熱電偶基礎(chǔ)知識介紹

1、2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 1 熱電偶傳感器介紹 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度是需要測量和控制的重要參 數(shù)之一。在溫度測量中，熱電偶的應(yīng)用極為廣泛，它 具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、測量范圍廣、精度高、慣 性小和輸出信號便于遠(yuǎn)傳等許多優(yōu)點(diǎn), ,在溫度測量中 占有重要的地位。其測溫范圍較寬，一般為-50-50 16001600，最高的可達(dá)到30003000。 另外，由于熱電偶是一種有源傳感器，測量時不需外 加電源，使用十分方便，所以常被用作測量爐子、管 道內(nèi)的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 2 一、 熱電偶的測溫原理 先看一個實(shí)驗(yàn)先看一個實(shí)

2、驗(yàn)熱電偶工作原理演示熱電偶工作原理演示 結(jié)論：當(dāng)兩個結(jié)點(diǎn)溫度不相同時，回路中將產(chǎn)生電動勢。結(jié)論：當(dāng)兩個結(jié)點(diǎn)溫度不相同時，回路中將產(chǎn)生電動勢。 熱電極熱電極A A 右端稱為：右端稱為： 自由端自由端 （參考端、（參考端、 冷端）冷端） 左端稱為：左端稱為： 測量端（工測量端（工 作端、熱端）作端、熱端） 熱電極熱電極B B 熱電勢熱電勢 A A B B 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 3 從實(shí)驗(yàn)到理論：熱電效應(yīng) 18211821年，德國物理學(xué)家賽貝克用兩種不同金屬組成閉 合回路，并用酒精燈加熱其中一個接觸點(diǎn)（稱為結(jié) 點(diǎn)），發(fā)現(xiàn)放在回路中的指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)（說明什 么？），如果用兩盞酒

3、精燈對兩個結(jié)點(diǎn)同時加熱，指 南針的偏轉(zhuǎn)角反而減?。ㄓ终f明什么？）。 顯然，指南針的偏轉(zhuǎn)說明回路中有電動勢產(chǎn)生并有電 流在回路中流動，電流的強(qiáng)弱與兩個結(jié)點(diǎn)的溫差有關(guān)。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 4 通過以上演示得出結(jié)論有關(guān)熱電偶熱電勢的討論 將兩種不同的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A A、B B組合成閉合回路。 若兩結(jié)點(diǎn)處溫度不同，則回路中將有電流流動，即回 路中有熱電動勢存在。 此電動勢的大小除了與材料本身的性質(zhì)有關(guān)以外, ,還 決定于結(jié)點(diǎn)處的溫差，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)或塞貝 克效應(yīng)。 熱電偶就是根據(jù)此原理設(shè)計(jì)制作的將溫差轉(zhuǎn)換為電勢 量的熱電式傳感器。熱電效應(yīng)產(chǎn)生的熱電勢是由接觸 電勢

4、和溫差電勢兩部分組成的。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 5 （一）接觸電勢 產(chǎn)生原因：兩種不同的金屬互相接觸時，由于不同金 屬內(nèi)自由電子的密度不同，在兩金屬A A和B B的接觸點(diǎn)處 會發(fā)生自由電子的擴(kuò)散現(xiàn)象。自由電子將從密度大的 金屬A A擴(kuò)散到密度小的金屬B B，使A A失去電子帶正電，B B 得到電子帶負(fù)電，從而產(chǎn)生接觸電勢： 自自 由由 電電 子子 A B e eAB AB(T) (T)T T Bt At AB N N e kt tEln)( k k：波爾茲曼常數(shù)；：波爾茲曼常數(shù)； e e：單位電荷電量；：單位電荷電量； N NAT AT、 、N NBT BT：溫度為 ：

