电力培训资料-第二章：温度测量及仪表

第二章：温度测量及仪表

2-1温度测量的根本知识

知识点：

温度与人类的生活、工作关系最密切，是各门学科研究中经常遇到和必须测量的物理量。

本质上讲温度就是衡量物体冷热程度的物理量，是物体分子热运动平均动能的标志。它是国

际单位制规定的七个根本单位量之一。温度概念的建立以及温度的测量都是以热平衡为根底

的，当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生导热换热，换热结束后两物体处于热平衡状

态，则它们具有相同的温度，这就是温度最根本的性质。因此对温度进行准确测量和有效控

制已成为人们在科学研究和生产实践中所面临的重要课题之一。

1.温度

温度是表征物体冷热程度的物理量。从微观来看，温度是描述系统不同自由度之间能量

分布状况的根本物理量。它标志着物体内局部子无规则运动的剧烈程度，是大量分子热运动

的宏观表现。温度虽然是一个根本物理量，但它不是“广延量”。它与其他物理量如长度、

质量不同，人们能确切知道物体的长度、质量相加后的结果，却无法想象温度如何直接相加。

因此，应该说温度是一个重要的，但又极其特殊的物理量。正因其特殊，使得温度的数值表

示方法显得复杂。

2.温标

用来量度物体温度上下的标尺叫做温度标尺，简称温标。

国际温标是用来复现热力学温标的，1927年，第7次国际权度大会上通过了第一个国

际温标，并正式定名为国际温标（ITS—27）。1937年成立了温度咨询委员会（CCT）。1954

年第10次国际权度大会上，确定水的三相点为热力学温标的唯一固定点。

经过第6次（1962年）、第7次（1964年）和第8次（1967年）CCT会议的讨论，1968

年通过了国际实用温标（IPTS-68）o1989年通过了90温标ITS—90）。90温标也是我国现行

温标。

温标是用数值表示温度的一整套规划，并且过程复杂。建立温标必须具备以下三个根本

条件。

（1）固定温度点。

物质是由分子构成的，在不同的温度分布状态下会呈现出固、液、气三相，利用物质不

同相之间可复现的平衡温度称为固定点温度，简称固定点。要确定一个温标，首先要选定固

定点，一般都是采用纯物质的相平衡温度作为温标的固定点。在选定固定点之后，要规定固

定点的温度值，其他温度才能与之比拟，以确定数值。如水的液相和固相平衡点称为冰点,

它就具有固相的冰点温度。

（2）测温仪器（温度计）。

选定固定点后，要选定一种测温物质制成的测温仪器，即温度计，作为实现温标的仪器。

确定测温仪器实质是确定测温质和测温量，如钳电阻温度传感器的测温质是伯金属丝，而测

温量是电阻值。

⑶测温方程（内插公式）。

在固定点的温度值确定之后，用来确定任意点温度值的数学关系式称为测温方程，也称

为内插公式。

如线性内插公式：

式中：t—任意一点温度；

y—测量温度；

必、为一固定点对应的测温变量;

