熱電偶在電廠的應(yīng)用

1、2022-1-301熱電偶的原理及應(yīng)用熱電偶的原理及應(yīng)用講課人：2022-1-302主要內(nèi)容主要內(nèi)容 相關(guān)介紹相關(guān)介紹 熱電偶的安裝要求熱電偶的安裝要求 溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償常見(jiàn)問(wèn)題常見(jiàn)問(wèn)題基本介紹基本介紹 概述概述熱電偶的優(yōu)缺點(diǎn)熱電偶的優(yōu)缺點(diǎn)工作工作原理原理常見(jiàn)常見(jiàn)種類(lèi)種類(lèi)2022-1-303概述概述熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí)，回路中就會(huì)有電流通過(guò)，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢(shì)熱電動(dòng)勢(shì)，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect）。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度

2、下。根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù)關(guān)系，制成熱電偶分度表；分度表是自由端溫度在0時(shí)的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。在電廠的熱力生產(chǎn)過(guò)程中，從工質(zhì)到各部件無(wú)不伴有溫度的變化。在火電廠中，熱電偶測(cè)溫和熱電阻測(cè)溫應(yīng)用得最廣，熱電偶溫度計(jì)一般用于測(cè)量500以上的溫度。例如，電廠熱力過(guò)程中的主蒸汽溫度、過(guò)熱器管壁溫度、汽輪機(jī)高壓汽缸壁溫度以及高溫?zé)煔鉁囟鹊?，都是采用熱電偶進(jìn)行測(cè)溫的。 2022-1-304熱電偶的特點(diǎn)熱電偶的特點(diǎn)1.裝配簡(jiǎn)單，更換方便；2.壓簧式感溫元件，抗震性能好；3.測(cè)量精度高；4.測(cè)量范圍大（2001300，特殊情況下2702800）；5.熱響應(yīng)時(shí)間快；6.機(jī)械強(qiáng)度高，耐壓

3、性能好；7.耐高溫可達(dá)2800度；8.使用壽命長(zhǎng)2022-1-305熱電偶的缺點(diǎn)熱電偶的缺點(diǎn)1.熱電偶受測(cè)溫現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境氣氛的限制2.測(cè)溫精度難于達(dá)到土0.1以上3.參考端溫度要恒定(如在0)，若偏離參考溫度，必須進(jìn)行補(bǔ)償，或使用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)，從而增加經(jīng)費(fèi)4.在高溫下使用或長(zhǎng)期工作時(shí)，由于熱電勢(shì)不穩(wěn)定，將產(chǎn)生示值漂移，需要進(jìn)行定期檢定或修正2022-1-306結(jié)論：當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不相同時(shí)，回路中將產(chǎn)生熱電勢(shì)。結(jié)論：當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不相同時(shí)，回路中將產(chǎn)生熱電勢(shì)。熱電勢(shì)由兩種材料的接觸電勢(shì)和單一材料的溫差電勢(shì)決定熱電勢(shì)由兩種材料的接觸電勢(shì)和單一材料的溫差電勢(shì)決定 熱電偶工作原理演示熱電偶工作原理演示 熱電極

4、熱電極A A右端稱(chēng)為：右端稱(chēng)為：自由端自由端（參考端、（參考端、冷端）冷端） 左端稱(chēng)為：左端稱(chēng)為：測(cè)量端測(cè)量端（工作端、（工作端、熱端）熱端） 熱電極熱電極B B熱電勢(shì)熱電勢(shì)ABbYdh571#2022-1-307熱電偶測(cè)溫原理熱電偶測(cè)溫原理n熱電偶：熱電偶：兩種不同的金屬兩種不同的金屬A和和B構(gòu)成閉合回路構(gòu)成閉合回路當(dāng)兩個(gè)接觸端當(dāng)兩個(gè)接觸端T T0時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì) 熱電勢(shì)由兩種材料的接觸電勢(shì)和單一材料的溫差電勢(shì)決定熱電勢(shì)由兩種材料的接觸電勢(shì)和單一材料的溫差電勢(shì)決定2022-1-3081. 1. 接觸電勢(shì)接觸電勢(shì)BAABNNekTTeln)(k 玻耳茲曼常數(shù)；T 接

