工业用热电偶基本介绍

工业用热电偶基本介绍

    热电偶是工业上zui常用的温度检测元件之一，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。

1热电偶类型

①热电偶丝

热电偶丝是zui简单形式的热电偶。它是由两个热电偶丝和一个焊接珠结合在一起。由于珠热电偶是裸露的，所以它有几个应用的局限性。热电偶丝不能在液体中使用，会腐蚀或氧化热电偶合金，金属表面也存在问题。往往金属表面，尤其是管道用于地面电力系统的间接连接可能影响电力系统的热电偶测量。一般情况下，热电偶丝是测量气体温度一个很好的选择。因为它们可以制做得非常小，还提供了非常快速的反应时间。

②热电偶探头

热电偶探头是由一根金属管和热电偶丝组成的。它的护套材料有不锈钢和镍。镍比不锈钢更耐高温度，但是，不锈钢往往是*，因为它有广泛的化学相容性。如果温度非常高，也可用其他的护套材料。热电偶热端有三种不同的式样。接地，非接地和裸露型。接地型热电偶与保护套是导通的，响应时间比较快，但它zui容易使电气接地环路。非接地型热电偶与保护套是绝缘的。裸露型热电偶暴露于周围环境中，在空气中测量。

③表面热电偶对大部分温度传感器来说，测量固体表面的温度是比较困难的。为了保证测量的准确性，传感器的整个测量区域必须都接触到表面。如果用一个坚硬的传感器测量刚性表面的物体温度是非常困难的。由于热电偶是由软金属制成的，它可以zui大程度的与固体表面接触，所以热电偶是表面测量一个很好的选择。热电偶在测量时甚至可以旋转，可以移动。 K型是铬铝材料的。

2.热电偶其优点是：

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zui低可测到-269℃（如金铁镍铬），zui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。

3．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的两个着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,在回路中形成一个电流,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。

4．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、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日起全部按IEC标准生产，并S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型号的热电偶。

（2）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。

5．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。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度对测温的影响。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。

6.热电阻也是一种测温度的传感器，但是它和热电偶的区别主要在于：

*、信号的性质，热电阻本身是电阻随温度的变化，使电阻产生正的或者是负的阻值变化；而热电偶是随温度的改变而产生感应电压的变化。

第二、两种传感器检测的温度范围不一样，热电阻一般检测0-150度温度范围（当然可以检测负温度），热电偶可检测0-1000度的温度范围（甚至更高）所以，前者是低温检测，后者是高温检测。

第三、从材料上分，热电阻是一种具有温度敏感变化的金属材料，热电偶是双金属材料，既两种不同的金属，由于温度的变化，在两个不同金属丝的两端产生电势差。