的二个执着点之间存在温差时，就会发生高电位向低电位放电现象，因此在回路中形成电流,温度差越大，电流越大，这种现象称为热电效应，也叫塞贝克效应。
热电偶确实是利用这一效应来工作的。
二、热电偶的种类及结构形成（1）热电偶的种类经常使用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、许诺误差、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。
非标准化热电偶在利用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一样也没有统一的分度表，要紧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，热电偶和热电阻全数按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靠得住、稳固地工作，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需牢固；②两个热电极彼此之间应专门好地绝缘，以防短路；③补偿导线与热电偶自由端的连接要方即靠得住；④爱惜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样都比较珍贵（专门是采纳贵金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低本钱，通常采纳补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳固的操纵室内，连接到仪表端子上。
热电偶测温的14个问常见问题
为了方便我们的客户更好的了解热电偶的一些知识，热电偶工程师收集了热电偶的 14 个常见问题，方便你的使用：
1.热电偶的测量原理是什么？
热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。
热电偶由两根不同导线(热电极)组成，它们的一端是互相焊接的，形成热电偶的测量端(也称工作端)。
将它插入待测温度的介质中；而热电偶的另一端 (参比端或自由端)则与显示仪表相连。
如果热电偶的测量端与参比端存在温度差，则显示仪表将指出热电偶产生的热电动势。
2. 热电阻的测量原理是什么？
热电阻是利用金属导体或半导体有温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的，热电阻的受热部分(感温元件)是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料作成的骨架上或通过激光溅射工艺在基片形成。
当被测介质有温度梯度时，则所测得的温度是感温元件所在范围内介质层的平均温度。
3. 如何选择热电偶和热电阻？
根据测温范围选择：500℃以上一般选择热电偶，500℃以下一般选择热电阻；根据测量精度选择：对精度要求较高选择热电阻，对精度要求不高选择热电偶；根据测量范围选择：热电偶所测量的一般指“点”温，热电阻所测量的一般指空
间平均温度；
4. 什么是铠装热电偶，有什么优点？
在IEC1515 的标准中名称为《mineral insulated thermocouple cable》, 即无机矿物绝缘热电电偶缆。
将热电极、绝缘物和护套通过整体拉制而形成的，外表面好像是被覆一层“铠装”，故称为铠装热电偶。
同一般装配式热电偶相比，具有耐压高、可弯曲性能好、抗氧化性能好及使用寿命长等优点。
5. 热电偶的分度号有哪几种? ? 有何特点？
热电偶的分度号有主要有 S、R、B、N、K、E、J、T 等几种。
其中 S、R、B 属于贵金属热电偶，N、K、E、J、T 属于廉金属热电偶。
S 分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度 1400℃，短期 1600℃。
在所有热电偶中，S 分度号的精确度等级最高，通常用作标准热电偶；
R 分度号与 S 分度号相比除热电动势大 15%左右，其它性能几乎完全相同；}
B 分度号在室温下热电动势极小，故在测量时一般不用补偿导线。
它的长期使用温度为 1600℃，短期 1800℃。
可在氧化性或中性气氛中使用，也可在真空条件下短期使用。
N 分度号的特点是 1300℃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，耐核辐照及耐低温性能也好，可以部分代替 S分度号热电偶；
K 分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度 1000℃，短期 1200℃。
