熱工測(cè)量?jī)x表第3章.1熱電偶

1、第三章第三章接觸式溫度檢測(cè)及儀表接觸式溫度檢測(cè)及儀表 第三章第三章 第一節(jié)熱電偶溫度計(jì)第一節(jié)熱電偶溫度計(jì)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 v第一節(jié)第一節(jié) 熱電偶溫度傳感器熱電偶溫度傳感器v第二節(jié)第二節(jié)熱電阻溫度傳感器熱電阻溫度傳感器 v第三節(jié)第三節(jié)測(cè)溫實(shí)例測(cè)溫實(shí)例 v第四節(jié)第四節(jié)其他溫度檢測(cè)儀表其他溫度檢測(cè)儀表 第一節(jié)熱電偶溫度計(jì)第一節(jié)熱電偶溫度計(jì)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 v第一節(jié)第一節(jié) 熱電現(xiàn)象和關(guān)于熱電偶的基本定熱電現(xiàn)象和關(guān)于熱電偶的基本定律律v第二節(jié)第二節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)化和非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶標(biāo)準(zhǔn)化和非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶v第三節(jié)第三節(jié) 熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償問(wèn)題熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償問(wèn)題v第四節(jié)第四節(jié) 熱電偶的校驗(yàn)熱電偶的校驗(yàn)一、熱電

2、現(xiàn)象和熱電偶溫度計(jì)一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計(jì)二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計(jì)一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計(jì)1.1.熱電偶：熱電偶：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A A和和B B組成閉合回路。組成閉合回路。A A、B B是熱偶絲，也叫熱電極。是熱偶絲，也叫熱電極。2. 熱電勢(shì)：熱電勢(shì)：熱電偶熱電偶放在被測(cè)對(duì)象中，兩端溫度不同放在被測(cè)對(duì)象中，兩端溫度不同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)3. 3. 熱電流：熱電流：回路中通過(guò)的電流回路中通過(guò)的電流4.4.熱端（工作端）、冷端（自由端）熱端（工作端）、冷端（自由端）：感受溫度變：感

3、受溫度變化的那端稱為或熱端，另一端稱為或冷端?；哪嵌朔Q為或熱端，另一端稱為或冷端。這種物理現(xiàn)象稱為這種物理現(xiàn)象稱為熱電現(xiàn)象熱電現(xiàn)象。熱電偶：范圍熱電偶：范圍10016000C, 溫度信號(hào)變成電信號(hào)，遠(yuǎn)傳。溫度信號(hào)變成電信號(hào)，遠(yuǎn)傳。先看一個(gè)實(shí)驗(yàn)先看一個(gè)實(shí)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(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不相同時(shí)，回路中將產(chǎn)生電動(dòng)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)生電動(dòng)勢(shì)。 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） 熱電偶的工作原理熱電偶的工作原理 左端稱為：左端稱為：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

4、電勢(shì)熱電勢(shì)A AB B上述現(xiàn)象稱為熱電現(xiàn)象，上述現(xiàn)象稱為熱電現(xiàn)象，18211821年賽貝克發(fā)現(xiàn)的，年賽貝克發(fā)現(xiàn)的， 也稱賽貝克效應(yīng)也稱賽貝克效應(yīng)一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計(jì)一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計(jì)5. 熱電勢(shì)的產(chǎn)生原因：熱電勢(shì)的產(chǎn)生原因： 由由溫差電勢(shì)溫差電勢(shì)和和接觸電勢(shì)接觸電勢(shì)組成組成1）溫差電勢(shì)：）溫差電勢(shì)：一根導(dǎo)體兩端溫度不同產(chǎn)生的熱電一根導(dǎo)體兩端溫度不同產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)原因：原因：eA)()(0tteAAA一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計(jì)一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計(jì)5. 熱電勢(shì)的產(chǎn)生原因：熱電勢(shì)的產(chǎn)生原因：2）接觸電勢(shì)：）接觸電勢(shì)：兩種不同導(dǎo)體兩種不同導(dǎo)體A、B接觸時(shí)產(chǎn)生原因接觸時(shí)產(chǎn)生原因(

