熱電偶溫度計(jì)課件

1、熱電偶溫度計(jì)代行濤 概述 1）熱電偶是應(yīng)用最普遍、最廣泛的溫度測(cè)量元件。 2）既可用于流體溫度測(cè)量也可用于固體溫度測(cè)量，既可以檢測(cè)靜態(tài)溫度也能測(cè)量動(dòng)態(tài)溫度。 3）在火電廠中，主蒸汽、過(guò)熱器管壁與高溫?zé)煔獾鹊臏囟榷际遣捎脽犭娕紲y(cè)量的。 熱電偶溫度計(jì) 4）熱電偶一般用于測(cè)量1001600范圍內(nèi)溫度，用特殊材料制成的熱電偶還可測(cè)更高或更低的溫度； 5）熱電偶將感受到的溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成電勢(shì)信號(hào)輸出，便于測(cè)量、信號(hào)傳輸、自動(dòng)記錄和控制等。熱電偶溫度計(jì) 熱電偶測(cè)溫原理熱電偶由兩根不同材料的導(dǎo)體焊接或絞接而成。熱電偶溫度計(jì) 將兩種不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路，如果兩端接點(diǎn)的溫度不同，回路中將產(chǎn)生電勢(shì)，稱

2、為熱電勢(shì)。這個(gè)物理現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng) 或塞貝克效應(yīng)。 熱電效應(yīng)熱電偶溫度計(jì)二、熱電偶基本定律中間導(dǎo)體定律均質(zhì)導(dǎo)體定律中間溫度定律 熱電偶溫度計(jì)1、中間導(dǎo)體定律 由不同材料組成的閉合回路中，若各種材料接觸點(diǎn)的溫度都相同，則回路中熱電勢(shì)的總和等于零。熱電偶溫度計(jì)2、均質(zhì)導(dǎo)體定律 由一種均質(zhì)導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)組成的閉合回路，不論導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)的截面和長(zhǎng)度如何，各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢(shì)。熱電偶溫度計(jì)推論： 1）熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的材料組成。 2）由一種材料組成的閉合回路存在溫差時(shí)，回路如產(chǎn)生熱電勢(shì)，說(shuō)明該材料不純，是 不均勻的。據(jù)此，可以檢查熱電極材料的 均勻性。熱電偶溫度計(jì) 接點(diǎn)溫度

3、為t1和t2的熱電偶，它的熱電勢(shì) 等于接點(diǎn)溫度分別為t1，t3和t3，t2的兩支同性質(zhì)熱電偶的熱電勢(shì)的代數(shù)和。即 EAB(t1, t2)= EAB(t1, t3)+ EAB (t3, t2)3、中間溫度定律 熱電偶溫度計(jì) 已知熱電偶在某一給定冷端溫度（t0）下進(jìn)行的分度，只要進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的計(jì)算，就可以在另外的冷端溫度（t1）下使用。為制定熱電偶的熱電勢(shì)溫度關(guān)系分度表奠定了理論基礎(chǔ)。中間溫度定律的應(yīng)用：熱電偶溫度計(jì)比較查出的3個(gè)熱電勢(shì)，判斷熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系是否為線性？熱電偶的熱電勢(shì)E（t，t0）與溫度t的關(guān)系熱電特性冷端t0為0時(shí)，將熱電偶熱電特性（Et）制成的表分度表熱電偶溫度計(jì)實(shí)際測(cè)量時(shí)，

4、冷端t0往往為環(huán)境溫度。如t020時(shí)，測(cè)得 EAB(t，20)，要求 t？ 根據(jù)中間溫度定律有 EAB(t，0) EAB(t， t0) EAB(t0 ，0) 熱電偶溫度計(jì)解：查表得EK(20，0)0.798 mV, 則 EK (t，0) EK (t，20) EK (20，0) 30.799 mV 查分度表求得 t =740 。 如果用EK(t，20)30.001 mV直接查表，則得t=720.9 ，顯然誤差是很大的。 教材例2-2：一支鎳鉻鎳硅（K型）熱電偶，在冷端溫度為20時(shí)，測(cè)得熱電勢(shì)EK(t，20)30.001mV，試求熱電偶所測(cè)的實(shí)際溫度 t？熱電偶溫度計(jì)熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線： 延伸型、補(bǔ)