5、觸面的絕對(duì)溫度；e 單位電荷量；NA金屬電極A的自由電子密度NA金屬電極B的自由電子密度接觸電勢(shì)接觸電勢(shì) 若金屬A的自由電子濃度大于金屬B的，則在同一瞬間由A擴(kuò)散到B的電子將比由B擴(kuò)散到A的電子多，因而A對(duì)于B因失去電子而帶正電，B獲得電子而帶負(fù)電，在接觸處便產(chǎn)生電場(chǎng)。A、B之間便產(chǎn)生了一定的接觸電動(dòng)勢(shì)。2022-1-3092. 2. 溫差電勢(shì)溫差電勢(shì)TTAdTTTe0),(0 湯姆遜系數(shù)，它表示溫度為湯姆遜系數(shù)，它表示溫度為1時(shí)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)值，時(shí)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)值， 它與材料的性質(zhì)有關(guān)。它與材料的性質(zhì)有關(guān)。 溫差電勢(shì)溫差電勢(shì)（湯姆遜電勢(shì)）（湯姆遜電勢(shì)） 對(duì)于任何一種金屬，當(dāng)其兩端溫度不同時(shí)，

6、兩端的自由電子濃度也不同，溫度高的一端濃度大，具有較大的動(dòng)能；溫度低的一端濃度小，動(dòng)能也小。因此高溫端的自由電子要向低溫端擴(kuò)散，高溫端因失去電子而帶正電，低溫端得到電子而帶負(fù)電，形成溫差電動(dòng)勢(shì)，又稱(chēng)湯姆森電動(dòng)勢(shì)。2022-1-30103. 3. 熱電偶回路的總熱電勢(shì)熱電偶回路的總熱電勢(shì) TTBABABAABABBABAABABdt)(NNln)TT(ek)T ,T(e)T ,T(e)T(e)T(e)T ,T(e)T(e)T ,T(e)T(e)T ,T(E0000000002022-1-3011n熱電極熱電極A和和B為同一種材料時(shí)，為同一種材料時(shí)，NA=NB, A=B，則則EAB(T, T0)=

7、0。n若熱電偶兩端處于同一溫度下，若熱電偶兩端處于同一溫度下， T=T0 ，則則EAB(T, T0)=0 。n熱電勢(shì)存在必須具備兩個(gè)條件：熱電勢(shì)存在必須具備兩個(gè)條件：一、兩種不同的金屬材料組成熱電偶，一、兩種不同的金屬材料組成熱電偶， 二、它的兩端存在溫差。二、它的兩端存在溫差。 2022-1-3012)T(f)T(fdt)()T(edt)()T(e)T ,T(ETTBAABTBAABAB00000熱電勢(shì)是熱電勢(shì)是T和和T0的溫度函數(shù)的差，而不是溫度的函數(shù)。的溫度函數(shù)的差，而不是溫度的函數(shù)。當(dāng)當(dāng)T0=0時(shí)，時(shí)，f (T0)=0則有：則有：)(),(0TfTTEABE與與T之間有唯一對(duì)應(yīng)的單值函

8、數(shù)關(guān)系，之間有唯一對(duì)應(yīng)的單值函數(shù)關(guān)系，因此就可以用測(cè)量到的熱電勢(shì)因此就可以用測(cè)量到的熱電勢(shì)E來(lái)得到對(duì)應(yīng)的溫度值來(lái)得到對(duì)應(yīng)的溫度值T，熱電偶熱電勢(shì)的大小，只是與導(dǎo)體熱電偶熱電勢(shì)的大小，只是與導(dǎo)體A和和B的材料有關(guān)，的材料有關(guān)，與冷熱端的溫度有關(guān)，與導(dǎo)體的粗細(xì)長(zhǎng)短及兩導(dǎo)體接觸面積無(wú)關(guān)。與冷熱端的溫度有關(guān)，與導(dǎo)體的粗細(xì)長(zhǎng)短及兩導(dǎo)體接觸面積無(wú)關(guān)。 2022-1-3013熱電偶需注意的幾個(gè)問(wèn)題熱電偶需注意的幾個(gè)問(wèn)題n1、熱電偶的熱電勢(shì)是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶冷端與工作端，兩端溫度差的函數(shù)；n2、熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)的大小，當(dāng)熱電偶的材料是均勻時(shí)，與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無(wú)關(guān)，只與熱電偶