乙、/2一固定点温度。

下面简单介绍几种常用温标。

（1）经验温标。借助于某物质的物理参量与温度变化的关系，用实验方法或经验公式

构成的温标。经验温标有多利如华氏温标、摄氏温标、列氏温标等。

固定占（一个大气压下纯水的沸点规定为10°摄氏度（℃）

口定点［一个大气压下纯水的冰点规定为0摄氏度（七）

摄氏温标《

测温仪器：水银温度计

分度方法：在。到100之间划分100等份，每一份叫1摄氏度（℃）

（一个大气压下纯水的沸点规定为212华氏度（T）

固定点【一个大气压下纯水的冰点规定为32华氏度（T）

华氏温标《

测温仪器：水银温度计

分度方法：在32到212之间划分180等份，每一份叫1华氏度（智）

|一个大气压下纯水的沸点规定为80列氏度（°R）

固定点［一个大气压下纯水的冰点规定为0列氏度（°R）

列氏温标《

测温仪器：水银温度计

分度方法：在0到80之间划分80等份，每一份叫1列氏度（°R）

（2）热力学温标。1848年开尔文建立了一种理论温标。根据卡诺定理，一切工作于两

个给定热源之间的可逆热机的效率均相等，且仅与这两个热源的温度有关，而与工作物质无

关。由此可引入一个与测温物质及其测温属性无关的温标，用来标示热源的温度。当传递给

低温热源的热量趋于零时，低温热源的温度也趋近于一个极限值，即绝对零度。而这个温标

就叫热力学温标，符号为T,单位是开尔文，简称开（K）。只要再规定一个固定点和分度

法,其定义就完整了。1968年，国际计量大会决定水的三相点为固定点，其值规定为273.16K。

（3）国际温标。随着热力学温标的提出，各国科学家在大力研究用实用温度计传递热

力学温标的可能。其成果表现为1927年拟定的“1927年国际温标"（ITS—1927）,其特

点是：通过一系列（温度）固定点和固定点间的内插、外推仪器及插值公式，保证本身的复

现准确度；能随着技术进步不断改善各种规定，以当时技术能到达的最高准确度逼近热力学

温标。

试题库：

1、摄氏温度的符号是t,其单位是摄氏度，单位的符号是（C）O

A：KB：TC：℃

2、摄氏温度t与热力学温度T之间的关系是（B）。

A：t=T+B：C：t=T

3、1968年国际实用温标规定水的三相点热力学温度是（C）。

A：273KB：C：

4、温度概念的建立以及温度的测量都是以（A）为根底的。

A：热平衡B：热传递C：热偏差

5、温度是一个根本物理量，但它（B）“广延量”。

A：是B：不是

6、用来量度物体温度上下的标尺叫做（BC）o

A：温度准则B：温标C：温度标尺

7、温标是用数值表示温度的一整套规划，并且过程复杂。建立温标必须具备以下（B）

个根本条件。

A：2B：3C：4D：5

8、建立温标必须具备（ACD）.

A：固定温度点B：测温方法C：测温仪器D：测温方程

9、要确定一个温标，首先要选定（A）。

A：固定温度点B：测温方法C：测温仪器D：测温方程

10、确定测温仪器实质是确定（CD）。

A：测温的具体值B：测温方法C：测温质D：测温量

11、伯电阻温度传感器的测温质是（A）,而测温量是（B）,

A：的金属丝B：电阻值

12、常用温标包括（ABC）。

A：经验温标B：热力学温标C：国际温标

13、温度的大小反映物体分子平均动能的大小（V）

14、用来度量物体温度上下的标尺叫做温度标尺，简称温标。1V）

15、就分度值来说，等于IKo（V）

16.摄氏温标就是规定在标准大气压下纯水的冰点为零度，沸点为一百度，在此两点间

分100等份，每等份代表一摄氏度。（V）

17、温度测量的单位符号为“K"。（X）

18、但凡有温度差存在的地方，必然有热量的传递。（V）

温度测量方法及分类

知识点：

表3-1常用测温仪表的种类及优缺点

测温常用测温

温度计种类测温原理优点缺点

方式范围(*C)