5、償型兩種 結(jié)構(gòu)與電纜一樣。 延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線的材料與相應(yīng)的熱電偶相同，準(zhǔn)確度略低。 補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線材料與對(duì)應(yīng)的熱電偶不同，用賤金屬制成，低溫下它們的熱電性質(zhì)相同。熱電偶溫度計(jì)型號(hào)配用熱電偶正-負(fù)導(dǎo)線外皮顏色 正-負(fù)SC鉑銠10-鉑紅-綠KC鎳鉻 - 鎳硅紅-藍(lán)WC5/26鎢錸5-鎢錸26 紅-橙熱電偶溫度計(jì)補(bǔ)償導(dǎo)線外形 AB屏蔽層保護(hù)層熱電偶溫度計(jì)三、常用熱電偶的種類 熱電偶溫度計(jì)（1）在使用溫度范圍內(nèi)，物理、化學(xué)性能穩(wěn)定； （2）熱電勢(shì)和熱電勢(shì)率大，Et是單值函數(shù)關(guān)系，最好呈線性關(guān)系； （3）電導(dǎo)率高，電阻溫度系數(shù)??；（4）熱電性能穩(wěn)定，易復(fù)現(xiàn)，同類熱電偶互換性好； （5）具有一定的機(jī)械強(qiáng)度；

6、加工方便，價(jià)格便宜。 熱電極材料要求：熱電偶溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶： （1）鉑銠10-鉑（S）； （2）鉑銠30-鉑銠6 （B）； （3）鉑銠13-鉑 （R）； （4）鎳鉻-鎳硅(鎳鉻-鎳鋁) （K）； （5）銅-銅鎳(康銅) （T）； （6）鎳鉻-康銅（E）； （7）鐵-康銅 （J）； （8）鎳鉻-金鐵熱偶以及銅-金鐵熱偶。熱電偶溫度計(jì)鉑銠10-鉑（S型）偶絲直徑：0.50.020 mm；適用范圍： 01100，11001600； 適用于氧化性氣氛中測(cè)溫;長(zhǎng)期最高使用溫度為1300,短期最高使用溫度1600，不推薦在還原氣氛中使用,短期內(nèi)可用于真空中測(cè)溫特點(diǎn)：復(fù)制性好、測(cè)量精度高；價(jià)格貴、熱電勢(shì)

7、小熱電偶溫度計(jì)偶絲直徑：0.3、0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.2 mm；適用范圍： 2001300 ；用于氧化和中性氣氛中測(cè)溫,不推薦在還原氣氛中使用,可短期在還原氣氛中使用,但必須外加密封保護(hù)管。特點(diǎn)：測(cè)溫范圍較寬、熱電勢(shì)較大、Et線性度好、價(jià)格適中；但長(zhǎng)期使用后，鎳鋁氧化變質(zhì)使熱電特性改變影響測(cè)量精確度。鎳鉻-鎳硅（鎳鋁）（K型）熱電偶溫度計(jì)偶絲直徑：0.3、0.5、0.8、1.2、1.6、2.0、3.2 mm；適用范圍：200900；適用氧化或弱還原性氣氛中測(cè)溫特點(diǎn)：輸出的熱電勢(shì)大,靈敏度高（常用熱電偶中，每攝氏度對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)最高） ，價(jià)格低廉，適合在0以下

8、測(cè)溫。鎳鉻康銅（E型） 熱電偶溫度計(jì)分度號(hào) 名稱 測(cè)量溫度范圍 1000C熱電勢(shì)（mV）S鉑銠10鉑-501600 C9.587K鎳鉻鎳硅 (鎳鋁) -2701370 C41.276E鎳鉻銅鎳 (康銅)270800 C76.358熱電偶溫度計(jì)普通型熱電偶鎧裝熱電偶（套管熱電偶）薄膜熱電偶四、熱電偶的構(gòu)造及結(jié)構(gòu)形式熱電偶溫度計(jì)（1）普通型熱電偶：1-熱電極; 2-絕緣管; 3-保護(hù)套管; 4-接線盒 熱電偶溫度計(jì)普通裝配型熱電偶的結(jié)構(gòu)圖 接線盒引出線套管 熱電偶工作端（熱端） 不銹鋼保護(hù)管 熱電極： 直徑：貴金屬一般為0.30.65mm； 賤金屬一般為0.53.2mm。 長(zhǎng)度：一般為350200