9、材料的成份和兩端的溫差有關(guān)；n3、當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料成份確定后，熱電偶熱電勢(shì)的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持一定，這進(jìn)熱電偶的熱電勢(shì)僅是工作端溫度的單值函數(shù)。將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，如圖所示。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，因而在回路中形成一個(gè)大小的電流。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的2022-1-3014熱電偶常見(jiàn)種類(lèi)熱電偶常見(jiàn)種類(lèi)常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類(lèi)。所謂標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示

10、儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒(méi)有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場(chǎng)合的測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶中國(guó)從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為中國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。2022-1-3015熱電偶常見(jiàn)種類(lèi)熱電偶常見(jiàn)種類(lèi)n鉑銠10鉑熱電偶(s型熱電偶)準(zhǔn)確度最高,穩(wěn)定性最好,測(cè)溫溫區(qū)寬,使用壽命長(zhǎng)， 1300/1600熱電勢(shì)率較小，靈敏度低，抗污染性差，價(jià)格昂貴n鉑銠13鉑熱電偶(R型熱電偶)與S型熱電偶性能相當(dāng)主要用于進(jìn)口設(shè)備上測(cè)溫n鉑銠30鉑銠6電偶(B型熱電偶)與S型熱電偶性能相當(dāng)測(cè)溫上

11、限高，可達(dá)1600/1800. 參考端通常不用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)補(bǔ)償2022-1-3016熱電偶常見(jiàn)種類(lèi)熱電偶常見(jiàn)種類(lèi)n鎳鉻鎳硅熱電偶(K型熱電偶)價(jià)格便宜，用量最大，其用量為其他熱電偶的總和線(xiàn)性度好、熱電勢(shì)大、靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性較好n鎳鉻硅鎳硅熱電偶(N型熱電偶)與K型性能相當(dāng)，某些方面由于K型n鎳鉻銅鎳（康銅）熱電偶(E型熱電偶)熱電偶電動(dòng)勢(shì)最大，靈敏度最高，可制成熱電堆，測(cè)量微小的溫度變化。2022-1-3017熱電偶常見(jiàn)種類(lèi)熱電偶常見(jiàn)種類(lèi)n鐵銅鎳（康銅）熱電偶(J型熱電偶) 不僅可適用與氧化和惰性氣氛，還可適用于還原氣氛n銅銅鎳（康銅）熱電偶(T型熱電偶) 最佳的測(cè)量低溫的廉金屬熱電偶，2

12、00350度在2000區(qū)間內(nèi)穩(wěn)定性很好n鎢錸熱電偶（WRe3-WRe25/ WRe5-WRe26) 綜合性能與S型相當(dāng)，但價(jià)格便宜，在鋼廠使用很多 最高溫度2300度，能在還原氣氛下使用，不適用于氧化氣氛2022-1-3018熱電偶主要分類(lèi)熱電偶主要分類(lèi)1、按固定裝置型式分類(lèi)熱電偶作為主要測(cè)溫手段，用途十分廣泛，因而對(duì)固定裝置和技術(shù)性能有多種要求，因此熱電偶的固定裝置分為六種：無(wú)固定裝置式、螺紋式、固定法蘭式、活動(dòng)法蘭式、活動(dòng)法蘭角尺形式、錐形保護(hù)管式六種。2、按裝配及結(jié)構(gòu)方式分類(lèi)根據(jù)熱電偶的性能結(jié)構(gòu)方式可分為：可拆卸式熱電偶、隔爆式熱電偶、鎧裝熱電偶和壓彈簧固定式熱電偶等特殊用途的熱電偶。2