5、溫度為T T時時, ,導(dǎo)體導(dǎo)體A A、B B的的 自由電子密度。自由電子密度。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 6 （二）溫差電動勢 溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi) 部大量分子無規(guī)則部大量分子無規(guī)則 運(yùn)動的劇烈程度。運(yùn)動的劇烈程度。 溫度越高，表示物溫度越高，表示物 體內(nèi)部分子熱運(yùn)動體內(nèi)部分子熱運(yùn)動 越劇烈。越劇烈。 模擬圖：在一個密閉的空間里，氣體分子在高溫時的運(yùn)動模擬圖：在一個密閉的空間里，氣體分子在高溫時的運(yùn)動 速度比低溫時快！速度比低溫時快！ 溫度的影響溫度的影響 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 7 定義：同一導(dǎo)體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種熱電 勢溫差

6、電動勢 同一導(dǎo)體的兩端溫度不同時, , 高溫端的電子能量要比低溫 端的電子能量大, , 因而從高溫端跑到低溫端的電子數(shù)比從 低溫端跑到高溫端的要多, , 結(jié)果高溫端因失去電子而帶正 電, , 低溫端因獲得多余的電子而帶負(fù)電, , 形成一個靜電場， 該靜電場阻止電子繼續(xù)向低溫端遷移，最后達(dá)到動態(tài)平衡。 因此， 在導(dǎo)體兩端便形成溫差電勢，公式： E EA A（t t，t t0 0）=U=UAt At-U -UAt0 At0 dT dt tNd Ne k UUttE At At AttAA ),(1 ),( t t 00 0 考慮：如果同一導(dǎo)體各點(diǎn)溫度相同，即考慮：如果同一導(dǎo)體各點(diǎn)溫度相同，即t t

7、t t0 0，則回路總電，則回路總電 動勢必為零？動勢必為零？ 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 8 （三）熱電偶回路的熱電勢 熱電偶回路中總的熱電勢應(yīng)是接觸電勢與溫差電勢之 和。 E EAB AB（ （t t，t t0 0）= =E EAB AB（ （t t） +E EB B（t t，t t0 0） - -E EAB AB（ （t t0 0）- -E EA A（t t，t t0 0） 經(jīng)實(shí)踐證明，在熱電偶中起主要作用的是接觸電動勢，溫差經(jīng)實(shí)踐證明，在熱電偶中起主要作用的是接觸電動勢，溫差 電動勢只占極小部分?？梢院雎圆挥?jì)：電動勢只占極小部分?？梢院雎圆挥?jì)： E EAB AB（ （

8、t t，t t0 0）= = E EAB AB（ （t t）- -E EAB AB（ （t t0 0）dT N N e k Bt At ln t t0 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 9 綜上所述，如下結(jié)論： 熱電偶回路中熱電動勢的大小，與組成熱電偶的導(dǎo) 體材料和兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)，而與熱電偶的形狀尺 寸無關(guān)。當(dāng)熱電偶兩電極材料固定后，熱電動勢便 是兩接點(diǎn)溫度為t t和t t0 0時的函數(shù)差： 對于已選定的熱電偶, , 當(dāng)參考端溫度t t0 0恒定時, , E EAB AB(t (t0 0) )為常數(shù), ,則總的熱電動勢就只與溫度t t成單值 函數(shù)關(guān)系, , 即 AB AB(t,t

9、 (t,t0 0)=E)=EAB AB(t)-C= (t)-C=(t)(t) E EAB AB（ （t t，t t0 0）= = E EAB AB（ （t t）- -E EAB AB（ （t t0 0） )f(t-f(t)t(t,E 00AB 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 10 （四）實(shí)際應(yīng)用 我國從1991年開始采用國際計(jì)量委員會規(guī)定的 “1990年國際溫標(biāo)”（簡稱ITS-90）的新標(biāo)準(zhǔn)。 按此標(biāo)準(zhǔn)，制定了相應(yīng)的分度表，并且有相應(yīng)的線性 化集成電路與之對應(yīng)。 目前熱電偶統(tǒng)一規(guī)定在T0=0的條件下，給出測量 端溫度與熱電勢的數(shù)值對照表，即分度表自由端（約 束條件：冷端溫度必須為

