熱電偶原理培訓張志輝

1、淄博飛雁先行測控技術(shù)有限公司淄博飛雁先行測控技術(shù)有限公司熱電偶原理培訓熱電偶原理培訓JuL. 13 2014主講人：張志輝主講人：張志輝第一節(jié)第一節(jié) 熱電偶的作用原理熱電偶的作用原理l熱電偶測溫原理熱電偶測溫原理 熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的均質(zhì)導體組成閉合回路熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的均質(zhì)導體組成閉合回路 , 當當兩端存在溫度梯度時兩端存在溫度梯度時, 回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存Seebeck 電動勢電動勢熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應。熱電動勢與溫熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應。熱電動勢與溫度梯度有一定的函數(shù)關(guān)系度梯度

2、有一定的函數(shù)關(guān)系,利用此關(guān)系就可測量溫度。利用此關(guān)系就可測量溫度。 當組成熱電偶的導體材料均勻時當組成熱電偶的導體材料均勻時,其熱電勢的大小與導體本身的長度和其熱電勢的大小與導體本身的長度和直徑大小無關(guān)直徑大小無關(guān),只與導體材料的成分及兩端的溫度有關(guān)。因此只與導體材料的成分及兩端的溫度有關(guān)。因此,用各種不同用各種不同的導體或半導體可做成各種用途的熱電偶的導體或半導體可做成各種用途的熱電偶,以滿足不同溫度對象測量的需要。以滿足不同溫度對象測量的需要。第二節(jié)第二節(jié) 熱電偶測溫基本定律熱電偶測溫基本定律l均質(zhì)回路定律均質(zhì)回路定律 由一種均質(zhì)導體組成的閉合回路，不論導體的橫截面積、長度以及溫度分布由一

3、種均質(zhì)導體組成的閉合回路，不論導體的橫截面積、長度以及溫度分布如何，均不產(chǎn)生熱電動勢。如何，均不產(chǎn)生熱電動勢。TT0V 第二節(jié)第二節(jié) 熱電偶測溫基本定律熱電偶測溫基本定律l中間導體定律中間導體定律 在熱電偶回路中接入第三種材料的導體，只要其兩端的溫度相等，該導體的在熱電偶回路中接入第三種材料的導體，只要其兩端的溫度相等，該導體的接入就不會影響熱電偶回路的總熱電動勢。接入就不會影響熱電偶回路的總熱電動勢。l中間溫度定律中間溫度定律 熱電偶在兩接點溫度熱電偶在兩接點溫度T、T0時的熱電動勢等于該熱電偶在接點溫度為時的熱電動勢等于該熱電偶在接點溫度為T、 Tn和和Tn、T0時的相應熱電動勢的代數(shù)和。

4、中間溫度定律可以用下式表示：時的相應熱電動勢的代數(shù)和。中間溫度定律可以用下式表示：第二節(jié)第二節(jié) 熱電偶測溫基本定律熱電偶測溫基本定律),(),(),(00TTETTETTEnABnAABB中間溫度定律為補償導線的使用提供了理論依據(jù)。中間溫度定律為補償導線的使用提供了理論依據(jù)。如果補償導線接反，總的熱電勢會減小。如果補償導線接反，總的熱電勢會減小。如果不用補償導線，總熱電勢只與測溫點如果不用補償導線，總熱電勢只與測溫點T和和Tn有關(guān)，與有關(guān)，與T0無關(guān)。無關(guān)。TTnVT0第二節(jié)第二節(jié) 熱電偶測溫基本定律熱電偶測溫基本定律l標準電極定律標準電極定律 如果兩種導體分別與第二種導體組成的熱電偶所產(chǎn)生的

5、熱電動勢已知，則由如果兩種導體分別與第二種導體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢已知，則由這兩種導體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢也就已知。這兩種導體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢也就已知。),(),(),(000TTETTETTEBCACAB第三節(jié)第三節(jié) 熱電偶種類熱電偶種類l標準熱電偶主要有標準熱電偶主要有： B型型-鉑銠鉑銠30-鉑銠鉑銠6 R型型-鉑銠鉑銠13-鉑鉑 S型型-鉑銠鉑銠10-鉑鉑 E型型-鎳鉻鎳鉻-銅鎳銅鎳 J型型-鐵鐵-銅鎳銅鎳 K型型-鎳鉻鎳鉻-鎳鋁鎳鋁 T型型-銅銅-銅鎳銅鎳 N型型-鎳鉻硅鎳鉻硅-鎳硅鎳硅l說明：說明： 熱電偶類型的字母標識也成分度號。熱電偶類型的字母標識也