13、022-1-3019熱電偶需注意的幾個(gè)問(wèn)題熱電偶需注意的幾個(gè)問(wèn)題在生產(chǎn)中由于被測(cè)對(duì)象不同，環(huán)境條件不同，測(cè)量要求不同，和熱電阻的安裝方法及采取的措施也不同，需要考慮的問(wèn)題比較多，但原則上可以從測(cè)溫的準(zhǔn)確性、安全性、維修方便三個(gè)方面來(lái)考慮。為避免測(cè)溫元件損壞，應(yīng)保證其人足夠的機(jī)械強(qiáng)度，為保護(hù)感溫元件不受磨損應(yīng)加保護(hù)屏或保護(hù)管等，為確保安全、可靠，測(cè)溫元件的安裝方法應(yīng)視具體情況（如待測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、測(cè)溫元件的長(zhǎng)度及其安裝位置、形式等）而定。下面僅舉幾例以引起注意：凡安裝承受壓力的測(cè)溫元件，都必須保證其密封性。高溫下工作的熱電偶，為防止保護(hù)管在高溫下產(chǎn)生變形，一般應(yīng)垂直安裝，若必須水平安裝則不宜

14、過(guò)長(zhǎng)，并用支架保護(hù)熱電偶。若測(cè)溫元件安裝于介質(zhì)流速較大的管道中，則其應(yīng)傾斜安裝。為防止測(cè)溫元件受到過(guò)大的沖蝕，最好安裝在管道的彎曲處。當(dāng)介質(zhì)壓力超過(guò)10MPa時(shí)，必須在測(cè)量元件上加保護(hù)外套。熱電偶/熱電阻的安裝部位還應(yīng)考慮其拆裝、維修、校驗(yàn)的足夠空間和場(chǎng)地，具有較長(zhǎng)保護(hù)管的熱電偶、熱電阻應(yīng)能方便地拆裝。2022-1-3020熱電偶的安裝要求熱電偶的安裝要求對(duì)熱電偶與熱電阻的安裝，應(yīng)注意有利于測(cè)溫準(zhǔn)確，安全可考及維修方便，而且不影響設(shè)備運(yùn)行和生產(chǎn)操作.要滿(mǎn)足以上要求，在選擇對(duì)熱電偶和熱電阻的安裝部位和插入深度時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：1、為了使熱電偶和熱電阻的測(cè)量端與被測(cè)介質(zhì)之間有充分的熱交換，應(yīng)合理選

15、擇測(cè)點(diǎn)位置，盡量避免在閥門(mén)，彎頭及管道和設(shè)備的死角附近裝設(shè)熱電偶或熱電阻。2、帶有保護(hù)套管的熱電偶和熱電阻有傳熱和散熱損失，為了減少測(cè)量誤差，熱電偶和熱電阻應(yīng)該有足夠的插入深度：（1）對(duì)于測(cè)量管道中心流體溫度的熱電偶，一般都應(yīng)將其測(cè)量端插入到管道中心處（垂直安裝或傾斜安裝）.如被測(cè)流體的管道直徑是200毫米，那熱電偶或熱電阻插入深度應(yīng)選擇100毫米；2022-1-3021熱電偶的安裝要求熱電偶的安裝要求（2）對(duì)于高溫高壓和高速流體的溫度測(cè)量（如主蒸汽溫度），為了減小保護(hù)套對(duì)流體的阻力和防止保護(hù)套在流體作用下發(fā)生斷裂，可采取保護(hù)管淺插方式或采用熱套式熱電偶，淺插式的熱電偶保護(hù)套管，其插入主蒸汽管

16、道的深度應(yīng)不小于75mm；熱套式熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)插入深度為100mm；（3）假如需要測(cè)量是煙道內(nèi)煙氣的溫度，盡管煙道直徑為4m，熱電偶或熱電阻插入深度1 m即可；（4）當(dāng)測(cè)量原件插入深度超過(guò)1m時(shí)，應(yīng)盡可能垂直安裝，或加裝支撐架和保護(hù)套管。2022-1-3022熱電偶的基本定律熱電偶的基本定律1.勻質(zhì)導(dǎo)體定律勻質(zhì)導(dǎo)體定律2.中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律3.連接導(dǎo)體定律連接導(dǎo)體定律4.參考電極定律參考電極定律 2022-1-30231、均質(zhì)導(dǎo)體定律l由一種勻質(zhì)導(dǎo)體所組成的閉合回路，不論導(dǎo)體由一種勻質(zhì)導(dǎo)體所組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的截面積如何及導(dǎo)體的各處溫度分布如何，都的截面積如何及導(dǎo)體的各處溫度分布如何