5、 )ABt0000(, ) ()()( )( )()( )ABABAAABBBE t ttttttt3)3)回路總電動(dòng)勢(shì)：回路總電動(dòng)勢(shì)：A A的電子密度大于的電子密度大于B B，tttt0 0，則，則回路中存在著回路中存在著四個(gè)電勢(shì)四個(gè)電勢(shì), ,)(te-(t)e)t(t,E0ABAB0AB一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計(jì)一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計(jì)5. 熱電勢(shì)的產(chǎn)生原因：熱電勢(shì)的產(chǎn)生原因：熱電勢(shì)的工作原理：熱電勢(shì)的工作原理：某只熱電偶，如果使冷端溫某只熱電偶，如果使冷端溫度度t t0 0保持不變，則熱電動(dòng)勢(shì)便成為熱端溫度保持不變，則熱電動(dòng)勢(shì)便成為熱端溫度t t的的單一函數(shù)。即，單一函數(shù)。即，故測(cè)量熱

6、電勢(shì)的大小就可以反映溫度的數(shù)值故測(cè)量熱電勢(shì)的大小就可以反映溫度的數(shù)值 AB0ABE(t,t )e(t)-C一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計(jì)一、熱電現(xiàn)象和熱電偶溫度計(jì)6.6.熱電勢(shì)的工作原理熱電勢(shì)的工作原理二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律均勻?qū)w定律、均勻?qū)w定律、 中間導(dǎo)體定律、中間導(dǎo)體定律、 中間溫度定律中間溫度定律1. 1. 均勻?qū)w定律均勻?qū)w定律 1 1）定律內(nèi)容：）定律內(nèi)容：由一種均勻?qū)w（或半導(dǎo)體）組由一種均勻?qū)w（或半導(dǎo)體）組成的閉合回路，不論溫度如何分布，都不能產(chǎn)成的閉合回路，不論溫度如何分布，都不能產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。生電動(dòng)勢(shì)。 2 2）定律推論）定律推論v（1)1)熱電偶

7、必須由兩種不同材料組成熱電偶必須由兩種不同材料組成v（2)2)由一種材料組成的閉合回路存在溫差時(shí)，由一種材料組成的閉合回路存在溫差時(shí)，如回路有熱電勢(shì)，則材料不均勻如回路有熱電勢(shì)，則材料不均勻2 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律1）定律內(nèi)容：）定律內(nèi)容：不同材料組成的閉合回路中，若不同材料組成的閉合回路中，若各各種材料接觸點(diǎn)的溫度種材料接觸點(diǎn)的溫度都都相同相同，則回路中熱電勢(shì)，則回路中熱電勢(shì)的總和等于零。的總和等于零。2）定律推論）定律推論v推論推論1 1：在熱電偶回路接入第三種導(dǎo)體，若第：在熱電偶回路接入第三種導(dǎo)體，若第三種導(dǎo)體的兩接點(diǎn)溫度相同，對(duì)回路中總熱三種導(dǎo)體的兩接點(diǎn)溫度相同，對(duì)回路中總熱電勢(shì)無(wú)

8、影響。電勢(shì)無(wú)影響。v推論推論2:2:二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律3)3)推論推論1 1用途用途: :1)1)連接顯示儀表的兩個(gè)接點(diǎn)溫度相同，連接顯示儀表的兩個(gè)接點(diǎn)溫度相同， 則不則不影響熱電偶電勢(shì)影響熱電偶電勢(shì) 2 2）也可以將熱電偶的兩端不焊接而直接插入液）也可以將熱電偶的兩端不焊接而直接插入液態(tài)金屬中或直接焊在金屬表面進(jìn)行溫度測(cè)量。態(tài)金屬中或直接焊在金屬表面進(jìn)行溫度測(cè)量。二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律2 2 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律2 2 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律(4(4）推論）推論1 1證明：證明： tt0A BBC(a)EABC(t,t1,t0)=