非辐射式400~2000

辐低温段测量不准，环

接利用物体全辐射能测温时，不破坏被测

射光学式700〜3200境条件会影响测温准

触随温度变化的性质温度场

式确度

式比色式900~1700

测热敏探测一50〜3200

红测温时，不破坏被测

温利用传感器转换进易受外界干扰，标定

外光电探测0-3500温度场.响应快.测温

仪行测温困难

线范南大

表热电探测200~2000

结构简单,使用方测量上限和准确度受

利用液体体积随温

玻璃液体—50~600便.测量准确，价格玻璃质量的限制，易

度变化的性质

膨低廉碎，不能记录和远传

胀

利用固体热膨胀变

式准确度低，量程和使

双金属-80-600形量随温度变化的结构紧凑.牢固可靠

用范围有限

性质

接

液体-30-600

触压利用定容气体或液

耐震，坚固，防爆，准确度低,测温距离

式力气体-20-350体压力随温度变化的

价格低廉短，滞后大

测式性质

温蒸汽0-250

仪销钱一粕0-1600测温范围广，准确度

热

表利用金屈导体的热高，便于远距离、多需冷端温度补偿，在

电保铭一镶硅0—1200

电效应点、集中测量和自动低温段测量准确度较低

偶

银铭一考铜0-600控制

粕电阻-200-500

热测温准确度高，便于

利用金属导体或半不能测高温，须注意

电铜电阻-50-150远距离、多点、集中测

导体的热阻效应环境温度的影响

阻最和自动控制

热敏电阻-50-300

试题库：

1、非接触式温度计包括(ABCD)o

A：辐射式B：光学式C：热电探式D：光电探式

2、压力式测温仪表是利用定容(ACD)压力随温度变化的性质。

A：气体B：固体C：液体D：蒸汽

3、热电阻测温仪表不能测(A)。

A：局温B：中温C：低温

4、热电阻测温仪表在测量时，需要注意(B)的影响。

A：测量方法B：环境温度C：补偿设备

5、热电偶测温仪表在(C)测量准确度较低。

A：iWi温B：中温C：低温

2-2热电偶

知识点：

目前，广泛应用的热电偶是根据金属导体的热电现象而制成的，可用于长时间测量

1300℃以下的温度，特殊材料制成的热电偶可测量高达2800℃的温度。

热电偶是热电效应理论的具体应用之一，它在温度测量中有广泛的应用。热电偶具有结

构简单、性能稳定、容易制造、使用方便、测量准确度高、动态特性好以及便于远距离显示

和传送信号等优点。热电偶体积小，可用于快速测量、点温测量和外表温度测量等。热电偶

测温可靠，属于接触测量。

将两种不同材料的金属导体A、B组成的闭合回路，如果对接点a加热，使得接点a、b

的温度不同（TH"）,那么回路中就有电流产生，这一现象称为热电效应，也叫塞贝克效

应。其中接点a置于被测温度场中，称为热端、工作端或测量端，接点b称为冷端、自由端

或参比端。

热电偶回路总电势包括接触电势和温差电势两局部。

图2-1热电效应示意图

1.接触电势：两种均质导体A和B接触时，由于自由电子密度不同，在接触点处形成

电势称为接触电势。因为自由电子从密度大的导体扩散到密度小的导体中，失去电子的导体

呈阳性，获得电子的导体呈阴性，因此又形成了一个内部电场，此电场阻碍自由电子的进一

步扩散运动。当电场力与扩散力到达平衡时，接点处形成一定的电位差，即接触电势（也叫

珀尔帖电势）。

设T>To,且A材料中的自由电子密度NA>B材料中的自由电子密度NB。当A和B构

成热电偶时、在接点处A、B材料间电子扩散运动的示意图如所示。

+内部电场E

电势

图2-2接触电势示意图

,、KT.心

办8(，)=------(2-1)

e爪

式中：k一x1O_23J/K

T一接点温度

e-xlO"。绝对静电单位

NA、岫一导体A、B在温度T时的自由电子密度

2.温差电势：导体的自由电子密度会随温度升高而增大，因此当同一导体两端温度不同

时，温度高的一端自由电子会向温度低的一端扩散，形成温差电势。

+内部电场E

电势

e/T,To)

图2-3温差电势示意图

4亿,仍.工Kr'出1;1d(NAT—・t)”,—加..，&.).(2-2)

(3)回路总电势：回路的总电势为接触电势和温差电势之代数和。

热电偶回路总电势就是温差电势与接触电势的综合效应。设7>式)，NA>NB如图

2-4所示:

eA(T,T0)

图2-4热电偶回路总电势

则回路总电势：

EA,B(T,TQ)=€AB(D-eA(T,T°)-CAB(T0)+eB(TyT0)

