熱電偶的原理與選型

熱電偶使用與維護(hù)武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院WuhanElectricPowerVocationalandTechnicalCollege選型熱電偶的原與傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)時(shí)間：2021.8.25溫度傳感器及儀表使用維護(hù)理目錄CONTNETS01熱電偶的測(cè)溫原理03熱電偶選型04模塊訓(xùn)練與自測(cè)02熱電偶基本定律熱電偶的測(cè)溫原理熱電偶是個(gè)什么東西？為什么能測(cè)溫？熱電偶的測(cè)溫原理熱電偶的測(cè)溫原理熱電效應(yīng)演示熱電極AAB左端稱(chēng)為：工作端、熱端熱電極B右端稱(chēng)為：參考端、冷端熱電偶的測(cè)溫原理熱電偶：將兩根不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體線(xiàn)狀材料A和B的一端焊接起來(lái)形成的雙極結(jié)構(gòu)的測(cè)量件?；靖拍睿喝惪诵?yīng)（熱電效應(yīng)）熱電極：構(gòu)成熱電偶的兩各極A、B熱電偶的熱端：置于被測(cè)溫度t中熱電偶的冷端（參考端、自由端）：置于環(huán)境溫度t0中熱電效應(yīng)：由于熱電偶兩端溫度不同而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象熱電勢(shì)：熱電偶產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，它包括接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)測(cè)溫原理熱電偶的測(cè)溫原理··接觸電勢(shì)：因兩種材料不同而產(chǎn)生的電勢(shì)，在熱電偶回路中用eAB（t）表示A、B材料在溫度為t時(shí)的接觸電勢(shì)，eAB（t0）表示A、B材料在溫度為t0時(shí)的接觸電勢(shì)。自由電子＋ABT擴(kuò)散擴(kuò)散電場(chǎng)熱電偶的測(cè)溫原理溫差電勢(shì)：同一種材料因兩端溫度不同而產(chǎn)生的電勢(shì)，用eA（t，t0）表示電極A在（t，t0）溫差段的溫差電勢(shì)，eB（t，t0）表示電極B在（t，t0）溫差段的溫差電勢(shì)。熱電偶的測(cè)溫原理熱電偶回路中總的熱電勢(shì)：所以，熱電偶回路中的熱電勢(shì)與材料及兩端溫度有關(guān)。ABtt0eA(t,t0)eB(t,t0)EAB(t,t0)結(jié)論：（1）EAB(t,t0)與導(dǎo)體材料A、B，兩端溫度t、t0有關(guān)，與熱電偶絲的直徑、長(zhǎng)度及沿程溫度分布無(wú)關(guān)。（2）如果A、B材料確定，冷端溫度t0保持恒定，這個(gè)熱電勢(shì)就是熱端溫度t的單值函數(shù)，即

EAB(t,t0)=f(t)－Cf是電子密度取對(duì)數(shù)運(yùn)算的函數(shù)關(guān)系。（3）若A=B或t=t0，則EAB(t,t0)=0。（4）工程上，標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶均把E(t)和t的關(guān)系制成分度表（冷端0

C），方便查詢(xún)。熱電偶的測(cè)溫原理熱電偶基本定律均質(zhì)導(dǎo)體定律定律內(nèi)容：由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論其幾何尺寸和溫度分布如何，都不會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。01OPTION說(shuō)明：1）熱電偶必須由兩種均質(zhì)材料構(gòu)成。2）熱電勢(shì)與熱電極的幾何尺寸（長(zhǎng)度、截面積）無(wú)關(guān)。應(yīng)用：檢查材料均質(zhì)性。（材料不均，內(nèi)部有電子密度梯度存在，如果回路中有熱電勢(shì)存在則材料必為非均質(zhì)的。）熱電偶基本定律中間導(dǎo)體定律定律內(nèi)容：由不同材料組成的閉合回路中，若各接觸點(diǎn)的溫度都相同，則回路中的熱電勢(shì)的總和為零。

02OPTION熱電偶基本定律4、參考電極定律如果把電極C（一般為純鉑絲）作為參考電極，并已知參考電極與各種熱電極配對(duì)時(shí)的熱電勢(shì)，那么在相同接點(diǎn)溫度下，任意兩熱電極配對(duì)熱電勢(shì)可求得。因此，已知兩導(dǎo)體分別與參考電極組成的熱電勢(shì)，就可以根據(jù)參考電極定律計(jì)算出新組合的熱電偶熱電勢(shì)。任意材料與參考電極產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為單極電勢(shì)。此定律在溫標(biāo)制定和熱電偶分度中應(yīng)用較多。熱電偶的選型熱電偶選型分類(lèi)普通型熱電偶鎧裝型熱電偶熱套式熱電偶常用熱電偶熱電偶的選型普通型熱電偶普通型熱電偶（也稱(chēng)裝配型熱電偶）由熱電極、絕緣材料、保護(hù)套管、接線(xiàn)盒等主要部分組成，適用于液體、氣體、蒸汽的溫度測(cè)量，目前所用的熱電極材料，不論純金屬、合金、還是非金屬，都難以滿(mǎn)足全部要求，所以在不同的測(cè)溫條件下要選用不同的熱電極材料。鎧裝型熱電偶熱電極、絕緣材料、金屬保護(hù)套管組合后用整體拉伸工藝加工而成很細(xì)的電纜式線(xiàn)材，外徑在0.25~12mm間，可自由彎曲。用以直接測(cè)量或控制各種生產(chǎn)過(guò)程中0-1800℃范圍內(nèi)的流體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面等溫度。熱電偶的選型鎧裝型熱電偶優(yōu)點(diǎn)：熱惰性小測(cè)溫響應(yīng)快；測(cè)溫端熱容量小，測(cè)溫精度高；可撓性好，有良好的柔性；強(qiáng)度高，適應(yīng)性強(qiáng)，耐壓、抗振、搞沖擊；可在各種氣氛中使用；節(jié)省材料，特別是貴金屬，從而降低成本；壽命長(zhǎng)；易于制成特殊用途的形式；最長(zhǎng)可以100米以上，最細(xì)可達(dá)0.25mm。熱電偶的選型熱套式熱電偶熱套式熱電偶

專(zhuān)用于測(cè)量蒸汽管道及鍋爐的溫度。熱電偶的選型熱電偶的選型常用熱電偶常用的五種熱電偶為：S（鉑銠10—鉑）B（鉑銠30—鉑銠6）K（鎳鉻—鎳硅）E（鎳鉻—康銅）T（銅—