9、eAB(t)+ eBC(t1) + eCB(t1)+ eBA(t0) = eAB(t)eAB (t0) = EAB(t,t0)t1t1二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律 1 1）第一種連接方式）第一種連接方式t1tA BC(a)EABC(t,t1,t0)=eAB(t)+ eBC(t0) + eCA(t0)若設(shè)若設(shè)tt1t0 ，則根據(jù)本定律有，則根據(jù)本定律有 eAB(t0)+ eBC(t0) + eCA(t0) 0EABC(t,t1,t0)=eAB(t)- eAB(t0)=EAB(t,t0)t0t02 2 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律(4

10、(4）推論）推論1 1證明證明2 2）第二種連接方式）第二種連接方式5)5)推論推論2 2：如果兩種導(dǎo)體如果兩種導(dǎo)體A,B對(duì)另一種導(dǎo)對(duì)另一種導(dǎo)體體C的熱電勢(shì)已知，則這兩種導(dǎo)體組成的熱電勢(shì)已知，則這兩種導(dǎo)體組成熱電勢(shì)熱電勢(shì)=是它們對(duì)參考導(dǎo)體熱電勢(shì)的代是它們對(duì)參考導(dǎo)體熱電勢(shì)的代數(shù)和。數(shù)和。)t(t,E)t(t,E0AC0AB+ +A At tt t0 0B B+ +A At tt t0 0C C+ +C Ct tt t0 0B BE EACACE ECBCBE EABAB)t(t,E0CB二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律2 2 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律6）推論）推論2的用途：的用途

11、：（1）已知熱電極與標(biāo)）已知熱電極與標(biāo)準(zhǔn)鉑電極配對(duì)的熱電準(zhǔn)鉑電極配對(duì)的熱電勢(shì)，任何兩種熱電極勢(shì)，任何兩種熱電極配對(duì)的熱電勢(shì)可知。配對(duì)的熱電勢(shì)可知。t tB BA AC Ct tE EACACE ECBCBC C0 0t t0 0t t0 0t tEAC(t, t0) ECB(t, t0) =eAC(t)+ eCB(t) + eBA(t0)+ + + 因?yàn)橐驗(yàn)閑AC(t)+ eCB(t) + eBA(t)0所以所以EAC(t, t0) ECB(t, t0) =eAB(t)+ eBA(t0)= EAB(t, t0) 二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律2 2 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律7

12、）推論）推論2的證明的證明3 3 中間溫度定律中間溫度定律1 1）定律內(nèi)容：）定律內(nèi)容： 熱電偶在兩接點(diǎn)溫度熱電偶在兩接點(diǎn)溫度t t1 1、t t3 3時(shí)的熱電時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)等于接點(diǎn)溫度分別為動(dòng)勢(shì)等于接點(diǎn)溫度分別為t t1 1、t t2 2和和t t2 2、t t3 3 的兩支同的兩支同性質(zhì)熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。性質(zhì)熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。+ +A At t1 1t t2 2B BE E1 1+ +A At t3 3B BE E2 2EAB(t1, t2) EAB(t2, t3) = eAB(t1)+ eBA(t2)+ eAB(t2) + eBA(t3)= eAB(t1) + eBA(t3

13、)= EAB(t1, t3)+ +A At t1 1t t3 3B BE E3 3=E=E1 1+E+E2 2二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律2)定律的應(yīng)用：定律的應(yīng)用：1）為熱電偶）為熱電偶熱電勢(shì)溫度關(guān)系分度熱電勢(shì)溫度關(guān)系分度奠定了理論基礎(chǔ)。奠定了理論基礎(chǔ)。 已知熱電偶在某一給定冷端溫度下，電壓對(duì)應(yīng)的已知熱電偶在某一給定冷端溫度下，電壓對(duì)應(yīng)的溫度值，另外冷端溫度下，電壓應(yīng)對(duì)應(yīng)什么溫度？溫度值，另外冷端溫度下，電壓應(yīng)對(duì)應(yīng)什么溫度？（修正解決）（修正解決）2）為工業(yè)測(cè)溫中）為工業(yè)測(cè)溫中應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線提供了理論依據(jù)。提供了理論依據(jù)。 1 測(cè)溫時(shí)，其冷端溫度要求恒定測(cè)溫時(shí)，