17、，都不能產(chǎn)生熱電勢(shì)。不能產(chǎn)生熱電勢(shì)。l熱電偶必須采用兩種不用材料的導(dǎo)體組成，熱電偶必須采用兩種不用材料的導(dǎo)體組成，l熱電偶的熱電勢(shì)僅與兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)，而與熱電偶的熱電勢(shì)僅與兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)，而與沿?zé)犭姌O的溫度分布無(wú)關(guān)。沿?zé)犭姌O的溫度分布無(wú)關(guān)。l如果熱電偶的熱電極是非勻質(zhì)導(dǎo)體，在不均勻如果熱電偶的熱電極是非勻質(zhì)導(dǎo)體，在不均勻溫度場(chǎng)中測(cè)溫時(shí)將造成測(cè)量誤差。所以溫度場(chǎng)中測(cè)溫時(shí)將造成測(cè)量誤差。所以熱電極熱電極材料的均勻性是衡量熱電偶質(zhì)量的重要技術(shù)指材料的均勻性是衡量熱電偶質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)之一。標(biāo)之一。 2022-1-30242、中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律在熱電偶回路中接入與另一種導(dǎo)體稱(chēng)中間導(dǎo)體在熱電

18、偶回路中接入與另一種導(dǎo)體稱(chēng)中間導(dǎo)體C C，只要中間導(dǎo)，只要中間導(dǎo)體的兩端溫度相同，熱電偶回路總電動(dòng)勢(shì)不受中間導(dǎo)體接入的體的兩端溫度相同，熱電偶回路總電動(dòng)勢(shì)不受中間導(dǎo)體接入的影響。影響。 為接入測(cè)量?jī)x表提供理論依據(jù)。還可以使用開(kāi)路熱電偶測(cè)為接入測(cè)量?jī)x表提供理論依據(jù)。還可以使用開(kāi)路熱電偶測(cè)量液態(tài)金屬和金屬壁面的溫度。量液態(tài)金屬和金屬壁面的溫度。2022-1-3025電位計(jì)接入電位計(jì)接入 熱電偶回路熱電偶回路2022-1-30263、連接導(dǎo)體定律連接導(dǎo)體定律為在工業(yè)測(cè)量溫度中使用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。為在工業(yè)測(cè)量溫度中使用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。 EAB（T1, T3）=EAB（T1, T2）+E

19、AB（T2, T3）兩端點(diǎn)在任意溫度時(shí)的熱電勢(shì)為：兩端點(diǎn)在任意溫度時(shí)的熱電勢(shì)為：2022-1-3027例例1、用（、用（K型）熱電偶測(cè)量某一溫度，若參比端溫度型）熱電偶測(cè)量某一溫度，若參比端溫度T0=25，測(cè)得的熱電勢(shì)，測(cè)得的熱電勢(shì)E(T,Tn)=40.374mV，求測(cè)量端，求測(cè)量端實(shí)際溫度實(shí)際溫度T。4、參考電極定律兩種導(dǎo)體兩種導(dǎo)體A A、B B分別與第三種導(dǎo)體分別與第三種導(dǎo)體C C組成熱電偶如果組成熱電偶如果A A、C C和和B B、C C熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)已知、那么這兩種導(dǎo)體熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)已知、那么這兩種導(dǎo)體A A、B B組成的熱電偶組成的熱電偶產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)可由下式求得產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)可由下