10、0 ）。實(shí)際測溫時，根 據(jù)測出的熱電勢可通過查對應(yīng)的分度表，查得所測的 溫度值。 本教材p366的附錄列出了工業(yè)中常用的分度表 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 11 二、有關(guān)熱電偶的幾點(diǎn)結(jié)論 規(guī)定：AB AB(t,t (t,t0 0) )的含義，按位置順序 A A表示熱電偶正極；B B表示負(fù)極 t t表示測量端溫度；t0t0表示冷端溫度； 符號變化，位置規(guī)定的含義不變。 AB AB(t,t (t,t0 0)=-E)=-EBA BA(t,t (t,t0 0)=-E)=-EAB AB(t (t0 0,t),t) 解釋：當(dāng)N NA ANNB B,A,A為正極，B B為負(fù)極。腳注ABAB

11、的順序表 示電動勢的方向。當(dāng)腳注順序改變時，電動勢前面的 符號（、）隨之改變。 利用熱電偶作為傳感器來檢測溫度時，必須在熱電偶回路中引入顯示或記錄儀表，利用熱電偶作為傳感器來檢測溫度時，必須在熱電偶回路中引入顯示或記錄儀表， 并用連接導(dǎo)線將它們連接起來，因此必須掌握下面的基本定律，以保證能夠正確并用連接導(dǎo)線將它們連接起來，因此必須掌握下面的基本定律，以保證能夠正確 的選擇和使用熱電偶。的選擇和使用熱電偶。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 12 1）熱電勢的大小僅與材料的性質(zhì)及其兩端點(diǎn)的溫度 有關(guān)，而與熱電偶的形狀、大小無關(guān)。 燒斷的熱電偶可重新焊接，用于測溫。 2）如果構(gòu)成熱電偶

12、的兩個熱電極為材料相同的均質(zhì) 導(dǎo)體，則無論兩結(jié)點(diǎn)溫度如何，熱電偶回路內(nèi)的總熱 電勢為零均質(zhì)導(dǎo)體定律 必須采用兩種不同的材料作為熱電極。 0ln),( t t 0 0 dT N N e k ttE At At AB 溫差電動溫差電動 勢只占極小勢只占極小 部分部分 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 13 3 3）如果熱電偶兩結(jié)點(diǎn)溫度相等t=tt=t0 0，熱電偶回路內(nèi)的總 電勢亦為零。 4 4）熱電偶ABAB的熱電勢與A A、B B材料的中間溫度無關(guān)，只與 結(jié)點(diǎn)溫度有關(guān)。 5 5）中間導(dǎo)體定律 利用熱電偶進(jìn)行測溫, , 必須在回路中引入連接導(dǎo)線和 儀表, , 接入導(dǎo)線和儀表后會不會影

13、響回路中的熱電勢 呢？ 0ln),( t t 0 0 dT N N e k ttE Bt At AB 中間導(dǎo)體定律：在熱電偶測中間導(dǎo)體定律：在熱電偶測 溫回路內(nèi)溫回路內(nèi), , 接入接入第三種導(dǎo)體第三種導(dǎo)體C C, , 只要其兩端溫度相同只要其兩端溫度相同, , 則對回則對回 路的總熱電勢沒有影響。路的總熱電勢沒有影響。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 14 l證明: :中間導(dǎo)體定律 由于溫差電勢可忽略不計(jì), , 則回路中的總熱電勢等于 各接點(diǎn)的接觸電勢之和。即 E EABC ABC(T,T (T,T0 0)=e)=eAB AB(T)+e (T)+eBC BC(T (T0 0)+e