14、其冷端溫度要求恒定（？），如直接（？），如直接滿足此條件，熱電偶冷端直接延伸放到恒溫的地滿足此條件，熱電偶冷端直接延伸放到恒溫的地方，熱電偶很長(zhǎng)，價(jià)格較高。方，熱電偶很長(zhǎng)，價(jià)格較高。 2 用補(bǔ)償導(dǎo)線連接到熱電偶的冷端，延伸至恒定用補(bǔ)償導(dǎo)線連接到熱電偶的冷端，延伸至恒定冷端溫度，在達(dá)到冷端溫度恒定要求的同時(shí)，降冷端溫度，在達(dá)到冷端溫度恒定要求的同時(shí)，降低造價(jià)。低造價(jià)。 二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律3 中間溫度定律中間溫度定律 分為補(bǔ)償型和延伸型分為補(bǔ)償型和延伸型v 補(bǔ)償型的材料與對(duì)應(yīng)的熱電偶不同，價(jià)格便補(bǔ)償型的材料與對(duì)應(yīng)的熱電偶不同，價(jià)格便宜，但在低溫下熱電性質(zhì)相同宜，但在低

15、溫下熱電性質(zhì)相同v延伸型的材料與對(duì)應(yīng)的熱電偶相同，但準(zhǔn)確延伸型的材料與對(duì)應(yīng)的熱電偶相同，但準(zhǔn)確度要求略低度要求略低4）使用補(bǔ)償導(dǎo)線的注意事項(xiàng)）使用補(bǔ)償導(dǎo)線的注意事項(xiàng) （1）在一定的溫度范圍內(nèi)使用）在一定的溫度范圍內(nèi)使用 （2）補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶極熱電性質(zhì)相同）補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶極熱電性質(zhì)相同 （3）極性不能接反）極性不能接反 （4）接入點(diǎn)溫度一致）接入點(diǎn)溫度一致 二、熱電偶的三條基本定律二、熱電偶的三條基本定律3 中間溫度定律中間溫度定律3 3）補(bǔ)償導(dǎo)線的分類）補(bǔ)償導(dǎo)線的分類熱電偶通常由熱電極、絕緣管、保護(hù)套管熱電偶通常由熱電極、絕緣管、保護(hù)套管等幾個(gè)主要部分組成，其常見(jiàn)外形結(jié)構(gòu)如等幾個(gè)主要部分組

16、成，其常見(jiàn)外形結(jié)構(gòu)如圖所示。圖所示。安裝安裝螺紋螺紋安裝安裝法蘭法蘭一、熱電極材料及性質(zhì)一、熱電極材料及性質(zhì)二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶三三 非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶四四 熱電偶的構(gòu)造熱電偶的構(gòu)造一、熱電極材料及性質(zhì)一、熱電極材料及性質(zhì)1）物理性質(zhì)穩(wěn)定，其熱電性質(zhì)不隨時(shí)間變）物理性質(zhì)穩(wěn)定，其熱電性質(zhì)不隨時(shí)間變化化2）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被氧化和腐蝕）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被氧化和腐蝕3）靈敏度和線性度好）靈敏度和線性度好4）電導(dǎo)率高，電阻溫度系數(shù)?。╇妼?dǎo)率高，電阻溫度系數(shù)小5）復(fù)制性好復(fù)制性好，以便交換，以便交換6）價(jià)格便宜）價(jià)格便宜目前材料無(wú)法滿足全部要求，不同條件下使目前材料無(wú)法滿足全部

17、要求，不同條件下使用不同的熱電極材料。用不同的熱電極材料。 二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶：是指制造工業(yè)較成熟，標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶：是指制造工業(yè)較成熟，應(yīng)用廣泛，能成批生產(chǎn)、性能優(yōu)良而穩(wěn)定應(yīng)用廣泛，能成批生產(chǎn)、性能優(yōu)良而穩(wěn)定并已列入專業(yè)或國(guó)家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化文件中的并已列入專業(yè)或國(guó)家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化文件中的那些熱電偶那些熱電偶標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶具有互換性標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶具有互換性 鉑銠鉑銠10-10-鉑熱電偶（分度號(hào)鉑熱電偶（分度號(hào)S S） 鉑銠鉑銠13-13-鉑熱電偶（分度號(hào)鉑熱電偶（分度號(hào)R R） 鉑銠鉑銠30-30-鉑銠鉑銠6 6熱電偶（分度號(hào)熱電偶（分度號(hào)B B） 鎳鉻一鎳硅（鎳鉻一鎳鋁）熱電偶（