=[eAJi(T)-e^(T0)]-[eA(TJ0)-el}(TJ0)]2-3

kNrT

=-(T-T0-8B)dt

j7

eNBi>

即：

kNtT

EAli(T,T0)=-(T-T0)ln-^-(dA-8H)dt2-4

eNB

由式2-4可得出如下结论：

假设电极A、B为同一种材料(NA=NB，8A=SK],则无论温度如何，回路总电势始终

为0；假设T=7B，则无论电极A、B材料是否相同，回路总电势始终为0。

回路总电势还可以写成如下等效表达形式：

EAB(T,T0)=[eAB(T)-eA(T)+eB(T)]-[eAB(T0)-eA(T0)+eB(T0)]

=2-5

=狐(丁)+%(")

也就是说，

(1)热电势是温度函数之差，而不是温差的函数：假设兀恒定，则热电势与T呈一一

对应关系；

(2)热电势大小只与导体材质和接点温度相关，而与形状、接触面积无关；

(3)热电极的极性规定，电子密度大的电极为正；热电势符号中电极和温度顺序互换

一次，电势变一次符号；

同样，假设三种材料A、B、C构成闭合回路，接点温度分别是：AB接点T,BC接点

To,CA接点7b则回路总电势可表示成：

EABC(T，TO,L)=fAB(D+fBC(To)+fcA(3)2-6

假设三个接点温度相同(假设为7B)：

则有:

EABC(T°，纭，。2-7

证明:

e

EABC（T。，T。，T0）=eAB（T0）+g,KC（T（））+CA（^0）

+ln--+/〃一

Nc

=0

应当指出，在实际测量中不可能，也没有必要单独测量接触电势和温差电势，而只需要

用仪表测出总电势。由于温差电势与接触电势相比拟，其值甚小，故在工程技术中认为热电

势近似等于接触电势。

当小保持恒定时，9f0）与被测温度有对应关系，可以用热电势来表示温度。

规定t=o℃时，热电偶的热电特性称为热电偶分度，为了方便起见，把常用热电偶的热

电特性列成了表格的形式，称为热电偶的分度表。

试题库：

1、两种不同的金属导体焊成闭合回路称为热电偶，当两个焊接端温度不同时，在热电

偶的回路中（B）。

A：不会产生任何电势B：就会产生热电势C：不会有电流产生

2、用热电偶测量温度时，当两端接点温度不同时，则回路产生热电势，这种现象叫做

⑻。

A：电磁感应B：热电效应C：光电效应D：热磁效应

3、热电偶输出电压与（C）有关。

A：热电偶两端温度B：热电偶热端温度

C：热电偶两端温度和电极材料D：热电偶两端温度、电极材料及长度

4、热电偶测温可靠，属于（A）测量仪表。

A：接触式B：非接触式

5、热电偶回路总电势包括（AC）两局部。

A：温差电势B：热电势C：接触电势

6、工程技术中认为热电势近似等于（C）»

A：温差电势B：热电势C：接触电势

7、规定t=（A）时，热电偶的热电特性称为热电偶分度。

A：0℃B：50℃C：100℃

8、任意两种金属导体都可以配制成热电偶。

9、温差电势是由于金属导体两端温度不同而产生的电势。(J)

10、热电偶的热电特性是由其测量和参比端的温差决定的。(X)

11、热电偶的热电势是热电偶两端温度差的函数，是非线性的；在不同的温域内，温差

相等，热电势并不相等。(V)

12、热电偶的热电势越大，测量的精确度就越高。(X)

13、热电偶丝越细，热端结合点越小，则热惯性越小。(V)

14、热电偶输出电压仅与热电偶两端温度有关。(X)

15、热电偶的热电特性是由其测量端和冷端的温度差决定的。(X)

16、热电偶的热电势与热电偶两端温度间的函数关系是线性的。(X)

17、热电偶测温回路中可只考虑温差电势，不考虑接触电势。(J)