14、)+eCA CA(T (T0 0) ) （* *） 當(dāng)當(dāng)T=TT=T0 0時時, ,有有 E EABC ABC(T (T0 0)=e)=eAB AB(T (T0 0 )+e )+eBC BC(T (T0 0)+e)+eCA CA(T (T0 0)=0)=0 由此得由此得e eAB AB(T (T0 0 ) )-e-eBC BC(T (T0 0)-e)-eCA CA(T (T0 0)=0)=0 代入代入（* *）式式 ABC ABC(T,T (T,T0 0)=e)=eAB AB(T)-e (T)-eAB AB(T (T0 0)=e)=eAB AB(T,T (T,T0 0) ) 同理同理, ,加入

15、第四、第五種導(dǎo)體后加入第四、第五種導(dǎo)體后, ,只要加入的導(dǎo)體兩端溫只要加入的導(dǎo)體兩端溫 度相等度相等, ,同樣不影響回路中的總熱電勢。同樣不影響回路中的總熱電勢。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 15 利用熱電偶測溫時，連接導(dǎo)線和顯示儀表等均可看成中間導(dǎo)體。 根據(jù)中間導(dǎo)體定律只要保證連接導(dǎo)線和顯示儀表各自兩端的溫度 相同，則對熱電偶的熱電勢沒有影響。因此中間導(dǎo)體定律對熱電 偶的實(shí)際應(yīng)用有十分重要的意義。圖利用中間導(dǎo)體定律制成開路 電偶測量金屬和金屬壁面的溫度。 根據(jù)此定律，除可在熱電偶測溫回路中接入各種類型的顯示儀表 或調(diào)節(jié)器外，也可以推廣到對液態(tài)金屬材料和固態(tài)金屬材料表面 的溫

16、度測量，如圖所示。有時為了提高測量精度，或者為了使用 上的方便，將熱電極A A和B B直接插入液態(tài)金屬或焊在固體金屬表面 上。例如，用熱電偶連續(xù)測量鐵水的溫度就是這樣的。在連續(xù)測 量過程中，熱電極不斷地被鐵水熔掉，而根據(jù)這個定律，就不需 要先焊接了。 T0 AB T 金屬壁面 M M 連接管 熱電偶 液態(tài)金屬 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 16 6）標(biāo)準(zhǔn)電極定律 當(dāng)結(jié)點(diǎn)溫度為t, t0時，用導(dǎo)體A，B組成的熱電偶 的熱電動勢等于AC熱電偶和CB熱電偶的熱電動勢 的代數(shù)和。 )t(t,E-)t(t,E)t(t,E 0BC0AC0AB + A t t0 + t t0 + t t0

17、CCBBA )(tE-(t)E)t(t,E 0ACAC0AC )(tE-(t)E)t(t,E 0BCBC0BC 如圖，導(dǎo)體如圖，導(dǎo)體A A、B B分別與標(biāo)準(zhǔn)電極分別與標(biāo)準(zhǔn)電極 C C組成熱電偶，若它們所產(chǎn)生的組成熱電偶，若它們所產(chǎn)生的 熱電動勢為已知，即熱電動勢為已知，即 那么，導(dǎo)體那么，導(dǎo)體A A與與B B組成的熱電偶，其組成的熱電偶，其 熱電動勢可由下式求得：熱電動勢可由下式求得： 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 17 應(yīng)用：標(biāo)準(zhǔn)電極定律是一個極為實(shí)用的定律。 純金屬的種類很多，合金類型更多。要得出這些金屬 之間組合而成熱電偶的熱電動勢，工作量極大。由于 鉑的物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)

18、定，熔點(diǎn)高，易提純，所以， 通常選用高純鉑絲作為標(biāo)準(zhǔn)電極，只要測得各種金屬 與純鉑組成的熱電偶的熱電動勢表4-24-2，則各種金屬之 間相互組合而成的熱電偶的熱電動勢可直接計(jì)算。 例如：熱端為100100，冷端為00時，鎳鉻合金與純鉑 組成的熱電偶的熱電動勢為2.95mV2.95mV，考銅與純鉑組成 的熱電偶的熱電動勢為-4.0mV-4.0mV；則鎳鉻和考銅組合成 的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢： 2.95mV-(-4.0mV)=6.95mV2.95mV-(-4.0mV)=6.95mV 用于制造用于制造鉑鉑熱電偶熱電偶 的各種的各種鉑鉑熱電偶絲熱電偶絲 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù)