18、分鎳鉻一鎳硅（鎳鉻一鎳鋁）熱電偶（分度號(hào)度號(hào)K K） 鎳鉻一康銅熱電偶（分度號(hào)鎳鉻一康銅熱電偶（分度號(hào)E E） 鐵一康銅熱電偶（分度號(hào)鐵一康銅熱電偶（分度號(hào)J J） 銅一康銅熱電偶（分度號(hào)銅一康銅熱電偶（分度號(hào)T T） 鎳鉻一金鐵熱電偶（分度號(hào)鎳鉻一金鐵熱電偶（分度號(hào)NiCrNiCrAuFe0.07AuFe0.07）及銅一金鐵熱電偶（分度號(hào)）及銅一金鐵熱電偶（分度號(hào)CuCuAuFe0.07AuFe0.07）1. 幾種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的性能和特點(diǎn)幾種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的性能和特點(diǎn)1）鉑銠鉑銠1010- -鉑熱電偶鉑熱電偶 分度號(hào)為分度號(hào)為“S”S”，貴金屬熱電偶。，貴金屬熱電偶。 常用直徑常用直徑0.5m

19、 m0.5m m。正極：鉑銠絲。正極：鉑銠絲( (鉑鉑90%90%，銠，銠l0%)l0%)，負(fù)極：純鉑絲。，負(fù)極：純鉑絲。 長(zhǎng)期使用最高溫度達(dá)長(zhǎng)期使用最高溫度達(dá)1300 1300 ，短期使用可達(dá)，短期使用可達(dá)16001600。特點(diǎn)：熱電性能穩(wěn)定，精度高，抗氧化性強(qiáng)，特點(diǎn)：熱電性能穩(wěn)定，精度高，抗氧化性強(qiáng)，宜在氧化性、惰性氣氛中工作，在無(wú)合適的非宜在氧化性、惰性氣氛中工作，在無(wú)合適的非金屬保護(hù)套管時(shí)，不能在還原性氣氛及含有金金屬保護(hù)套管時(shí)，不能在還原性氣氛及含有金屬或非金屬蒸汽中使用。屬或非金屬蒸汽中使用。 二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 1）鉑銠鉑銠1010- -鉑熱電偶鉑熱電偶 缺點(diǎn)：高溫

20、下長(zhǎng)期，鉑電極易斷，對(duì)污染缺點(diǎn)：高溫下長(zhǎng)期，鉑電極易斷，對(duì)污染敏感，導(dǎo)致熱電勢(shì)下降。它的熱電勢(shì)較小，敏感，導(dǎo)致熱電勢(shì)下降。它的熱電勢(shì)較小，靈敏度較低；價(jià)格昂貴。靈敏度較低；價(jià)格昂貴。 故國(guó)際溫標(biāo)中規(guī)定它為故國(guó)際溫標(biāo)中規(guī)定它為630.74630.741064.431064.43溫度范圍內(nèi)復(fù)現(xiàn)溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)儀器。分度值溫度范圍內(nèi)復(fù)現(xiàn)溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)儀器。分度值見(jiàn)附錄見(jiàn)附錄1 12.2.常用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶或用于高溫測(cè)量常用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶或用于高溫測(cè)量, ,價(jià)格貴，價(jià)格貴，精度高，靈敏度低精度高，靈敏度低。 二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶1. 幾種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的性能和特點(diǎn)幾種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的性能和特點(diǎn)4 4 鎳鉻鎳

21、鉻- -鎳硅（鎳鉻鎳硅（鎳鉻- -鎳鋁）熱電偶鎳鋁）熱電偶 分度號(hào)為分度號(hào)為“K”K”，賤金屬熱電偶。常用直徑，賤金屬熱電偶。常用直徑0.30.30.32m m0.32m m。正極：鎳鉻合金。正極：鎳鉻合金( (鎳鎳90.5%90.5%，鉻，鉻9.5%)9.5%)，負(fù)極：鎳硅，負(fù)極：鎳硅( (鎳鎳97.5%97.5%，硅，硅2.5%)2.5%)。長(zhǎng)期。長(zhǎng)期使用最高溫度可達(dá)使用最高溫度可達(dá)1200 1200 ，短期使用可達(dá)，短期使用可達(dá)13001300。在。在500 500 以下可在還原性、中性、氧以下可在還原性、中性、氧性氣氛中可靠的工作，在性氣氛中可靠的工作，在500 500 以上只能中性、