在所有热电偶中使用最广泛；
E 分度号的特点是在常用热电偶中，其热电动势最大，即灵敏度最高。
宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，使用温度 0-800℃；
J 分度号的特点是既可用于氧化性气氛(使用温度上限 750℃)，也可用于还原性气氛(使用温度上限 950℃)，并且耐 H2 及 CO 气体腐蚀，多用于炼油及化工；
T 分度号的特点是在所有廉金属热电偶中精确度等级最高，通常用来测量300℃以下的温度。
6. 热电阻的引出线方式有几种？都有什么影响？
热电阻的引出线方式有 3 种：即 2 线制、3 线制、4 线制。
2 线制热电阻配线简单，但要带进引线电阻的附加误差。
因此不适用制造 A 级精度的热电阻，且在使用时引线及导线都不宜过长。
3 线制可以消除引线电阻的影响，测量精度高于 2 线制。
作为过程检测元件，其应用最广。
4 线制不仅可以消除引线电阻的影响，而且在连接导线阻值相同时，还可以消除该电阻的影响。
在高精度测量时，要采用 4 线制。
7.N 型热电偶与K 型热电偶相比有哪些优缺点？
N 型热电偶的优点：
-高温抗氧化能力强，长期稳定性强。
K 型热电偶镍铬的正极中 Cr、Si 元素择优氧化引起合金成分不均匀及热电动势漂移等，在 N 型热电偶增加 Cr、Si 含量，使镍铬合金的氧化模式由内氧化转变为外氧化，致使氧化反应仅在表面进行；
-低温短期热循环稳定性好，且抑制了磁性转变；
-耐核辐射能力强。
N 型热电偶取消了 K 型中的易蜕变元素 Mn、Co，使抗中子辐照能力进一步加强；
-在 400~1300℃范围内，N 型热电偶的热电特性的线性比 K 型好。
N 型热电偶的缺点：
-N 型热电偶的材料比 K 型硬，较难加工；
-价格相对较贵。
N 型热电偶的热膨胀系数要比不锈钢低 15%，因此 N型铠装热电偶的外套管应采用 NiCrSi/NiSi 合金；-在-200~400℃范围内非线性误差较大。
8. 如何选择合适的热安装套管?
热安装套管的形状主要依据介质的温度、压力、密度和流速及所需插入长度而定。
ASME/ANSI PTC19.3 对此作了充分规定，采用套管强度分析软件可计算出套管设计是否符合工艺要求。
安装于现场的热套管需计算热套
管的强度，影响护套管的强度主要有以下三点：
1. 流动引起的振动；经过护套管的液体产生一定频率的旋涡，称为涡区频率，该频率流速成正比。
如果这个频率和热套管的固有频率接近或一致，就会产生共
振，使吸收大量的热能，从而产生很高的应力并有可能损坏热套管和套管内传感器。
ASME 技术标准要求：涡区频率和热套管固有频率的比率应小于 0.8。
2. 流动引起的应力；流体流动随着流速和密度而变化，并在热套管施加了力，这个流动引起的压力通过计算可以得出。
3. 过程压力；热套管所能承受的最大静压可以计算得出。
"
一般热安装套管的连接方式有螺纹连接式、法兰连接式和焊接式三种。
9.如何选择合适的双金属温度计?
水平安装时，选择轴向或万向型双金属温度计；
垂直安装时，选择径向或万向型双金属温度计；
倾斜安装时，根据实际需要选择轴向、径向或万向型双金属温度计；
如需对测量点设置上下限报警控制时，可选择电接点双金属温度计
10. 双金属温度计有什么优缺点？
双金属温度计的优点在于价格相对低廉、读数直观，缺点为测温范围较小、精度相对不高。
通常作为就地测量、显示仪表。
11.温度变送器有何特点？
温度变送器的特点是-静态功耗低、安全可靠、不需维修、使用寿命长。
-体积较小，可与热电偶、热电阻融为一体，不仅安装方便，还可节省温变器安装费用。
-传输信号为 4-20mA 标准信号，不但抗干扰能力强，传输距离远，而且可节约价格较贵的补偿导线。
-可提供符合 HART 协议及 FF、PROFBUS 总线通讯协议形式。
12. 压力式温度计测量原理是什么？
依据液体膨胀定律，即一定质量的液体，在体积不变的条件下，液体的压力与温度呈线形。
气体、蒸汽的压力与温度也是呈一定的函数关系，
因此压力式温度计的标尺应均匀等分。
压力式温度计是由充有感温介质的温包、传压元件(毛细管)及压力敏感元件(弹簧管)组成。
13. 红外线温度计测量原理是什么？
红外线测温计由光学系统，光电探测器，信号放大器及信号处理.显示输出等部分组成。
光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值。
14. 如何选择合适的补偿导线或电缆？
热电偶的补偿导线和电缆主要用于将热电偶的热电动势延长至二次仪表或控制室。
主要有延伸型和补偿型两种补偿导线，延伸型采用与热电极相同的材料，所以精度较高；补偿型采用与热电极的热电势特性相势的材料，所以精度没有延伸型高。