2-2-2热电偶的根本定律

知识点：

1.均质导体定律

由一种均质导体组成的闭合回路，不管导体的截面积如何、长度如何以及各处的温度分

布如何，都不能产生热电势。均质导体定律常用于检验材料的均匀性。

2.中间导体定律

在热电偶回路中，可以接入第3、第4种中间导体，只要中间接人点的温度相同，就不

会影响原来的热电势。

根据这一定律可用任意导线连接热电偶、可在热电偶回路中接入仪表、可用开路热电

偶测量温度、可用任意材料焊接热电偶。

如图2-5所示，在电极为AB的热电偶回路中接人第三种均质导体C,保持C两端的温

图2-5热电偶回路接入中间导体

度相等，则按照中间导体定律，回路总电动势应该保持不变。

证明：

EAHC(T,T0,T0)=+)2-8

VEAliC(T0,T0,T°)=fAH(T0)+fBC(T0)+fCA(To)=02-9

•••)+fCA(T0)=-fAH(T0fg)2-10

式2-10代入式2-8有：

=

EABC(T,T(),TO)=fAB(T)+fBA(T0)EAB(T,TO)2Tl

证毕。

同样，采用图2-6、图2-7的接入方法同样可以证明出相同的结果。

图2-6热电偶回路接入中间导体

中间导体定律使采用仪表测量热电偶的热电势成为可能，只要接入的仪表整体处于等

温状态，仪表与热电偶的接点温度相同，那么仪表的接入不影响回路的总电势。同时.，也

使采用热电偶开路测量金属壁温、液态金属等测量模式成为可能。这一特性可推广到第四

种及以上导体。

如果接入的第三种导体两端温度不等，热电偶回路的热电势将要发生变化，变化的大

小取决于导体的热点性质和接点的温度。因此，在测量过程中必须接入的第三种导体不宜

采用与热电偶热电性质相差很远的材料，否则一旦接点温度有所变化，热电势的变化将会

很大，从而影响测量精度。

3.中间温度定律

两种均质材料A、B构成热电偶，接点温度分别为T,如果有一个中间温度/,那

么热电偶回路的总热电势不受中间温度的影响。

E(T,T,T,T)=E(T,T)+E(T,T)

ABBAn0nABnABn02-12

=EAB(T,T0)

证明过程仿照连接导体定律即可。

式2-12写成特殊形式:

即：EAB(T,T.)=EAI}(T,T0)-EAII(Tn,T0)2-13

EAB(T,T.)=EAB(T,OAEAB(T.,O)2-14

可见，热电偶在某一冷端下的分度值(如0℃),只要引入适当的修正就可在另外的冷

端下使用。中间温度定律为使用?热电偶分度表?奠定了理论根底。根据这个定律，当热电偶

冷端不为0℃时，也可使用分度表。

中间温度定律是工业中使用补偿导线的理论根底，应用中间温度定律可对热电偶冷端

温度误差进行修正，同时它还扩展了分度表的应用范围。

试题库：

1、当热电偶工作端温度确定时，热电偶冷端温度增加，热电偶的热电势(C)。

A：增加B：不变C：减少

2、由一种导体组成闭合回路，当用电炉对其各段加热时，回路内有电流存在，其原因

是⑻。

A：导体过长各段温度不等B：导体不是均质导体C：导体各段截面积不等

3、测量仪表测热电偶热电动势的理论依据是(B)。

A：均质导体定律B：中间导体定律C：参考电极定律D：中间温度定律

4、有一银铭一银硅热电偶，该热电偶的热电势分别为E(500,20)、E(500,300)、E

(300,200),则可得它们之间的关系是(C)»

A：E(500,20)=E(500,300)-E(300,20)B：E(500,20)=E(300,20)-E(500,300)

C：E(500,20)=E(500,300)+E(300,20)