22、以上只能中性、氧性氣氛中工作。此熱電偶可用于溫度很低的氧性氣氛中工作。此熱電偶可用于溫度很低的含氫或氨的氣氛中，而不能用于氧化還原交替含氫或氨的氣氛中，而不能用于氧化還原交替的氣氛中，也不能用于含硫的氣氛中，真空中的氣氛中，也不能用于含硫的氣氛中，真空中只能短期使用。其熱電勢(shì)比只能短期使用。其熱電勢(shì)比鉑銠鉑銠1010- -鉑鉑熱電偶大熱電偶大4 45 5倍，且線性好。分度值見(jiàn)附錄倍，且線性好。分度值見(jiàn)附錄1 15 5測(cè)溫測(cè)溫12001200以下，賤金屬，線性度好，靈敏以下，賤金屬，線性度好，靈敏度大。度大。5 5 鎳鉻鎳鉻- -康銅熱電偶康銅熱電偶 分度號(hào)為分度號(hào)為“E”E”。是一種賤金屬熱電

23、偶，。是一種賤金屬熱電偶，測(cè)溫范圍為測(cè)溫范圍為-200-200900900，常用直徑，常用直徑0.30.33.2m m3.2m m。它的正極是鎳鉻合金，負(fù)極是銅。它的正極是鎳鉻合金，負(fù)極是銅鎳合金鎳合金( (銅銅55%55%，鎳，鎳45%)45%)。長(zhǎng)期使用最高溫。長(zhǎng)期使用最高溫度可達(dá)度可達(dá)750 750 ，短期使用可達(dá)，短期使用可達(dá)900900。適。適合在中性、氧性氣氛中工作，其它氣氛中合在中性、氧性氣氛中工作，其它氣氛中使用所受的限制鎳鉻使用所受的限制鎳鉻- -鎳硅熱電偶相同。鎳硅熱電偶相同。適合在適合在0 0以下測(cè)溫度，在高濕性氣氛中不以下測(cè)溫度，在高濕性氣氛中不易腐蝕。其特點(diǎn)是每攝氏度

24、下對(duì)應(yīng)熱電動(dòng)易腐蝕。其特點(diǎn)是每攝氏度下對(duì)應(yīng)熱電動(dòng)勢(shì)最高，因此經(jīng)常被使用。分度值見(jiàn)附錄勢(shì)最高，因此經(jīng)常被使用。分度值見(jiàn)附錄1 16 6三三 非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 在某些特殊場(chǎng)合：高溫、低溫、超低溫、在某些特殊場(chǎng)合：高溫、低溫、超低溫、高真空和有核輻射等被測(cè)對(duì)象中使用高真空和有核輻射等被測(cè)對(duì)象中使用1 鎢萊系熱電偶鎢萊系熱電偶2 銥佬系熱電偶銥佬系熱電偶3 鉑鉬鉑鉬5鉑鉬鉑鉬0.1熱電偶熱電偶4 非金屬熱電偶非金屬熱電偶特點(diǎn)：不具有互換性，沒(méi)有統(tǒng)一分度特點(diǎn)：不具有互換性，沒(méi)有統(tǒng)一分度名稱名稱熱電極材料熱電極材料使用溫度使用溫度范圍范圍()()過(guò)熱使用溫過(guò)熱使用溫度度范圍范圍()()特征特征