19、18 三、熱電偶冷端溫度補(bǔ)償 熱電效應(yīng)的原理可知，熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢與熱電效應(yīng)的原理可知，熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢與 兩端溫度有關(guān)。只有將冷端的溫度恒定，熱電動兩端溫度有關(guān)。只有將冷端的溫度恒定，熱電動 勢才是熱端溫度的單值函數(shù)。勢才是熱端溫度的單值函數(shù)。 必要性：必要性： 1 1、用熱電偶的分度表查毫伏數(shù)、用熱電偶的分度表查毫伏數(shù)- -溫度時，溫度時，必須滿足必須滿足 t t0 0=0=0 C C的條件的條件。在實(shí)際測溫中，冷端溫度常隨環(huán)境溫。在實(shí)際測溫中，冷端溫度常隨環(huán)境溫 度而變化，這樣度而變化，這樣t t0 0不但不是不但不是0 0 C C，而且也不恒定，而且也不恒定， 因因 此將產(chǎn)生誤

20、差。此將產(chǎn)生誤差。 2 2、 一般情況下，冷端溫度均高于一般情況下，冷端溫度均高于0 0 C C，熱電勢總是偏，熱電勢總是偏 小。應(yīng)想辦法消除或補(bǔ)償熱電偶的冷端損失小。應(yīng)想辦法消除或補(bǔ)償熱電偶的冷端損失 。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 19 （一）補(bǔ)償導(dǎo)線法 采用相對廉價的補(bǔ)償導(dǎo)線，可延長熱電偶的冷端，使 之遠(yuǎn)離高溫區(qū)；可節(jié)約大量貴金屬；易彎曲，便于敷 設(shè)。 所謂補(bǔ)償導(dǎo)線：實(shí)際上是一對材料化學(xué)成分不同的導(dǎo) 線，在0100溫度范圍內(nèi)與配接的熱電偶有一致 的熱電特性，但價格相對要便宜。若利用補(bǔ)償導(dǎo)線， 將熱電偶的冷端延伸到溫度恒定的場所(如儀表室)， 其實(shí)質(zhì)是相當(dāng)于將熱電極延長。

21、 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 20 補(bǔ)償導(dǎo)線型號補(bǔ)償導(dǎo)線型號 書書p70 p70 表表4 43 3 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 21 補(bǔ)償導(dǎo)線外形 AA BB 屏蔽層屏蔽層 保護(hù)層保護(hù)層 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 22 在使用延長線時的應(yīng)注意以下幾方面： 各種延長線只能與相應(yīng)型號的熱電偶配用，而且必 須在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用； 注意極性，不能接反，否則會造成更大的誤差； 延長線與熱電偶連接的兩個結(jié)點(diǎn)，其溫度必須相同。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 23 例:采用鎳鉻-鎳硅熱電偶測量爐溫。熱端溫度為800，冷端溫度為 50。

22、為了進(jìn)行爐溫的調(diào)節(jié)及顯示，必須將熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢信 號送到儀表室，儀表室的環(huán)境溫度恒為20。 由鎳鉻- -鎳硅熱電偶分度表查出它在冷端溫度為0 0，熱端溫度為800800 時的熱電動勢為E(800E(800，0)0)= =33.275mV33.275mV；熱端溫度為5050時的熱電動 勢為E(50E(50，0)0)= =2.023mV2.023mV；熱端溫度為2020時的熱電動勢為E(20E(20， 0)=0.798mV0)=0.798mV。 如果熱電偶與儀表之間直接用銅導(dǎo)線連接，根據(jù)中間導(dǎo)體定律，輸入 儀表的熱電動勢為：E(800E(800，50)=E(80050)=E(800，0)-E

