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浅谈热电偶的概述及其类型细节分析

来源:发表时间:2019-07-16


热电偶的概述
       热电偶由两种不同材料的导体(通常是金属合金)组成,这两种导体在两个导体接触的点附近产生电压。产生的电压取决于但不一定与结点与这些导体的其他部分的温度差成比例。热电偶是一种广泛使用的温度传感器,用于测量和控制,也可用于将温度梯度转换为电能。商用电偶是便宜的,可互换的,提供标准连接器,并且可以测量宽范围的温度。与大多数其他温度测量方法相比,热电偶是自供电的,不需要外部激励。热电偶的主要限制是精度;
       任何不同金属的连接都会产生与温度相关的电位。用于实际测量温度的热电偶是特定合金的连接点,其在温度和电压之间具有可预测且可重复的关系。不同的合金用于不同的温度范围。选择一种热电偶时,诸如耐腐蚀等特性也很重要。在测量点远离测量仪器的情况下,中间连接可以通过延伸线制成,延伸线比用于制造传感器的材料成本低。热电偶通常标准化,参考温度为0摄氏度; 实用仪器使用电子冷端补偿方法来调节仪器端子的温度变化。

 


热电偶的类型
       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(铬镍{90%镍和10%铬} - 碳酸盐{95%镍,2%锰,2%铝和1%硅})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+ 1250°C / -328°F至+ 2282°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可能会有很大差异。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材料达到其居里点时它们的输出会发生偏差。对于K型热电偶,这种情况发生在350°C / 662°F左右。
       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。宽范围为-50至740°C / -58至1364°F,窄范围为-110至140°C / -166至284°F。
       J型(铁 - 康铜)的范围比K型(-40到+ 750°C / -40到1382°F)更受限制,但灵敏度更高,约为55μV/°C。铁的居里点(770°C / 1418°F)会导致特性的突然变化,从而决定温度上限。
       N型(Nicrosil-Nisil)(镍 - 铬 - 硅/镍 - 硅)热电偶由于其稳定性和抗氧化性而适合在-270℃和1300℃/ -454和2372°F之间使用。在900°C / 1652°F时,灵敏度约为39μV/°C,与K型相比略低。
       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 / 3272°F的温度。B型热电偶在0°C和42°C / 32°F和107.6°F下产生相同的输出,限制其使用低于约50°C / 122°F。
       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 / 2912°F。
       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 / 2912°F。特别是,S型用作金的熔点(1064.43°C / 1947.98°F)的校准标准。
       T型(铜 - 康铜)热电偶适用于-200至350°C范围/ -328至662°F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(钨5%铼 - 钨26%铼)热电偶适用于0°C至2320°C / 32°F至4208°F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 / 500°F的氧气存在下使用。
       M型热电偶每根导线使用镍合金。正极线(20合金)含有18%的钼,而负极线(19合金)含有0.8%的钴。由于与C型相同的原因,这些热电偶用于真空炉中。上限温度限制在1400°C / 2552°F。它比其他类型使用得少。

 

 

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