25、正極正極負(fù)極負(fù)極鎢錸系WRe5、WRe3WRe26、WRe25023003000適用于還原性、H2及惰性氣體。質(zhì)脆鉑銠系PtRh20、PtRh40PtRh5、PtRh2030015001100160018001800在高溫下使用，熱電動(dòng)勢(shì)小，其它性能與R型相同銥銠系Ir、Ir、IrIrRh40、IrRh50、IrRh60110020002100適用于真空、惰性氣體及微氧化性氣氛。質(zhì)脆鎳鉬系NiNiMo1801280/可用于還原性氣氛，熱電動(dòng)勢(shì)大鈀鉑系Pd、Pt及Au合金Au、Pd合金011001300耐磨性能強(qiáng)，熱電動(dòng)勢(shì)的大小基本上與K型相同鎳鉻、金鐵以Ni-Cr為主的合金含0.07mo1%F

26、e的合金0300K/20K以下熱電動(dòng)勢(shì)比較大，熱電動(dòng)勢(shì)的線性好銀金、金鐵含Au為0.37mo1%的合金含0.03mo1%Fe的Au-Fe合金140K/熱電動(dòng)勢(shì)小，受磁場(chǎng)影響四四 熱電偶的構(gòu)造熱電偶的構(gòu)造 1 普通型熱電偶普通型熱電偶 2 鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶 3 3 薄膜熱電偶薄膜熱電偶1 普通型熱電偶普通型熱電偶 本體是熱電極，絕緣套，保護(hù)套管，本體是熱電極，絕緣套，保護(hù)套管，接接線端子。線端子。普通普通裝配型裝配型熱熱電偶的電偶的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)放大圖放大圖 接線盒接線盒引出線套管引出線套管 固定螺紋固定螺紋 （出廠時(shí)用塑料包裹）（出廠時(shí)用塑料包裹）熱電偶工作端（熱端）熱電偶工作端（熱端） 不銹鋼

27、不銹鋼保護(hù)管保護(hù)管 2 鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶 鎧裝熱電偶：金屬套管、絕緣材料和熱電極鎧裝熱電偶：金屬套管、絕緣材料和熱電極三者一體三者一體四四 熱電偶的構(gòu)造熱電偶的構(gòu)造優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1）動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；）動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；2）機(jī)械強(qiáng)度高，撓性好，耐高壓、強(qiáng)）機(jī)械強(qiáng)度高，撓性好，耐高壓、強(qiáng)烈震動(dòng)和沖擊；烈震動(dòng)和沖擊；3）能解決能解決微小、狹窄場(chǎng)合的測(cè)溫問(wèn)題微小、狹窄場(chǎng)合的測(cè)溫問(wèn)題，且具有抗震、可彎曲、超長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。且具有抗震、可彎曲、超長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。鎧裝型熱電偶外形法蘭鎧裝型熱電偶可鎧裝型熱電偶可 長(zhǎng)達(dá)上百米長(zhǎng)達(dá)上百米薄壁金屬薄壁金屬 保護(hù)套管保護(hù)套管（鎧體）（鎧體） BA絕緣絕緣 材料材料鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電

28、偶橫截面橫截面3 3 薄膜熱電偶薄膜熱電偶 由兩種金屬薄膜連接而成。由兩種金屬薄膜連接而成。 1 1）特點(diǎn)：）特點(diǎn)： 微小面積上的溫度測(cè)量；動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可測(cè)微小面積上的溫度測(cè)量；動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可測(cè)瞬變的表面溫度。瞬變的表面溫度。 2)2)應(yīng)用：應(yīng)用： (1)(1)如將熱電極材料直接蒸鍍到被測(cè)表面，可測(cè)微秒級(jí)變?nèi)鐚犭姌O材料直接蒸鍍到被測(cè)表面，可測(cè)微秒級(jí)變化的溫度?；臏囟取?(2)(2)如制成針狀，針尖為熱端，可測(cè)量點(diǎn)的溫度如制成針狀，針尖為熱端，可測(cè)量點(diǎn)的溫度四四 熱電偶的構(gòu)造熱電偶的構(gòu)造復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題 1熱電偶為什么要冷端溫度恒定？熱電偶為什么要冷端溫度恒定？ 2. 工業(yè)上使用補(bǔ)償導(dǎo)線