9、0mm。a點(diǎn)焊；b對(duì)焊；c絞狀點(diǎn)焊熱電偶溫度計(jì)絕緣管：防止兩根熱電極短路。 低溫下：橡膠、塑料 高溫下：氧化鋁、陶瓷等 熱電偶溫度計(jì)a：無(wú)固定裝置b：帶加強(qiáng)管且無(wú)固定裝置c：固定螺紋d：固定法蘭e：活動(dòng)法蘭保護(hù)套管：防止熱電極遭受化學(xué)和機(jī)械損傷. 熱電偶溫度計(jì)普通式、防濺式、防水式、隔爆式和插座式 接線盒內(nèi)有接線端子，可供熱電極和補(bǔ)償導(dǎo)線連接之用。接線盒： 熱電偶溫度計(jì)普通裝配型熱電偶的外形安裝螺紋安裝法蘭（2）鎧裝熱電偶（套管熱電偶）：特點(diǎn)：動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，機(jī)械強(qiáng)度高，耐高壓、耐沖擊。適用于狹小管道內(nèi)的溫度測(cè)量。熱電偶溫度計(jì)鎧裝型熱電偶外形法蘭鎧裝型熱電偶可 長(zhǎng)達(dá)上百米BA絕緣材料鎧裝型熱電偶橫

10、截面法蘭BA絕緣材料鎧裝型熱電偶橫截面（3）薄膜熱電偶： 鐵鎳薄膜熱電偶1：熱端接點(diǎn)；2：襯架；3：鐵膜；4：鎳膜；5：鐵絲；6：鎳絲；7：接頭夾具 制作：用真空蒸鍍等方法使兩種熱電極材料(金屬)蒸鍍到絕緣基板上，二者牢固地結(jié)合在一起，形成薄膜狀熱接點(diǎn)。 特點(diǎn)： 動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，精確度高可以用來(lái)測(cè)變化極快的表面溫度和點(diǎn)的溫度；熱電偶溫度計(jì)1. 冰點(diǎn)法 2. 計(jì)算法 (冷端溫度校正法)3. 補(bǔ)償導(dǎo)線法4. 儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法5. 補(bǔ)償電橋法（冷端溫度補(bǔ)償器）五、熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償問(wèn)題熱電偶溫度計(jì) 特點(diǎn)： 實(shí)現(xiàn)方便、測(cè)量準(zhǔn)確；但只局限于實(shí)驗(yàn)室，不利于在線測(cè)量。1. 冰點(diǎn)法 將熱電偶冷端置于冰點(diǎn)恒溫槽中,使冷端溫度恒定在0時(shí)進(jìn)行測(cè)溫。熱電偶溫度計(jì) E(t，0) E(t， t0) E(t0 ，0) 根據(jù)計(jì)算得到的熱電勢(shì)E(t，0)，通過(guò)查分度表可得被測(cè)溫度值。 2.計(jì)算法 (冷端溫度校正法)熱電偶溫度計(jì) 在一定范圍內(nèi)(0100)，補(bǔ)償導(dǎo)線具有和所連接的熱電偶相同的熱電性能。3.補(bǔ)償導(dǎo)線法熱電偶溫度計(jì)注意事項(xiàng)：補(bǔ)償導(dǎo)線僅將熱電偶冷端延長(zhǎng)到溫度相對(duì)恒定的地方，如果這地方溫度不是0，尚須繼續(xù)進(jìn)行其冷端溫度補(bǔ)償。熱電偶正、負(fù)極必須與補(bǔ)償導(dǎo)線正、負(fù)極相接，不能錯(cuò)接；兩者分度號(hào)必須致。補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)工作在1