20、式求得000( ,)( ,)( ,)ABACBCET TET TET T2022-1-3029熱電偶的測(cè)量方法熱電偶的測(cè)量方法熱電偶的熱響應(yīng)時(shí)間比較復(fù)雜，不同的試驗(yàn)條件會(huì)有不同的測(cè)量結(jié)果，這是因?yàn)樗軣犭娕寂c周?chē)橘|(zhì)的換熱率影響，換熱率高，則熱響應(yīng)時(shí)間就短。為了使熱電偶產(chǎn)品的熱響應(yīng) 時(shí)間具有可比性，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：熱響應(yīng)時(shí)間應(yīng)在專(zhuān)用水流試驗(yàn)裝置上進(jìn)行。該裝置的水流速度應(yīng)保持0.40.05m/s，初始溫度在5-45的范圍內(nèi)，溫度階躍值為40-50。在試驗(yàn) 過(guò)程中，水的溫度變化應(yīng)不大于溫度階躍值的1%。被試熱電偶的置入深度為150mm或設(shè)計(jì)的置入深度（選其中較小值并在試驗(yàn)報(bào)告中注明）。由于該裝置比較

21、復(fù)雜，目前只有極少數(shù)單位有這套設(shè)備，故國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定允許生產(chǎn)廠與用戶(hù)協(xié)商，可采用其他試驗(yàn)方法，但所給數(shù)據(jù)必須注明試驗(yàn)條件。由于B型熱電偶在室溫附近熱電勢(shì)很小，熱響應(yīng)時(shí)間不容易測(cè)出，因此國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可采用同規(guī)格的S型熱電偶的熱電極組件替換其自身的熱電極組件，然后進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)記錄 熱電偶 的輸出變化至相當(dāng)于溫度階躍變化50%的時(shí)間T0.5，必要時(shí)可記錄變化10%的熱響應(yīng)時(shí)間T0.1和變化90%的熱響應(yīng)時(shí)間T0.9。所記錄的熱響應(yīng)時(shí)間，應(yīng)是同一 試驗(yàn)至少三次測(cè)試結(jié)果的平均值，每次測(cè)量結(jié)果對(duì)于平均值的偏離應(yīng)在10%以?xún)?nèi)。此外，形成溫度階躍變化所需的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)被測(cè)試 熱電偶 的T0.5的十分之一

22、。記錄儀器或儀 表的響應(yīng)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)被試熱電偶的T0.5的十分之一。2022-1-3030熱電偶的正確使用熱電偶的正確使用正確使用熱電偶不但可以準(zhǔn)確得到溫度的數(shù)值，保證產(chǎn)品合格，而且還可節(jié)省熱電偶的材料消耗，既節(jié)省資金又能保證產(chǎn)品質(zhì)量。安裝不正確，熱導(dǎo)率和時(shí)間滯后等誤差，它們是熱電偶在使用中的主要誤差。2022-1-3031熱電偶的正確使用熱電偶的正確使用1、安裝不當(dāng)引入的誤差如熱電偶安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實(shí)溫度等，換句話(huà)說(shuō)，熱電偶不應(yīng)裝在太靠近門(mén)和加熱的地方，插入的深度至少應(yīng)為保護(hù)管直徑的810倍；熱電偶的保護(hù)套管與壁間的間隔未填絕熱物質(zhì)致使?fàn)t內(nèi)熱溢出或冷空氣侵入，因此熱電偶保

23、護(hù)管和爐壁孔之間的空隙應(yīng)用耐火泥或石棉繩等絕熱物質(zhì)堵塞以免冷熱空氣對(duì)流而影響測(cè)溫的準(zhǔn)確性；熱電偶冷端太靠近爐體使溫度超過(guò)100；熱電偶的安裝應(yīng)盡可能避開(kāi)強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)電場(chǎng)，所以不應(yīng)把熱電偶和動(dòng)力電纜線(xiàn)裝在同一根導(dǎo)管內(nèi)以免引入干擾造成誤差；熱電偶不能安裝在被測(cè)介質(zhì)很少流動(dòng)的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)用熱電偶測(cè)量管內(nèi)氣體溫度時(shí)，必須使熱電偶逆著流速方向安裝，而且充分與氣體接觸。2022-1-3032熱電偶的正確使用熱電偶的正確使用2、絕緣變差而引入的誤差如熱電偶絕緣了，保護(hù)管和拉線(xiàn)板污垢或鹽渣過(guò)多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良，在高溫下更為嚴(yán)重，這不僅會(huì)引起熱電勢(shì)的損耗而且還會(huì)引入干擾，由此引起的誤差有時(shí)可達(dá)上百度。