6、成分度號。J、T和和E型熱電偶的負極型熱電偶的負極“銅鎳銅鎳”也稱也稱“康銅康銅”。當用名義合金成分表示貴金屬或廉價金屬熱電偶時，應先列出正極。當用名義合金成分表示貴金屬或廉價金屬熱電偶時，應先列出正極。K型熱電偶的負極常用型熱電偶的負極常用“鎳硅鎳硅”，但一般不能與，但一般不能與N型熱電偶的負極互換。型熱電偶的負極互換。B、S、R型熱電偶為貴金屬熱電偶，其余為廉金屬熱電偶型熱電偶為貴金屬熱電偶，其余為廉金屬熱電偶第四節(jié)第四節(jié) 熱電偶分度表及允差熱電偶分度表及允差l熱電偶分度表及允差的國家標準熱電偶分度表及允差的國家標準： 熱電偶分度表采用熱電偶分度表采用GB/T16839.1-1997熱電偶

7、熱電偶 第第1部分部分:分度表分度表熱電偶允差采用熱電偶允差采用GB/T16839.2-1997熱電偶熱電偶 第第2部分部分:允差允差l說明說明： 以以1990年國際溫標（年國際溫標（ITS-90）為標準，溫度（符號）為標準，溫度（符號t90）用攝氏度，電動勢）用攝氏度，電動勢（符號（符號E）用微伏表示。）用微伏表示。測量端：感受被測溫度的端點。測量端：感受被測溫度的端點。參比端：處于已知（參比）溫度與測量溫度比較的熱電偶端點。參比端：處于已知（參比）溫度與測量溫度比較的熱電偶端點。參比溫度：對參比溫度：對GB/T16839.1-1997熱電偶熱電偶 第第1部分部分:分度表分度表中的中的 各表

8、，參比溫度為各表，參比溫度為0。分度表（分度表（E=f(t)）由相應的分度函數(shù)導出，反函數(shù)表（）由相應的分度函數(shù)導出，反函數(shù)表（t=f(E)）由）由 相應的反函數(shù)導出。相應的反函數(shù)導出。允差：當參比端溫度為允差：當參比端溫度為0，測量端在指定溫度（，測量端在指定溫度（t)時，偏離時，偏離 GB/T16839.1-1997 熱電偶熱電偶 第第1部分部分:分度表分度表表中電動勢表中電動勢-溫度關(guān)系規(guī)定溫度關(guān)系規(guī)定 的大攝氏度值。的大攝氏度值。 類型1級允差2級允差3級允差E型溫度范圍-40+375-40+333-167+40允差值1.52.52.5溫度范圍375800333900-200-167允

9、差值0.004t0.0075t0.015tK型、N型溫度范圍-40+375-40+333-167+40允差值1.52.52.5溫度范圍37510003331200-200-167允差值0.004t0.0075t0.015tR、S型溫度范圍0+11000600允差值11.5溫度范圍110016006001600允差值1+0.003（t-1100）0.0025t第四節(jié)第四節(jié) 熱電偶分度表及允差熱電偶分度表及允差l裝配式熱電偶裝配式熱電偶第五節(jié)第五節(jié) 熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶通常由熱電極、絕緣管、保護套管、熱電偶通常由熱電極、絕緣管、保護套管、連接件、和接線盒等幾個主要部分組成。連接件、和接線

10、盒等幾個主要部分組成。l鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶第五節(jié)第五節(jié) 熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶的結(jié)構(gòu) 把熱電極材料與高溫絕緣材料預置在金屬保護管中、運用同比例壓縮延把熱電極材料與高溫絕緣材料預置在金屬保護管中、運用同比例壓縮延伸工藝、將這三者合為一體，制成各種直徑、規(guī)格的鎧裝偶體，再截取適伸工藝、將這三者合為一體，制成各種直徑、規(guī)格的鎧裝偶體，再截取適當長度、將工作端焊接密封、配置接線盒即成為柔軟、細長的鎧裝熱電偶。當長度、將工作端焊接密封、配置接線盒即成為柔軟、細長的鎧裝熱電偶。第五節(jié)第五節(jié) 熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶的結(jié)構(gòu)第六節(jié)第六節(jié) 熱熱點偶的補償導線點偶的補償導線 補償導線是在一定溫度范圍內(nèi)（補償導線是在一定溫度范圍內(nèi)（0100）具有與所匹配熱電偶熱電動勢相同）具有與所匹配熱電偶熱電動勢相同標稱值的一對帶有絕緣層的導線，用它們連接熱電偶與測量裝置，以補償它們與標稱值的一對帶有絕緣層的導線，用它們連接熱電偶與測量裝置，以補償它們與熱電偶連接處的溫度變化所產(chǎn)生的誤差。熱電偶連接處的溫度變化所產(chǎn)生的誤差。 補償導線分為延長性與補償型。補償導線補償導