23、(500)-E(50，0)=(33.277-0)=(33.277- 2.022)mV=31.255mV(2.022)mV=31.255mV(相當(dāng)于751751) )。 如果熱電偶與儀表之間用補(bǔ)償導(dǎo)線連接，相當(dāng)于將熱電偶延伸到儀表 室，輸入儀表的熱電動勢為：E(800E(800，20)=E(80020)=E(800，0)-E(200)-E(20， 0)=(33.277-0.798)mV=32.479mV(0)=(33.277-0.798)mV=32.479mV(相當(dāng)于781781) )。與爐內(nèi)的真實(shí)溫 度相差分別為： 751751-800-800=-49=-49 781 781-800-800=

24、-19=-19 可見，補(bǔ)償導(dǎo)線的作用是很明顯的。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 24 例4-8 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 25 （二）冷端恒溫法 A A、00恒溫器 將熱電偶的冷端置于溫度為00的恒溫器內(nèi)( (如冰水混 合物) )，使冷端溫度處于00。這種裝置通常用于實(shí)驗(yàn) 室或精密的溫度測量。 在冰杯中，冰水混合物的溫在冰杯中，冰水混合物的溫 度能較長時間地保持在度能較長時間地保持在0 0 C C 不變。不變。 冰浴法，它消除了t0不等于0 而引入的誤差，由于冰融化較 快，所以一般只適用于實(shí)驗(yàn)室 中。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 26 B

25、B、其他恒溫器 將熱電偶的冷端置于各種恒溫器內(nèi)，使之保持溫度恒 定，避免由于環(huán)境溫度的波動而引入誤差。這類恒溫 器可以是盛有變壓器油的容器，利用變壓器油的熱惰 性恒溫；也可以是電加熱的恒溫器。這類恒溫器的溫 度不為0，故最后還需對熱電偶進(jìn)行冷端溫度修正。 1 1被測流體管道被測流體管道 2 2熱電偶熱電偶 3 3接線盒接線盒 4 4補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償導(dǎo)線 5 5銅質(zhì)導(dǎo)銅質(zhì)導(dǎo) 線線 6 6毫伏表毫伏表 7 7恒溫器恒溫器 8 8混合物混合物 9 9試管試管 1010新冷端新冷端 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 27 （三）冷端溫度的修正計(jì)算 當(dāng)熱電偶的冷端溫度t t0 000時，由于熱端

26、與冷端的溫 差隨冷端的變化而變化，所以測得的熱電勢E EAB AB（t t，t t0 0） 與冷端為00時所測得的熱電勢E EAB AB（t t，0 0）不等。若 冷端溫度高于00，則E EAB AB（t t，t t0 0）E EAB AB（t t，0 0）。下 式計(jì)算并修正測量誤差： E EAB AB（t t，0 0）=E =EAB AB（t t，t t0 0）+E +EAB AB（t t0 0，0 0） E EAB AB(t (t，0)0)為熱電偶熱端溫度為為熱電偶熱端溫度為t t，冷端，冷端 溫度為溫度為0 0時的熱電動勢；時的熱電動勢； E EAB AB(t (t，t t0 0) )為

27、熱電偶熱端溫度為為熱電偶熱端溫度為t t，冷端，冷端 溫度為溫度為t t0 0時的熱電動勢；時的熱電動勢； E EAB AB(t (t0 0，0)0)為熱電偶熱端溫度為為熱電偶熱端溫度為t t0 0，冷，冷 端溫度為端溫度為0 0時的熱電動勢。時的熱電動勢。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 28 例：用鎳鉻- -鎳硅熱電偶測爐溫，當(dāng)冷端溫度為30 30 ( (且為恒定時) )，測出熱端溫度為t t時的熱電動勢為 39.17mV39.17mV，求爐子的真實(shí)溫度。 由鎳鉻- -鎳硅熱電偶分度表查出E(30E(30，0)=1.203mV0)=1.203mV根 據(jù)公式計(jì)算出 再通過分度表