24、2022-1-3033熱電偶的正確使用熱電偶的正確使用3、熱惰性引入的誤差由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測(cè)溫度的變化，熱電偶在進(jìn)行快速測(cè)量時(shí)這種影響尤為突出。所以應(yīng)盡可能采用熱電極較細(xì)、保護(hù)管直徑較小的熱電偶。測(cè)溫環(huán)境許可時(shí)，甚至可將保護(hù)管取去。由于存在測(cè)量滯后，用熱電偶檢測(cè)出的溫度波動(dòng)的振幅較爐溫波動(dòng)的振幅小。測(cè)量滯后越大，熱電偶波動(dòng)的振幅就越小，與實(shí)際爐溫的差別也就越大。當(dāng)用時(shí)間常數(shù)大的熱電偶測(cè)溫或控溫時(shí)，儀表顯示的溫度雖然波動(dòng)很小，但實(shí)際爐溫的波動(dòng)可能很大。為了準(zhǔn)確的測(cè)量溫度，應(yīng)當(dāng)選擇時(shí)間常數(shù)小的熱電偶。時(shí)間常數(shù)與傳熱系數(shù)成反比，與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比，如要

25、減小時(shí)間常數(shù)，除增加傳熱系數(shù)以外，最有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。使用中，通常采用導(dǎo)熱性能好的材料，管壁薄、內(nèi)徑小的保護(hù)套管。在較精密的溫度測(cè)量中，使用無(wú)保護(hù)套管的裸絲熱電偶，但熱電偶容易損壞，應(yīng)及時(shí)校正及更換。2022-1-3034熱電偶的正確使用熱電偶的正確使用4、熱阻誤差高溫時(shí)，如保護(hù)管上有一層煤灰，塵埃附在上面，則熱阻增加，阻礙熱的傳導(dǎo)，這時(shí)溫度示值比被測(cè)溫度的真值低。因此，應(yīng)保持熱電偶保護(hù)管外部的清潔，以減小誤差。2022-1-3035熱電偶的冷端處理和補(bǔ)償熱電偶的冷端處理和補(bǔ)償 n在和利時(shí)SM 系列產(chǎn)品使用中，溫度補(bǔ)償可以采取三種n方式：系統(tǒng)內(nèi)溫度補(bǔ)償；現(xiàn)場(chǎng)溫度補(bǔ)償；現(xiàn)場(chǎng)固定溫度

26、補(bǔ)償。其中系統(tǒng)內(nèi)部溫度補(bǔ)償法應(yīng)用最為廣泛，它是利用冷端補(bǔ)償端模塊SM3471 產(chǎn)生的毫伏信號(hào)作為補(bǔ)償溫度信號(hào)。此法要求熱電偶信號(hào)采用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)連接。n它的優(yōu)點(diǎn)在于：n1、 能夠充分利用系統(tǒng)現(xiàn)有功能，提高系統(tǒng)利用率；n2、 減少總體補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)，減少工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)溫一次元件的安裝、調(diào)試和維護(hù)的工作量；n3、 補(bǔ)償溫度值設(shè)置和修改靈活；n實(shí)際運(yùn)用中，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇最佳的溫度補(bǔ)償方法。2022-1-3036熱電偶的冷端處理和補(bǔ)償熱電偶的冷端處理和補(bǔ)償 根據(jù)中間溫度定律可知,熱電偶回路中加入補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)后,其熱電勢(shì)僅與測(cè)量端溫度和補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)與儀表連接出的溫度有關(guān),補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的作用就是延長(zhǎng)了熱電級(jí),又不會(huì)造成熱電偶

