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不同热电偶类型先容以及属性比较细节讲解?

来源:发表时间:2019-06-20


热电偶类型
      某些合金组合已成为行业标准。组合的选择取决于成本,可用性,便利性,熔点,化学性质,稳定性和产量。不同类型最适合不同的应用。它们通常根据所需的温度范围和灵敏度进行选择。具有低灵敏度(B,R和S类型)的热电偶具有相应较低的分辨率。其他选择标准包括热电偶材料的惰性,以及它是否是磁性的。下面列出标准热电偶类型,首先是正电极,然后是负电极。
K型
      K型(铬镍{90%镍和10%铬} - 盐)(Alumel由95%镍,2%锰,2%铝和1%硅组成)是最常见的通用热电偶,灵敏度约为41μV /°C,相对于alumel,chromel阳性。它价格低廉,可在-200°C至+ 1350°C / -328°F至+ 2462°F范围内使用各种探头。K型是在冶金比现在不太先进的时候指定的,因此样品之间的特性差别很大。其中一种成分金属镍是磁性的; 用磁性材料制成的热电偶的特征是当磁性材料达到其居里点时它们的输出会发生阶跃变化(K型热电偶约为354°C)。
E型
      E型(铬 - 康铜)具有高输出(68μV/°C),非常适合低温使用。另外,它是非磁性的。
J型
      J型(铁 - 康铜)的范围比K型(-40到+ 750°C)更受限制,但灵敏度更高,约为55μV/°C。导致特性的突然变化,这决定了温度上限。
N型
      N型(Nicrosil-Nisil)(镍 - 铬 - 硅/镍 - 硅)热电偶适用于超过1200°C的高温,因为它们具有稳定性和抗高温氧化能力。灵敏度在900°C时约为39μV/°C,略低于K型。设计为改进型K型,它正变得越来越流行。
铂金类型B,R和S.
      B,R和S型热电偶对每根导线使用铂或铂 - 铑合金。这些是最稳定的热电偶之一,但灵敏度低于其他类型,约为10μV/°C。B型,R型和S型热电偶通常仅用于高温测量,因为它们成本高且灵敏度低。

      B型热电偶对每根导线使用铂 - 铑合金。一根导体含有30%的铑,而另一根导体含有6%的铑。这些热电偶适用于高达1800°C的温度。B型热电偶在0°C和42°C时产生相同的输出,限制其使用温度低于约50°C。
R型
      R型热电偶使用铂铑合金,一种导体含13%铑,另一种导体含纯铂。R型热电偶的使用温度最高可达1600°C。
S型
      S型热电偶使用一根90%铂和10%铑(正极或“+”线)和第二根100%铂丝(负极或“ - ”线)构成。与R型一样,S型热电偶的使用温度最高可达1600°C。特别是,S型用作金的熔点(1064.43℃)的校准标准。
T型
      T型(铜 - 康铜)热电偶适用于-200至350°C范围内的测量。通常用作差分测量,因为只有铜线接触探头。由于两个导体都是非磁性的,因此没有居里点,因此特性没有突然变化。T型热电偶的灵敏度约为43μV/°C。
C型
      C型(钨5%铼 - 钨26%铼)热电偶适用于0°C至2320°C范围内的测量。该热电偶非常适用于极高温度的真空炉。绝不能在温度高于260°C的氧气存在下使用。
M型
      M型热电偶每根导线使用镍合金。正极线含有18%的钼,而负极线含有0.8%的钴。这些热电偶用于真空炉中的原因与C型相同。上限温度限制在1400°C。它比其他类型使用得少。
镍铬 - 金/铁
      在铬镍金/铁热电偶中,正极线是铬镍合金,负极线是金,铁含量很小(0.03-0.15原子%)。它可用于低温应用(1.2-300 K甚至高达600 K)。灵敏度和温度范围都取决于铁浓度。在低温下灵敏度通常约为15μV/ K,最低可用温度在1.2和4.2 K之间变化。
热电偶的属性比较
下表描述了几种不同热电偶类型的属性。在公差列内,T表示热结的温度,单位为摄氏度。例如,容差为±0.0025×T的热电偶在1000°C时的容差为±2.5°C。


热电偶法则
均质材料定律
      仅通过施加热量就不能在单一均质材料的电路中维持热电流,而不管其横截面如何变化。换句话说,输入和输出之间的布线温度变化不会影响输出电压,前提是所有导线都由与热电偶相同的材料制成。
中间材料法
      如果所有的结都处于均匀的温度,则由任意数量的不同材料组成的电路中的热电力的代数和为零。因此,如果在任一导线中插入第三个金属,并且如果两个新结点处于相同温度,则新金属不会产生净电压。
冷端补偿
      金莎娱乐官方网站热电偶测量两点之间的温差,而不是绝对温度。为了测量单个温度,其中一个结 - 通常是冷结 - 保持在已知的参考温度,而另一个结处于待检测的温度。
      具有已知温度的结,虽然对于实验室校准有用,但对于大多数测量和控制应用来说并不方便。相反,它们采用人工冷接点,使用热敏器件(如热敏电阻或二极管)来测量仪器输入连接的温度,并特别注意尽量减少端子之间的温度梯度。因此,可以模拟来自已知冷结的电压,并应用适当的校正。这被称为冷端补偿。某些集成电路(如LT1025)设计用于根据热电偶类型和冷端温度输出补偿电压。
      值得注意的细节:EMF(或电压)不是在热电偶的两种金属的连接处产生,而是沿着经受温度梯度的两种不同金属的长度部分产生。热电偶工作,因为热量会在电线中产生热电电压。这是塞贝克效应。在任何有温度梯度的地方,都会有电压,因为电子想要从热到冷流动。每度温度差的电压值是塞贝克系数,其取决于特定线合金的特性。或者,可以通过使用查找表或多项式计算的计算来实行冷结补偿。
电力生产
      热电偶可以产生电流,这意味着它可以用于直接驱动某些过程,而无需额外的电路和电源。例如,当出现温差时,来自热电偶的功率可以激活阀门。由热电偶产生的电能从必须提供给热侧的热量转换为维持电势。连续的热流是必要的,因为流过热电偶的电流趋向于使热侧冷却并且冷侧加热(珀耳帖效应)。
      热电偶可以串联连接以形成热电堆,其中所有热结都暴露于较高温度并且所有冷端暴露于较低温度。输出是各个结点之间的电压之和,从而提供更大的电压和功率输出。
等级
      热电偶线有多种不同的冶金配方可供选择,通常,精度和成本水平都在降低:误差,标准和延伸等级的特殊限制。
连续或中间温度定律
      如果两个不同的均质材料在结点处于T1和T2时产生热emf1并且当结点处于T2和T3时产生热emf2,则当结点处于T1和T3时产生的电动势将是emf1 + emf2。

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