5、热电偶产生热电势要求热电偶测量端和参考端之间必须(A)。

A：有温差B：小于10（TCC：温度变化小D：恒温

6、用热电偶测温时，在其热电偶回路里连接第三种导线的两端温度相同，则热电偶测量

回路的总热电势⑴）。

A：增大B：减小C：等于零电势D：不变

7、测量仪表接入热电偶回路测量热电动势的理论依据是（A）。

A：中间导体定律B：均质导体定律C：参考电极定律D：中间温度定律

8、以为冷点温度的分度表,可用于冷点温度不是0℃的热电势与温度之间进行查找。

它的理论依是（D）。

A：中间导体定律B：均质导体定律C：参考电极定律D：中间温度定律

1、热电偶热电势的大小与热电极材料，以及两接点处的温度有关。（J）

2、在热电偶回路中接入中间导线，只要中间导线两端温度相同则对热电偶回路的总热

电势没有影响。

3、单根匀质导体做成的闭合回路，其热电动势总是为零。

2-2-3热电偶的种类及结构

知识点：

根据热电偶的用途、安装方法和结构形式不同，大体上有以下几种类型。

（-）普通型热电偶

1.一般由热电极、绝缘管、保护管和接线盒组成，如图2-9所示。

图2-9普通型热电偶的结构

1一接线盒；2—保护套管；3—绝缘子；4—热电级

2.型号普通热电偶的产品型号由两节组成，每节一般为三位，第一节与第二节之间用

一短线隔开，其代号及含义见表2-2„

表格2-2普通型热电偶型号的组成及其代号含义

第节第二W

第一位第二位第三位第一位第二位第三位

代含代1含代代人”代代

含义含义含义，，含义

号义号1义号号号号

接线盆形式设计序号或保护套管

W温R热热电偶分度号及材料安装固定装置

度电RB（钳佬30-钳锯6）1无固定装置1普通接线盒分度号B和S,

仪偈PS（钳钱10-伯）2固定螺纹2防激接线盒0*16登保护套管

表NK《镣信一镶硅）3活动法兰3防水接线盆1死5瓷保护套管

EE（镶偏一铜镣）4固定法兰4防爆接线盒分度号K和E：

FJ（铁一铜银）5角形活动法经0以6钢保护套管

CT（铜铜镰）6锥形固定螺纹或焊接1go钢保护套管

MN（银格徒一镶硅）固定锥形保护套作2a6瓷保护套管

3，20登保护套管

注1.在型2的第一节字母后，下余注有“2”的为双支热电偶.即一个温度计套管内装有两支热电偶；

2,各生产厂设计序号的含义不一.例如，I:海自动化仪表三厂为区别锥形保护套管的不同产格，用。和1（改

进型）分别代表端部焊接和深BT孔技术的固定螺纹锥形保护套管，用4和5（改进型）分别代表接光式和绝

缘式焊接固定锥形保护套管.

【二）铠装热电偶

1.铠装热电偶是由热电极、绝缘材料和金属套管拉伸加工而成的坚实组合体。

图2T0铠装热电偶

（a）铠装热电偶的外形；（b）A-A剖面

1-接线盒；2-安装法兰；3-金属套管

2.铠装热电偶的优点：

（1）热惰性小，反响快；

（2）测量端热容量小，测温精度高；

（3）可挠性好，有良好的柔性；

（4）强度高，适应性强，耐压、抗振、抗冲击；

（5）可在各种气氛中使用；

（6）节省材料，特别是贵金属，从而降低本钱；

(7)寿命长；

(8)易于作成特殊用途的形式；

(9)铠装热电偶最长可达100m以上，最短可为100mm以下,外径最细可达25mm。

除了双芯铠装热电偶外，还可以制作单芯铠装热电偶型号四芯等产品。

3.铠装热电偶的产品型号由两节组成，第一节与第二节之间用一短横线隔开。

表2-3铠装热电偶型号组成及其代号含义

第一节第二W

第•位第二位第三位第四位第一位第二位第三位

代含代含代代含代人代a、,代a、,

含义含义含义口合乂

号义号义号号义号号号

W温R热热电偶分度号及材料：K铠安装固定装置：接线盒形式：测员域形式，

度电NK(镶密一镰硅)装1无固定装置。或1简易式1绝缘式

仪偶EE(银脩一铜锦)式2固定卡套螺纹2防溅式2接光式

表FJ(铁一铜糠)3可动卡套螺纹3防水式3露端式

CT(铜一铜镇)4固定卡套法兰6插接式

MN（MIN-怫砰）5可动卡套法兰8手柄式或接线盒式

9补偿导线式

注在型号第一节字母后.下角注仃“2”的为双支电装热电偶.