27、材料的浪費(fèi)。熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)分為延長(zhǎng)型補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)和補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)。按精度等級(jí)可分為精密級(jí)(S)、普通級(jí)。熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的結(jié)構(gòu):熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)通常由補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)芯、絕緣層及護(hù)套組成,補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)芯絕緣層著色不同,各種型號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的正極均為紅色,負(fù)極顏色不同,可根據(jù)絕緣層的顏色辨別補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的型號(hào)。熱電偶冷端補(bǔ)償計(jì)算方法：從毫伏到溫度：測(cè)量冷端溫度，換算為對(duì)應(yīng)毫伏值，與熱電偶的毫伏值相加，換算出溫度；從溫度到毫伏：測(cè)量出實(shí)際溫度與冷端溫度，分別換算為毫伏值，相減後得出毫伏值，即得溫度。 2022-1-3037熱電偶的冷端處理和補(bǔ)償熱電偶的冷端處理和補(bǔ)償 熱電偶的冷端補(bǔ)償通常采用在冷端串聯(lián)一個(gè)由熱電阻構(gòu)成

28、的電橋。電橋的三個(gè)橋臂為標(biāo)準(zhǔn)電阻，另外有一個(gè)橋臂由（銅）熱電阻構(gòu)成。當(dāng)冷端溫度變化（比如升高），熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)也將變化（減小），而此時(shí)串聯(lián)電橋中的熱電阻阻值也將變化并使電橋兩端的電壓也發(fā)生變化（升高）。如果參數(shù)選擇得好且接線(xiàn)正確，電橋產(chǎn)生的電壓正好與熱電勢(shì)隨溫度變化而變化的量相等，整個(gè)熱電偶測(cè)量回路的總輸出電壓（電勢(shì)）正好真實(shí)反映了所測(cè)量的溫度值。這就是熱電偶的冷端補(bǔ)償原理。 2022-1-3038熱電偶如何接線(xiàn)熱電偶如何接線(xiàn)熱電偶接線(xiàn)有正負(fù)極之分，通過(guò)：在接線(xiàn)板子上面就有標(biāo)定：+，-，但是也的廠家沒(méi)有正負(fù)之分，這樣就需要技術(shù)人員憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)判定一，是用顏色來(lái)區(qū)分，綠的為正極，灰的為負(fù)極二，用

29、面用表來(lái)測(cè)量一下三，接線(xiàn)后看一下溫度走勢(shì)四，如果磁鐵也可以用磁鐵來(lái)判定五，補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)也需要正確接線(xiàn)，也有正負(fù)極之分六，接儀表，也要注意正負(fù)之分，端子上面都有標(biāo)注 通用接線(xiàn)端子不能用于熱電偶的接線(xiàn)，因?yàn)槎俗觾?nèi)的導(dǎo)流條通常是用專(zhuān)用銅材料如電解銅制成的，與組成熱電偶的銅材料不同， 與通用的組合接線(xiàn)端子按片提供不同，熱電偶接線(xiàn)端子是成對(duì)提供的。每對(duì)熱電偶端子的導(dǎo)流條是由不同的金屬材料做成的。針對(duì)不同型號(hào)的熱電偶，相應(yīng)有不同的接線(xiàn)端子。熱偶端子內(nèi)所用的 導(dǎo)電材料應(yīng)與組成熱電偶的導(dǎo)電材料完全一致，從而確保熱電偶信號(hào)在傳遞過(guò)程中的準(zhǔn)確性。 2022-1-3039補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)連接示意圖補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)連接示意圖 2022-1-3040使用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)必須注意以下幾個(gè)問(wèn)題。使用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)必須注意以下幾個(gè)問(wèn)題。（1）兩根補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)與兩個(gè)熱電極的結(jié)點(diǎn)）兩根補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)與兩個(gè)熱電極的結(jié)點(diǎn)必須具有相同的溫度。必須具有相同的溫度。（2）只能與相應(yīng)型號(hào)的熱電偶配用，而）只能與相應(yīng)型號(hào)的熱電偶配用，而且必須滿(mǎn)足工作范圍。且必須滿(mǎn)足工作范圍。（3）極性切勿接反，常用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)負(fù)極）極性切勿接反