热电偶原理培训张志辉

1、淄博飞雁先行测控技术有限公司淄博飞雁先行测控技术有限公司热电偶原理培训热电偶原理培训JuL. 13 2014主讲人：张志辉主讲人：张志辉第一节第一节 热电偶的作用原理热电偶的作用原理l热电偶测温原理热电偶测温原理 热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体组成闭合回路热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体组成闭合回路 , 当当两端存在温度梯度时两端存在温度梯度时, 回路中就会有电流通过，此时两端之间就存回路中就会有电流通过，此时两端之间就存Seebeck 电动势电动势热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。热电动势与温热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。热电动势与温度梯度有一定的函数关系度梯度

2、有一定的函数关系,利用此关系就可测量温度。利用此关系就可测量温度。 当组成热电偶的导体材料均匀时当组成热电偶的导体材料均匀时,其热电势的大小与导体本身的长度和其热电势的大小与导体本身的长度和直径大小无关直径大小无关,只与导体材料的成分及两端的温度有关。因此只与导体材料的成分及两端的温度有关。因此,用各种不同用各种不同的导体或半导体可做成各种用途的热电偶的导体或半导体可做成各种用途的热电偶,以满足不同温度对象测量的需要。以满足不同温度对象测量的需要。第二节第二节 热电偶测温基本定律热电偶测温基本定律l均质回路定律均质回路定律 由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面积、长度以及温度分布由一

3、种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面积、长度以及温度分布如何，均不产生热电动势。如何，均不产生热电动势。TT0V 第二节第二节 热电偶测温基本定律热电偶测温基本定律l中间导体定律中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要其两端的温度相等，该导体的在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要其两端的温度相等，该导体的接入就不会影响热电偶回路的总热电动势。接入就不会影响热电偶回路的总热电动势。l中间温度定律中间温度定律 热电偶在两接点温度热电偶在两接点温度T、T0时的热电动势等于该热电偶在接点温度为时的热电动势等于该热电偶在接点温度为T、 Tn和和Tn、T0时的相应热电动势的代数和。

4、中间温度定律可以用下式表示：时的相应热电动势的代数和。中间温度定律可以用下式表示：第二节第二节 热电偶测温基本定律热电偶测温基本定律),(),(),(00TTETTETTEnABnAABB中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。如果补偿导线接反，总的热电势会减小。如果补偿导线接反，总的热电势会减小。如果不用补偿导线，总热电势只与测温点如果不用补偿导线，总热电势只与测温点T和和Tn有关，与有关，与T0无关。无关。TTnVT0第二节第二节 热电偶测温基本定律热电偶测温基本定律l标准电极定律标准电极定律 如果两种导体分别与第二种导体组成的热电偶所产生的

5、热电动势已知，则由如果两种导体分别与第二种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。),(),(),(000TTETTETTEBCACAB第三节第三节 热电偶种类热电偶种类l标准热电偶主要有标准热电偶主要有： B型型-铂铑铂铑30-铂铑铂铑6 R型型-铂铑铂铑13-铂铂 S型型-铂铑铂铑10-铂铂 E型型-镍铬镍铬-铜镍铜镍 J型型-铁铁-铜镍铜镍 K型型-镍铬镍铬-镍铝镍铝 T型型-铜铜-铜镍铜镍 N型型-镍铬硅镍铬硅-镍硅镍硅l说明：说明： 热电偶类型的字母标识也成分度号。热电偶类型的字母标识也

6、成分度号。J、T和和E型热电偶的负极型热电偶的负极“铜镍铜镍”也称也称“康铜康铜”。当用名义合金成分表示贵金属或廉价金属热电偶时，应先列出正极。当用名义合金成分表示贵金属或廉价金属热电偶时，应先列出正极。K型热电偶的负极常用型热电偶的负极常用“镍硅镍硅”，但一般不能与，但一般不能与N型热电偶的负极互换。型热电偶的负极互换。B、S、R型热电偶为贵金属热电偶，其余为廉金属热电偶型热电偶为贵金属热电偶，其余为廉金属热电偶第四节第四节 热电偶分度表及允差热电偶分度表及允差l热电偶分度表及允差的国家标准热电偶分度表及允差的国家标准： 热电偶分度表采用热电偶分度表采用GB/T16839.1-1997热电偶

7、热电偶 第第1部分部分:分度表分度表热电偶允差采用热电偶允差采用GB/T16839.2-1997热电偶热电偶 第第2部分部分:允差允差l说明说明： 以以1990年国际温标（年国际温标（ITS-90）为标准，温度（符号）为标准，温度（符号t90）用摄氏度，电动势）用摄氏度，电动势（符号（符号E）用微伏表示。）用微伏表示。测量端：感受被测温度的端点。测量端：感受被测温度的端点。参比端：处于已知（参比）温度与测量温度比较的热电偶端点。参比端：处于已知（参比）温度与测量温度比较的热电偶端点。参比温度：对参比温度：对GB/T16839.1-1997热电偶热电偶 第第1部分部分:分度表分度表中的中的 各表

8、，参比温度为各表，参比温度为0。分度表（分度表（E=f(t)）由相应的分度函数导出，反函数表（）由相应的分度函数导出，反函数表（t=f(E)）由）由 相应的反函数导出。相应的反函数导出。允差：当参比端温度为允差：当参比端温度为0，测量端在指定温度（，测量端在指定温度（t)时，偏离时，偏离 GB/T16839.1-1997 热电偶热电偶 第第1部分部分:分度表分度表表中电动势表中电动势-温度关系规定温度关系规定 的大摄氏度值。的大摄氏度值。 类型1级允差2级允差3级允差E型温度范围-40+375-40+333-167+40允差值1.52.52.5温度范围375800333900-200-167允

9、差值0.004t0.0075t0.015tK型、N型温度范围-40+375-40+333-167+40允差值1.52.52.5温度范围37510003331200-200-167允差值0.004t0.0075t0.015tR、S型温度范围0+11000600允差值11.5温度范围110016006001600允差值1+0.003（t-1100）0.0025t第四节第四节 热电偶分度表及允差热电偶分度表及允差l装配式热电偶装配式热电偶第五节第五节 热电偶的结构热电偶的结构热电偶通常由热电极、绝缘管、保护套管、热电偶通常由热电极、绝缘管、保护套管、连接件、和接线盒等几个主要部分组成。连接件、和接线

10、盒等几个主要部分组成。l铠装热电偶铠装热电偶第五节第五节 热电偶的结构热电偶的结构 把热电极材料与高温绝缘材料预置在金属保护管中、运用同比例压缩延把热电极材料与高温绝缘材料预置在金属保护管中、运用同比例压缩延伸工艺、将这三者合为一体，制成各种直径、规格的铠装偶体，再截取适伸工艺、将这三者合为一体，制成各种直径、规格的铠装偶体，再截取适当长度、将工作端焊接密封、配置接线盒即成为柔软、细长的铠装热电偶。当长度、将工作端焊接密封、配置接线盒即成为柔软、细长的铠装热电偶。第五节第五节 热电偶的结构热电偶的结构第六节第六节 热热点偶的补偿导线点偶的补偿导线 补偿导线是在一定温度范围内（补偿导线是在一定温度范围内（0100）具有与所匹配热电偶热电动势相同）具有与所匹配热电偶热电动势相同标称值的一对带有绝缘层的导线，用它们连接热电偶与测量装置，以补偿它们与标称值的一对带有绝缘层的导线，用它们连接热电偶与测量装置，以补偿它们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。热电偶连接处的温度变化所产生的误差。 补偿导线分为延长性与补偿型。补偿导线补偿导