4.铠装热电偶使用时应注意的问题：

(1)绝缘电阻。铠装热电偶的电极与外壳间绝獴电阻一般在50OMP以上，但在使用、

存放中如果受潮，则其迅速下降(小于5MQ),难以满足使用要求。此时应把铠装热电偶

盘成圈，放人电烘箱中烘烤数小时，其绝缘电阻就可上升，取出即可使用。

(2)电极回路电阻。铠装热电偶由于电极细、长度较长，所以一般电极回路电阻都超

过150。当该电阻超过15。时，不应再选用XC系列动圈仪表作为二次仪表，而应选用

XF系列产品，或选用电子电位差计、数字温度表等。

试题库：

1、铠装热电偶是由外套，内装高纯度脱水氧化镁或氧化铝粉末作绝缘的一对热电偶丝

组成(A)o

A：耐酸不锈钢管或银基高温合金B：耐高温合金钢C：高速工具钢

2、普通型热电偶一般由(ABCD)组成。

A：热电极B：绝缘管C：保护管D：接线盒

3、铠装热电偶是由(ABC)拉伸加工而成的坚实组合体。

A：热电极B：绝缘材料C：金属套管D：接线盒

4、铠装热电偶的优点包括(ABCD)»

A：热惰性小，反响快

B：测量端热容量小，测温精度高

C：可挠性好，有良好的柔性

D：节省材料，特别是贵金属，从而降低本钱

5、铠装热电偶使用时应注意的问题包括（BD）。

A：绝缘管路B：绝缘电阻C：保护管D：电极回路电阻

2-2-4热电极的材料及常用热电偶种类

知识点：

根据金属的热电效应原理，任意两种不同的金属材料都可作热电极组成热电偶，但实际

上并非如此，因此对制造热电偶的材料应满足以下条件：

1.具有较高的物理稳定性，就是说在测温范围内热电特性要稳定，不随时间变化，另

外，在高温下金属不易蒸发和再结晶，以免引起热电极变质、变细和相互污染。

2.具有较高的化学稳定性，即要求在高温下的抗氧化或抗腐蚀的能力强•

3.有较高的灵敏度，即在测温范围内，单位温度变化引起的热电势变化大。

4.热电势与温度之间有单值的线性函数关系，这样可以使显示仪表刻度均匀。

5.复现性能要好，即同种材料的热电偶，在相同的温度下产生的热电势相同，这种性

质称为复现性。复现性好，则便于成批生产和互换。

6.电阻温度系数要小，导电率要高，这样在不同温度下的电阻值相差不大，由于线路

电阻变化引起的测量误差比拟小。

7.机械性能好，材料组织要均匀，要有良好的韧性而便于加工成丝，具有较高的抗机

械损伤的能力。

下面介绍几种标准化热电偶。

1.伯铐一销热电偶（分度号S）

用伯错、钳热电极组成的热电偶称为钳错-伯热电偶。其中伯错合金为热电偶的正极，

它是由90%的钠和10%错制成的合金；伯是负极，它是较纯的伯丝。这种材料由于昂贵，

故一般加工成直径为以下的热电偶丝。由于易于得到高纯度的伯和钳铐，所以这种热电偶的

物理机械性能比拟稳定，测量准确度高，便于复制，可用于精密的温度测量和只制成标准热

电偶，在氧化性和中性气体中其物理化学性能比拟稳定，在高温不易氧化变质，熔点也比拟

高。长时间使用时可测量1300℃以下的温度，短时间使用时可测量1600℃的温度。

/℃,在复原气体和腐蚀性气体中易损坏。其次是热电特性的关系线性度差，长期在高

温下使用时.，材料容易升华和再结晶，镂分子对祐有污染作用，此外材料昂贵，本钱较高。

伯错一钳热电偶的分度号为S,原为LB-3。

2.银铭一银硅热电偶（分度号K）

用银铭、银硅作热电极组成的热电偶称为银铭-银硅热电偶。其中银铝合金为正极，它

是由90%的银和10%的铝制成的合金（也有用80%的银和20%的铭制成的合金）；银硅为负

极，它是由95%的银和5%的铝、硅、铺制成的合金。热电极的直径根据使用情况而定，一