28、查出其對應(yīng)的實(shí)際溫度為：t=977t=977 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 29 （四）電橋補(bǔ)償法 電橋補(bǔ)償法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的不平衡電壓來自 動補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值， 可購買與被補(bǔ)償熱電偶對應(yīng)型號的補(bǔ)償電橋。 XT-WBC XT-WBC熱電偶端補(bǔ)償器熱電偶端補(bǔ)償器 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 30 四、常用熱電偶及其特性 國際電工委員會19751975年向世界各國推薦七種標(biāo)準(zhǔn)型熱電 偶。我國生產(chǎn)的符合IECIEC標(biāo)準(zhǔn)的熱電偶有六種，書上介紹： 鉑銠10 10- -鉑熱電偶 這種熱電偶分度號為“S”S”。它的正極是鉑銠絲( (鉑90

29、%90%， 銠l0%)l0%)，負(fù)極是純鉑絲。測溫范圍為0170001700。其特點(diǎn)是熱電性能穩(wěn)定，抗氧化性強(qiáng)， 宜 在 氧 化 性 、 惰 性 氣 氛 中 工 作 。 由 于 精 度 高 ， 故 國 際 溫 標(biāo) 中 規(guī) 定 它 為 630.741064.43630.741064.43溫度范圍內(nèi)復(fù)現(xiàn)溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)儀器。常用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶或用于高溫測 量。 鎳鉻- -鎳硅熱電偶 這種熱電偶分度號為“K K”。它的正極是鎳鉻合金( (鎳 90.5%90.5%，鉻9.5%)9.5%)，負(fù)極為鎳硅( (鎳97.5%97.5%，硅2.5%)2.5%)。測溫范圍為-200+1300-200+1300。其特 點(diǎn)是

30、測溫范圍很寬、熱電動勢與溫度關(guān)系近似線性、熱電動勢大及價格低。缺點(diǎn)是熱 電動勢的穩(wěn)定性較B B型或S S型熱電偶差，且負(fù)極有明顯的導(dǎo)磁性。 鎳鉻- -錳白銅熱電偶 這種熱電偶分度號為“E”E”。它的正極是鎳鉻合金， 負(fù)極是銅鎳合金( (銅55%55%，鎳45%)45%)。測溫范圍為-200+1000-200+1000。其特點(diǎn)是熱電動勢較其 他常用熱電偶大。適宜在氧化性或惰性氣氛中工作。 1.1.鉑銠30 30- -鉑銠6 6熱電偶 這種熱電偶分度號為“B B”。它的正極是鉑銠絲( (鉑 70%70%，銠30%)30%)，負(fù)極也是鉑銠絲( (鉑94%94%，銠6%)6%)，故俗稱雙鉑銠。測溫范圍

31、為0170001700。 其特點(diǎn)是測溫上限高。在冶金反應(yīng)、鋼水測量等高溫領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 31 K K熱電偶的分熱電偶的分 度表度表 比較查出的比較查出的 三個熱電勢三個熱電勢， 熱電勢是否熱電勢是否 線性？線性？ 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 32 如何由熱電偶的熱電勢查熱端溫度值？ 設(shè)冷端為設(shè)冷端為0 0 C C，根據(jù)以下電路中的毫伏表的示值及，根據(jù)以下電路中的毫伏表的示值及K K熱電偶的熱電偶的 分度表，查出熱端的溫度分度表，查出熱端的溫度t tx x。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 33 五、 熱電偶常用測量電路 熱電偶測溫時, 它可以直接與顯示儀表（如電子電位 差計(jì)、 數(shù)字表等）配套使用, 也可與溫度變送器配套, 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號, 圖為典型的熱電偶測溫線路。 2021/6/16 第四章 非電量的電測技術(shù) 34 如用一臺