29、的理論依據(jù)和注意工業(yè)上使用補(bǔ)償導(dǎo)線的理論依據(jù)和注意事項(xiàng)事項(xiàng)3熱電偶的三大基本定律是什么，有哪些熱電偶的三大基本定律是什么，有哪些應(yīng)用？應(yīng)用？熱電偶冷端溫度的補(bǔ)償問(wèn)題熱電偶冷端溫度的補(bǔ)償問(wèn)題熱電偶的電勢(shì)大小不但與熱端溫度有關(guān)，熱電偶的電勢(shì)大小不但與熱端溫度有關(guān)，且與冷端溫度有關(guān)，冷端應(yīng)恒定。且與冷端溫度有關(guān)，冷端應(yīng)恒定。通常熱電偶冷端放在距熱端很近的大氣中，通常熱電偶冷端放在距熱端很近的大氣中，受熱端和大氣環(huán)境的影響，有波動(dòng)受熱端和大氣環(huán)境的影響，有波動(dòng)為消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)量的影響，可采為消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)量的影響，可采用冷端溫度補(bǔ)償方法用冷端溫度補(bǔ)償方法熱電偶冷端溫度的補(bǔ)償問(wèn)題熱電偶冷端溫

30、度的補(bǔ)償問(wèn)題一、計(jì)算法一、計(jì)算法二、冰點(diǎn)槽法二、冰點(diǎn)槽法三、補(bǔ)償電橋法（冷端補(bǔ)償器）三、補(bǔ)償電橋法（冷端補(bǔ)償器）四、多點(diǎn)冷端溫度補(bǔ)償法四、多點(diǎn)冷端溫度補(bǔ)償法五、晶體管五、晶體管PN結(jié)溫度補(bǔ)償法結(jié)溫度補(bǔ)償法一、計(jì)算法一、計(jì)算法1.問(wèn)題提出問(wèn)題提出 分度的冷端溫度為分度的冷端溫度為0 ，如測(cè)溫時(shí)熱電偶，如測(cè)溫時(shí)熱電偶是是t0，不為，不為0 ，不能用測(cè)得，不能用測(cè)得E(t, t0) 直接直接查分度表求查分度表求t。2 .計(jì)算公式計(jì)算公式 E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0) 用用E(t,0) 查表求查表求t 。？一、計(jì)算法一、計(jì)算法用鎳鉻用鎳鉻-鎳硅鎳硅(K(K型型) )熱電偶測(cè)溫，熱電偶參

31、比端溫?zé)犭娕紲y(cè)溫，熱電偶參比端溫度為度為3030。測(cè)得的熱電勢(shì)為。測(cè)得的熱電勢(shì)為28mV28mV，求熱端溫度。，求熱端溫度。mVE203. 1)0 ,30(mVTE28)30,(mVmVmVTE203.29203. 128)0 ,(反查K分度表 T=701.5習(xí)題習(xí)題試填滿下面的空格：試填滿下面的空格：熱電偶分度號(hào)熱電偶分度號(hào) 熱端溫度熱端溫度 冷端溫度冷端溫度 熱電勢(shì)熱電勢(shì) （0C) （0C) (mV) S 1300 0 B 1400 8.913 K 30 34.110 T -140 -6.455 E 805 35 J 555 15二、冰點(diǎn)槽法二、冰點(diǎn)槽法 冷端放入一個(gè)溫度恒為冷端放入一個(gè)溫度恒為0的冰點(diǎn)槽中的冰點(diǎn)槽中舉例舉例1. 將水與冰屑混合放入保溫瓶，在瓶蓋上插將水與冰屑混合放入保溫瓶，在瓶蓋上插入盛變壓器油的試管，熱電偶的冷端插入到試入盛變壓器油的試管，熱電偶的冷端插入到試管中。管中。三、補(bǔ)償電橋法（冷端補(bǔ)償器）三、補(bǔ)償電橋法（冷端補(bǔ)償器）原理：冷端波動(dòng)熱電勢(shì)由不平衡電橋的輸出補(bǔ)償。原理：冷端波動(dòng)熱電勢(shì)由不平衡電橋的輸出補(bǔ)償。具體方法具體方法: :1 1） 設(shè)計(jì)不平衡電橋設(shè)計(jì)不平衡電橋, ,電橋與熱電偶冷端溫度相同。橋電橋與熱電偶冷端溫度相同