般多为〜。由于两根电极中均含有大量的银，故抗氧化、抗腐蚀的能力强，化学性能比拟

稳定，复制性能也较好，灵敏度较高，约为。C,相当于钳镂-伯热电偶的4倍。长时间使用

时可测量900℃以下的温度，短时间使用时可测量1300℃的温度。

其缺点是在复原性介质和硫或硫化物介质中很快被腐蚀，精度不如粕错-伯热电偶高，

但能满足目前工业生产的要求，所以工业生产中采用最多的就是锲铭-镶硅热电偶，如在火

电厂的汽、烟等系统的测温元件均为银铭-保硅热电偶。

银铭一保硅热电偶的分度号为K,原为EU-2。

3.银铭一考铜热电偶（分度号E）

用银铭、考铜作热电极组成的热电偶称为银铭-考铜热电偶。其中银铭为正极，它是由

90%的锲和10%的铭制成的合金；考铜是负极，它是由56%的铜和44%的银制成的合金。

热电极的直径多为1.2~2mm,这种热电偶比拟适合在氧化性及中性气体中使用，其突出的

特点是灵敏度高，约为mV/℃,此外，价格廉价。这种热电偶广泛运用于测量800℃以下的

温度。

锲格一考铜热电偶的分度号为E,原为EA-2。

4.柏铐30—的铐6热电偶（分度号B）

该热电偶的正极为含错30%的伯错合金，负极为含铐6%的伯德合金，长期使用上限温

度为1600℃,短期使用可达1800℃o

该热电偶的特性与伯健10-伯热电偶相似，其稳定性更好，测温上限更高，冷端温度在

osio（rc变化时，可不用冷端补偿。

该热电偶的灵敏度低，也只宜在氧化性及中性介质中使用。

伯铐30—钳错6热电偶分度号B,旧分度号LL-2。

5.铜一康铜热电偶（分度号T）

该热电偶的正极为纯铜，负极为康铜（含银40%的铜银合金），测温范围一般为-200s

350℃,短期使用上限可达400。（2。

该热电偶测温精度高，稳定性好，低温测量灵敏度高，价格低廉。但由于铜在高温时易

氧化，故测温上限较低。

铜一康铜热电偶分度号T,旧分度号CK。

试题库:

1、准确度最高的热电偶是(A)o

A：S型B：K型C：J型D：E型

2、试确定以下各热电偶，哪一种是非标准化热电偶(B)o

A：银铝一银硅热电偶B：银钻一模硅热电偶C：铁一康铜热电偶

3、试确定以下各热电偶,哪一种是标准化热电偶(A).

A：银铭一银硅热电偶B：鹤一鸽铢热电偶C：锲钻一银铝热电偶

4、在相同的温度下，产生热电势最大的热电偶是(C)o

A：伯铐10一铜热电偶B：银铭一银硅热电偶C：银铭一考铜热电偶

5、精确度最高的热电偶是(A)o

A：S型B：K型C：E型

6、下面哪种热电偶其热电势与温度的线性关系最好：(C)。

A：S型B：E型C：K型

7、能以亲磁与否判断其正负极性的热电偶是(C)o

A：K型B：E型C：S型

8、测温范围在1000C左右时，其测量精确度最高的温度计是(B)。

A：光学高温计B：伯铐10一铝热电偶C：银铭一保硅热电偶

9、银铭一银硅热电偶的分度号是(C)o

A：SB：BC:KD:T

10、某一热电偶的分度号是S,其测量上限长期使用为1300C,短期使用可达1600C,该

热电偶是(A)。

A：柏铐热电偶B：伯铭30—柏铐6热电偶

C：银铝一银硅热电偶D：铜一康铜

11、铜一康铜热电偶的分度号及测温范围是(0»

A：E,-200-900℃B：J,40s75℃C：T,-200-350℃D：K,-200-35℃

12、K分度热电偶的负极是(D)材料。

A：铜银B：铁C：镇珞D：银硅

13、测温范围在1000℃左右时•，最适宜选用的温度计是（B）。

A：光学高温计B：伯铭10-伯热电偶

C：银铭一银硅热电偶1）